分级配风的循环流化床气化装置制造方法及图纸

一种分级配风的循环流化床气化装置，包括炉膛(1)、气固分离装置(2)和返料系统，在所述炉膛(1)上设置有辅气化剂入口(m1～m4)。通过本实用新型专利技术的分级配风的循环流化床气化装置，提高了气化效率，降低了飞灰含碳量。

Circulating fluidized bed gasification unit with graded air distribution

A circulating fluidized bed gasifier with grading air distribution includes a furnace (1), a gas solid separation device (2) and a feed system. The auxiliary gasifier inlet (M1 to M4) is arranged on the furnace chamber (1). Through the circulating fluidized bed gasification device of the utility model, the gasification efficiency is improved and the carbon content of fly ash is reduced.

【技术实现步骤摘要】
分级配风的循环流化床气化装置
本技术涉及煤气化
，具体地涉及一种分级配风的循环流化床气化装置。
技术介绍
作为一种高效清洁的洁净煤技术，煤气化技术是一种将煤炭等固态一次能源转化为气态清洁二次能源的主要途径，该技术主要用于合成氨、合成甲醇、制氢、高炉还原炼铁等化工冶金行业、联合循环发电领域、工业和民用燃气领域以及其它诸多领域中。按固体燃料的运动状态分类，现代煤气化工艺主要包括移动床(又称固定床)气化法、气流床气化法和流化床气化法。流化床煤气化技术是最早工业化的气化工艺，其工艺为将具有一定压力的气化剂从床层下部经过布风板吹入，将床上的碎煤托起，当气化剂上升时，煤粒呈悬浮状态运动，上下翻滚，与气化剂充分接触进行气化反应。在此类技术中，包括传统的流化床煤气化技术和近年来发展起来的循环流化床煤气化技术。其中，与传统的流化床煤气炉相比，循环流化床煤气化炉带有高循环量的物料循环回路，燃料在炉内停留时间极大延长，具有煤种适用性强、气固混合充分、气化反应速率高、整个反应器温度均匀、可添加石灰石进行炉内脱硫等优点。循环流化床煤气化炉的结构性能受到流态化规律的制约，其优点得益于此，同时，也由此带来了不利的影响，例如，常规的循环流化床煤气化炉存在如下问题：一、炉内物料混合均匀，温度均匀，而生产煤气客观上要求炉内必须保持还原性气氛，也就是说炉内物料必须保持较高的含碳量，这就使得循环流化床煤气化炉的底渣和飞灰含碳量高；二、在常规的循环流化床煤气化炉中，气化剂及原料煤的给入位置决定了炉膛的中上部处于还原区，并且物料浓度高，为获得较高的气化效率需要大量的热量，但现有技术为该区域提供的热量相对不足，这影响了气化效率的提高。
技术实现思路
本技术的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种循环流化床气化装置，利用该循环流化床气化装置，能够提高气化效率。本技术的目的还在于提供一种循环流化床气化装置，其能够确保炉膛内的热量提供，以保证气化效率。本技术的目的还在于提供一种循环流化床气化装置，其能够降低飞灰含碳量。根据本技术的一个方面的实施例，提出了一种分级配风的循环流化床气化装置，包括炉膛、气固分离装置和返料系统，在所述炉膛上设置有辅气化剂入口。根据本技术的一个优选实施例，在所述炉膛上还设置有主气化剂入口、给料口、返料口、炉膛出口和排渣口；所述返料系统包括下降管、返料器和返料斜管；其中，所述辅气化剂入口为多个，多个辅气化剂入口呈多层布置，分布在炉膛的不同高度处，并且每层辅气化剂入口包括至少两个辅气化剂入口。根据本技术的一个优选实施例，所述辅气化剂入口位于炉膛的主气化剂入口以上高度h处，并且0.3H<h<0.75H，且在高度h处炉膛的压力梯度其中，H为炉膛的总有效高度，即从炉膛的主气化剂入口至炉膛出口的水平中心线的距离，p为h高度处的炉膛压力。根据本技术的一个优选实施例，所述多个辅气化剂入口在垂直于炉膛的纵向延伸方向的横截面上的投影不重叠。根据本技术的一个优选实施例，所述多个辅气化剂入口在垂直于炉膛的纵向延伸方向的横截面上的投影以等角间距间隔开。根据本技术的一个优选实施例，所述辅气化剂入口被配置为使得辅气化剂沿水平方向进入炉膛。根据本技术的一个优选实施例，所述辅气化剂入口被配置为使得辅气化剂以与炉膛的纵向延伸方向成角度并且向下地进入炉膛，所述角度为0～45°。根据本技术的一个优选实施例，所述炉膛的给料口设置在多层辅气化剂入口的至少两层之间。根据本技术的一个优选实施例，所述气固分离装置包括一级气固分离装置和二级气固分离装置，并且所述返料系统包括一级返料系统和二级返料系统。根据本技术的一个优选实施例，所述循环流化床气化装置包括给料口，所述给料口设置在返料系统上。相比于现有气化技术，本技术的分级配风的循环流化床气化装置具有如下优点：(1)在炉膛特定区域的不同高度处引入多级辅气化剂，有利于辅气化剂与碳的反应，减少对已生成的有效气的消耗，提高有效气产率；(2)避开了在炉膛下部的密相区引入辅气化剂，避免了将氧化反应集中在灰浓度高的密相区而使大量放热形成高温区导致结焦，提高装置运行的安全性和稳定性；(3)辅气化剂与炉内物料反应放出的热量能被携带至主要气化区域，供反应吸热，促进气化反应的进行，提高气化效率。附图说明图1为根据本技术的实施例的分级配风的循环流化床气化装置的示意图；图2为根据本技术的实施例的切向配风的循环流化床气化装置的示意图；图3为根据本技术的实施例的变截面循环流化床气化装置的示意图；以及图4为根据本技术的又一实施例的变截面循环流化床气化装置的示意图。具体实施方式下面结合附图详细描述本技术的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1为根据本技术的实施例的分级配风的循环流化床气化装置的示意图，如图1所示，分级配风的循环流化床气化装置包括依次相连的炉膛1、气固分离装置2和返料系统，所述返料系统包括下降管3、返料器4和返料斜管5。在所述炉膛1上设置有主气化剂入口q、给料口d、返料口f、炉膛出口g和排渣口，进一步地，在所述炉膛1上设置有四个辅气化剂入口m1～m4，四个辅气化剂入口m1～m4呈多层布置，在图1中被分布在两层上，分布在炉膛1的不同高度处，并且每层辅气化剂入口包括两个辅气化剂入口。下面描述图1所示的循环流化床气化装置的工作过程，煤气化反应在炉膛1中进行，控制炉膛温度为1100℃，煤D从给料口d进入炉膛1，含有大量未完全反应的碳的循环物料从返料口f进入炉膛1，主气化剂Q从主气化剂入口q进入炉膛1，上述物料在炉膛下部进行气固混合，并在流化状态下发生以燃烧为主的反应，释放大量热量。混合气体携带未完全反应的碳及热量在炉膛1内自下而上运动，在此过程中随着氧的消耗，反应逐渐转变为以还原反应为主，并消耗氧化反应生成的热量。然后，辅气化剂从不同辅气化剂入口m1～m4进入炉膛1，与炉膛1内的高浓度碳颗粒发生以氧化为主的反应并释放热量，同时也会消耗部分已生成的CO、H2、CH4等可燃气体，燃烧并放热，为辅气化剂入口m1～m4附近区域进行的还原反应提供热量，促进该区域气化反应的进行。辅气化剂与炉内可燃物反应生成的热量被向上运动的气固混合物向上携带，为辅气化剂入口附近区域及辅气化剂入口以上区域发生的气化反应提供热量，促进气化反应的进行，提高气化效率及碳转化率。反应生成的煤气及未完全反应的碳经由炉膛1上部的炉膛出口g离开炉膛1，进入气固分离装置2，经气固分离装置2分离的固体依次经过下降管3、返料器4和返料斜管5，经由炉膛1上的返料口f返回炉膛1继续循环参与反应；含有少量固体颗粒的煤气E从气固分离装置2的气体出口离开循环流化床气化装置，经过后续的换热、净化装置后被收集，而煤渣L从排渣口排出。通过在炉膛中上部引入辅气化剂或沿炉膛高度多级配气能够提高气化装置内的反应温度、降低飞灰含碳量，通过多级辅气化剂的引入一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分级配风的循环流化床气化装置，包括炉膛(1)、气固分离装置(2)和返料系统，其特征在于：在所述炉膛(1)上设置有辅气化剂入口(m1～m4)。

