配器与所述第一气化剂入口连接。
[0027]上述的含焦固体颗粒的气化装置，其中，所述第二流化床反应器内部下方布置有气体分配器，所述气体分配器与所述第二气化剂入口连接。
[0028]本发明的含焦固体颗粒的气化装置，能满足连续气化的要求，且能提高焦炭的气化强度和提高热量利用效率。
[0029]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0030]图1为本发明的第一实施例的含焦固体颗粒的气化装置的结构示意图；
[0031]图2为本发明的第二实施例的含焦固体颗粒的气化装置的结构示意图。
[0032]其中，附图标记
[0033]10—第一流化床反应器
[0034]11 一物料进口
[0035]20—第二流化床反应器
[0036]21 —气体产品出口
[0037]22—再生固体颗粒排出口
[0038]30—外循环管
[0039]40—稀相管
[0040]41 一开口
[0041]50—旋风分离器
[0042]51、52—分离气体出口
[0043]61、62—气体分配器
[0044]70—物料输入管
[0045]80—再生固体颗粒排出管
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
[0047]结合参阅图1，本发明一实施例的含焦固体颗粒的气化装置，包括第一流化床反应器10、第二流化床反应器20、外循环管30以及稀相输送管40，第二流化床反应器20与第一流化床反应器10通过外循环管30及稀相输送管40串联连接。
[0048]第一流化床反应器10为上行式流化床反应器，其上具有物料进口 11及第一气化剂入口(图中未示出)，物料进口 11与物料输入管70连通。且第一流化床反应器10内部下方布置有气体分配器61，气体分配器61与第一气化剂入口连接。
[0049]第二流化床反应器20位于第一流化床反应器10的上方，第二流化床反应器20为床层流化床反应器，其上具有第二气化剂入口(图中未示出)、气体产品出口 21及再生固体颗粒排出口 22，再生固体颗粒排出口 22与再生固体颗粒排出管80连通。第二流化床反应器20内部下方布置有气体分配器62，气体分配器62与第二气化剂入口连接。
[0050]外循环管30 —端连接至第一流化床反应器10，另一端连接至第二流化床反应器20，以将第二流化床反应器20中的部分高温固体颗粒通过外循环方式返回到第一流化床反应器10中。
[0051]稀相输送管40 —端连接至第一流化床反应器10，另一端连接至第二流化床反应器20，将第一流化床反应器10中的气体和固体颗粒通过稀相输送方式上行至第二流化床反应器20中，较佳地，稀相输送管40可与第一流化床反应器10 —体成型，即，稀相输送管40为第一流化床反应器10的一部分以使第一流化床反应器10为上行式流化床反应器，稀相输送管40容置于第二流化床反应器20的内部，具体地，稀相输送管40直接从第二流化床反应器20的底部插入至第二流化床反应器20的内部。并且，稀相输送管40的顶部具有多个开口 41，该多个开口 41直接连通第二流化床反应器20内部，第二流化床反应器20内具有多个旋风分离器50，多个旋风分离器50分别具有分离气体出口 51，分离气体出口 51与气体产品出口 21相连。
[0052]气化时，含焦固体颗粒从物料输入管70连续进入到第一流化床反应器10中，第二流化床反应器20中部分高温固体颗粒从外循环管30连续返回到第一流化床反应器10中，第一气化剂经气体分配器61进入第一流化床反应器10与含焦固体颗粒发生第一级气化反应，调节外循环管30中固体颗粒循环量和第一气化剂的流量并控制反应温度800-900°C，未完成反应的气体和含焦固体颗粒以及气化产品经过稀相输送管40进入到第二流化床反应器20，第二气化剂经气体分配器62进入第二流化床反应器20与未完全气化的含焦固体颗粒发生第二级气化反应，调节第二气化剂的流量并控制反应温度为900-1000°C。第二流化床反应器20中的气体产品和固体颗粒在旋风分离器50中实现气固分离，分离出的气体(即为气化产品)经分离气体出口 51和气体产品出口 21排出作为气化产品，固体颗粒部分从外循环管30循环到第一流化床反应器10中，部分经再生固体颗粒排出管80连续排出，作为除焦后的再生固体颗粒。
