梯级组合床气化系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种梯级组合床气化系统，包括：煤输送单元、一级流化床气化单元、二级气流床气化单元、余热回收单元、废渣收集单元；所述煤输送单元与所述一级流化床气化单元连通，所述一级流化床气化单元连通与所述二级气流床气化单元连通，所述二级气流床气化单元与所述余热回收单元连通，所述余热回收单元与所述废渣收集单元连通。本实用新型专利技术的梯级组合床气化系统能够对煤粉进行梯级气化，实现煤炭的高效转化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤气化系统，尤其涉及一种梯级组合床气化系统，属于煤的清洁高效利用

技术介绍
煤气化技术是将难以加工处理、难以脱除无用组分的固体煤转化为易于净化、易于应用的气体的过程，简言之，是将煤种的碳元素、氢元素转化为清洁燃料气或合成气的过程。现有煤气化技术，按照煤和气化剂的接触方式，可以分为固定床、流化床和气流床。固定床由于煤种要求高(粒径为38mm的块煤)，煤气含有焦油、酚氰等污染物，已经逐渐被淘汰；流化床技术虽然对于煤种要求低(粒径小于10mm的粉煤)，但由于反应温度低(1000℃左右)，碳转化率较低；而气流床气化技术由于碳转化率高，煤气不含焦油、酚氰等有害物质，近年来成为煤气化技术的发展的主要方向。但气流床技术要求煤粉粒径小于100μm，需要增加复杂的煤粉制备系统，增加了系统投资。目前，还没有一种既对煤的处理要求低(预处理到粒径小于10mm)，又可以达到较高的碳转化率的煤气化技术和系统。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术提供一种梯级组合床气化系统，该系统可以对煤炭进行梯级气化，在不增加磨煤系统的前提下，能够有效提高煤的转化率。本技术提供一种梯级组合床气化系统，包括：煤输送单元、一级流化床气化单元、二级气流床气化单元、余热回收单元、废渣收集单元；所述煤输送单元与所述一级流化床气化单元连通，所述一级流化床气化单元连通与所述二级气流床气化单元连通，所述二级气流床气化单元与所述余热回收单元连通，所述余热回收单元与所述废渣收集单元连通。在一实施方式中，所述煤输送单元包括锁斗、煤仓、给煤机；所述锁斗与所述煤仓连通，所述煤仓与所述给煤机连通，所述给煤机与所述一级流化床气化单元连通。在一实施方式中，所述一级流化床气化单元包括一级流化床气化炉、布风板和一级气化室；所述一级流化床气化炉通过所述布风板与所述一级气化室连通，所述一级气化室设置一接收一级气化剂的一级气化剂入口。在一实施方式中，所述二级气流床气化单元包括二级气流床气化炉和二级气化剂烧嘴，所述二级气化剂烧嘴设置在所述二级气流床气化炉上部并向所述二级气流床气化炉注入二级气化剂。在一实施方式中，所述余热回收单元与所述二级气流床气化单元连接；所述余热回收单元包括由内至外依次套设的辐射换热室和对流换热室，所述辐射换热室与所述二级气流床气化单元连通用于接收所述二级气流床气化单元中生成的煤气，所述辐射换热室外部设置有第一水冷壁，用于所述对流换热室外部设置有第二水冷壁；所述对流换热室至少设置有一个煤气出口，所述煤气出口穿设于所述第二水冷壁；所述废渣收集单元包括水冷渣池和出渣口。在一实施方式中，所述梯级组合床气化系统内部的压力为10kPa-4.2MPa。在一实施方式中，所述煤输送单元中粒径小于10mm的煤占全部煤重量的90％。在一实施方式中，所述一级气化剂选择空气、低富氧空气和氧气蒸汽混合气体中的一种或多种；所述二级气化剂选自高富氧空气和氧气蒸汽混合气体中的一种或两种；其中，所述低富氧空气中氧气的体积含量为25-50％，所述高富氧空气中氧气的体积含量为60-99.6％。在一实施方式中，所述一级流化床气化炉的截面平均流速为5-25m/s。在一实施方式中，所述二级气化剂烧嘴为4-12个并且均匀分布在所述二级气流床气化炉上部。本技术的梯级组合床气化系统结合了流化床和气流床的优势，既可以采用简单处理的粉煤，又可以在减少设备投入的基础上达到较高的碳转化率，是一种经济高效的煤气化系统。附图说明图1为本技术梯级组合床气化系统的模块示意图；图2为本技术梯级组合床气化系统的具体结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术梯级组合床气化系统的模块示意图，请参考图1，本技术的梯级组合床气化系统包括煤输送单元1、一级流化床气化单元2、二级气流床气化单元3、余热回收单元4、废渣收集单元5；煤输送单元1与一级流化床气化单元2连通，一级流化床气化单元2连通与二级气流床气化单元3连通，二级气流床气化单元3与余热回收单元4连通，余热回收单元4与废渣收集单元5连通。