【技术特征摘要】
1.一种分级配风的循环流化床气化装置，包括炉膛(1)、气固分离装置(2)和返料系统，其特征在于：在所述炉膛(1)上设置有辅气化剂入口(m1～m4)。2.根据权利要求1所述的分级配风的循环流化床气化装置，其特征在于：在所述炉膛(1)上还设置有主气化剂入口(q)、给料口(d)、返料口(f)、炉膛出口(g)和排渣口；所述返料系统包括下降管(3)、返料器(4)和返料斜管(5)；其中，所述辅气化剂入口(m1～m4)为多个，多个辅气化剂入口(m1～m4)呈多层布置，分布在炉膛(1)的不同高度处，并且每层辅气化剂入口包括至少两个辅气化剂入口(m1～m4)。3.根据权利要求2所述的分级配风的循环流化床气化装置，其特征在于：所述辅气化剂入口(m1～m4)位于炉膛(1)的主气化剂入口(q)以上高度h处，并且0.3H<h<0.75H，且在高度h处炉膛的压力梯度其中，H为炉膛的总有效高度，即从炉膛(1)的主气化剂入口(q)至炉膛出口(g)的水平中心线的距离，p为h高度处的炉膛压力。4.根据权利要求3所述的分级配风的循环流化床气化装置，其特征在于：所述多个辅气化剂入口(m1～m4)在垂直于炉膛(1)的纵向延伸方向的横...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱治平，王小芳，于旷世，王坤，吕清刚，高鸣，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11