[0053]对应地，本发明的含焦固体颗粒的气化方法，是采用两级串联的流化床反应器实现连续气化，包括如下步骤:
[0054]待气化的含焦固体颗粒连续进入到第一流化床反应器中，跟循环返回的高温固体颗粒混合后与第一气化剂在Tl温度下发生第一级气化反应，Tl为800-900°C ；
[0055]含未转化焦炭的固体颗粒及气体上行进入至第二流化床反应器中，未转化焦炭与第二气化剂在T2温度下发生第二级气化反应，T2为900-1000°C ；
[0056]第二流化床反应器中的部分高温固体颗粒通过外循环方式部分返回到第一流化床反应器中以提升第一流化床反应器中固体颗粒的温度，部分高温固体颗粒连续移出第二流化床反应器，作为完成气化过程的产物。
[0057]根据本发明的含焦固体颗粒的气化方法，由于将第二流化床反应器20中的高温固体通过外循环方式部分返回到第一流化床反应器10中，为第一流化床反应器10提供热量。因此，第一流化床反应器10中第一气化剂中可以采用较低的氧气含量，本发明提供的第一气化剂优选为水蒸气和氧气混合物，且氧气体积占第一气化剂总体积的2-20 %。第二流化床反应器20中第二气化剂需要更高的氧气含量，以更高的温度和更快的反应速率将焦炭转化，优选的第二气化剂为水蒸气和氧气混合物，其中氧气体积占第二气化剂总体积的12-35%，这样，在较高的氧气浓度下的第二级气化反应可以快速的将焦炭转化，以减小气化反应器的设备尺寸，从而减少设备投资费用。
[0058]根据本发明的含焦固体颗粒的气化方法，由于第二流化床反应器20中第二级气化反应的产品是低热值燃气，可以采用空气和水蒸气的混合气体作为第二气化剂，节约纯氧的用量，降低运行成本。当然，也可以采用空气和水蒸气的混合气体作为第一气化剂，以同样达到节约纯氧的用量，降低运行成本的目的。
[0059]参阅图2，本发明的第二实施例的含焦固体颗粒的气化装置的结构示意图，本实施例的气化装置的结构与第一实施例的气化装置的结构大致相同，不同之处在于:稀相输送管40的顶部具有多个开口 41，第二流化床反应器20内具有多个旋风分离器50，多个旋风分离器50分别具有分离气体出口(如其中一部分旋风分离器50上具有分离气体出口 51，另一部分旋风分离器50上具有分离气体出口 52)，多个开口 41与多个旋风分离器中的部分旋风分离器(如具有分离气体出口 52的旋风分离器)对应连通，与开口 41连通的旋风分离器的分离气体出口 52与外界连接，其余旋风分离器的分离气体出口 51与气体产品21出口相连。这样，第一级气化反应后的气体产品和部分气化的含焦固体颗粒先经过部分旋风分离器(具有分离气体出口 52的旋风分离器)实现气固分离，分离出的气体从该旋风分离器顶部出口(分离气体出口 52)引出作为第一级气体产品，分离出的固体颗粒再进入第二流化床反应器20中发生第二级气化反应，之后再一次经过部分旋风分离器(具有分离气体出口 51的旋风分离器)气固分离，分离出的气体经分离气体出口 51和气体产品出口 21排出作为第二级气体产品。该第一级气体产品是高热值气体产品，该第二级气体产品是低热值气体产品。
[0060]采用第二实施例的气化装置进行含焦固体颗粒的气化时，具有与采用第一实施例的气化装置进行含焦固体颗粒的气化大致相同的步骤，所不同的是，根据本发明第二实施例的气化装置进行含焦固体颗粒的气化时，在第一级气化反应之后第二级气化反应之前，还包括将进入至第二流化床反应器中的含未转化焦炭的固体颗粒及气体进行气固分离以得到第一级气体产品和分离出的固体颗粒步骤，也就是说，在第二流化床反应器20中将来自第一流化床反应器10的固体颗粒和气体分离，气体直接离开第二流化床反应器20作为第一级气体产品，分离出的固体颗粒与第二流化床反应器20内的固体颗粒混合，在第二流化床反应器20中继续发生第二级气化反应，得到第二级气体产品。第一级气体产品可用作制氢或者高热值燃气，第二级气体产品可用作低热值燃气。
[0061]采用本发明提出的含焦固体颗粒的气化方法，其优点是:
[0062](I)根据焦炭气化反应规律实现了焦炭的分段气化，并且优化了两段气化之间的热量利用效率，通过将第二级气化的热量用于第一级气化，可以在第一级得到高于常规气化过程的高热值合成气。
[0063](2)采用两级气化的方法可以在第二级气化中提高气化剂的氧气含量，提升气化温度，提高气化反应强度，减小了气化