煤输送单元1用于向系统内输送待转化的煤原料，具体地，当煤输送单元1中盛有待转化的煤原料后，煤输送单元1会将煤原料输送至一级流化床气化单元2使煤原料在一级流化床气化单元2中反应生成煤气，接着，在一级流化床气化单元2中生成的煤气和未被转化的煤原料会进入二级气流床气化单元3。在二级气流床气化单元3中，未转被化的煤原料会充分反应生成煤气，最终达到平衡状态，此时，二级气流床气化单元3中的内容物为煤气和废渣。最后，煤气和废渣会分别进入余热回收单元4和废渣收集单元5中被收集处理。由于本技术的梯级组合床气化系统结合了流化床和气流床的优势，煤原料首先进入流化床进行反应，因此对煤原料的粒径要求不高，不需要增加复杂的煤粉制备系统，同时气流床又能够对煤原料中的小颗粒煤进行高转化率的气化处理。因此，本技术的梯级组合床气化系统能够在低成本的前提下完成煤原料的高效率碳转化生成煤气。图2为本技术梯级组合床气化系统的具体结构示意图，请参考图2，煤输送单元1包括锁斗11、煤仓12、给煤机13；锁斗11与煤仓12连通，煤仓12与给煤机13连通，给煤机13与一级流化床气化单元2连通。其中，锁斗11包括一加入煤原料的开口，在加入煤原料的过程中，锁斗11向煤仓12出煤的出煤口是关闭的，当煤原料加入完毕后，可以打开煤出口使煤原料在重力的作用下进入煤仓12中，由于本技术中使用了流化床，因此对煤原料的粒径不做过多限制，一般，煤原料的总重量的90％的煤的粒径小于10mm即可。煤仓12的出口与给煤机13连通，煤仓12中的煤原料在重力作用下会输送至给煤机13上，由给煤机13输送至一级流化床气化单元2中。具体地，该给煤机13可以采用螺旋式给料机。继续参考图2，本技术的一级流化床气化单元2包括一级流化床气化炉21、布风板22和一级气化室23；一级流化床气化炉21通过布风板22与一级气化室23连通，一级气化室23设置一接收一级气化剂的一级气化剂入口24。一级气化室23用于接收一级气化剂。具体地，给煤机13与一级流化床气化单元2中的一级流化床气化炉21连通，因此给煤机13直接将煤原料输送至一级流化床气化炉21中。当一级流化床气化炉21中有煤原料后，一级气化室23中的一级气化剂会在布风板22的作用下均匀布满整个一级流化床气化炉21，从而使煤原料与一级气化剂在一级流化床气化炉21中发生反应，得到煤气。其中，一级气化剂选择空气、低富氧空气和氧气蒸汽混合气体中的一种或多种，低富氧空气中氧气的体积含量为25-50％。可以想到的是，一级流化床气化炉21中有加热装置，一般的，一级流化床气化炉21中的反应温度为600-1000℃，并且，一级流化床气化炉21的截面平均流速可以限定为5-25m/s。但是，一级流化床气化单元2不可能将给煤机13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯级组合床气化系统，其特征在于，包括：煤输送单元、一级流化床气化单元、二级气流床气化单元、余热回收单元、废渣收集单元；所述煤输送单元与所述一级流化床气化单元连通，所述一级流化床气化单元连通与所述二级气流床气化单元连通，所述二级气流床气化单元与所述余热回收单元连通，所述余热回收单元与所述废渣收集单元连通。

【技术特征摘要】
1.一种梯级组合床气化系统，其特征在于，包括：煤输送单元、一级流化床气化单元、二级气流床气化单元、余热回收单元、废渣收集单元；所述煤输送单元与所述一级流化床气化单元连通，所述一级流化床气化单元连通与所述二级气流床气化单元连通，所述二级气流床气化单元与所述余热回收单元连通，所述余热回收单元与所述废渣收集单元连通。2.根据权利要求1所述的梯级组合床气化系统，其特征在于，所述煤输送单元包括锁斗、煤仓、给煤机；所述锁斗与所述煤仓连通，所述煤仓与所述给煤机连通，所述给煤机与所述一级流化床气化单元连通。3.根据权利要求1或2任一所述的梯级组合床气化系统，其特征在于，所述一级流化床气化单元包括一级流化床气化炉、布风板和一级气化室；所述一级流化床气化炉通过所述布风板与所述一级气化室连通，所述一级气化室设置一接收一级气化剂的一级气化剂入口。4.根据权利要求3所述的梯级组合床气化系统，其特征在于，所述二级气流床气化单元包括二级气流床气化炉和二级气化剂烧嘴，所述二级气化剂烧嘴设置在所述二级气流床气化炉上部并向所述二级气流床气化炉注入二级气化剂。5.根据权利要求4所述的梯级组合床气化系统，其特征在于，所述余热回收单元与所述二级气流床气化单元连接；所述余热回收单元包括由内至...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭敏，刘欣，毕大鹏，刘淑媛，黄成龙，
申请(专利权)人：安徽科达洁能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34