流化床飞灰返炉气化设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种流化床飞灰返炉气化设备及方法，属于煤气化技术领域，能够使返炉飞灰在高效转化的同时，气化炉内的流场分布更加均匀。所述飞灰返炉气化设备，包括飞灰注入装置，所述飞灰注入装置包括内层通道和外层通道，所述内层通道用于通入含氧气化剂、所述外层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物，或所述内层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物、所述外层通道用于通入含氧气化剂，以使飞灰与含氧气化剂在出口处充分混合地注入气化炉内进行燃烧反应。本发明专利技术可用于煤气化过程的飞灰处理中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤气化
，尤其涉及一种。
技术介绍
中国以煤为主的能源结构在未来较长时期内难以根本改变，如何加强煤的清洁高 效综合利用是煤化工技术发展的重要方向，在众多的技术中，煤气化是煤炭高效、清洁利用 的核心技术之一。 目前较为先进的流化床气化工艺具有气固物料混合充分的特点，利于传热、传质 和气化反应，是煤炭气化工艺中最为成熟的工艺。流化床是指将大量固体颗粒悬浮于运动 的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态也称为固体流态化。 然而，在流化床气化工艺中，所产生的煤气中所夹带的飞灰含碳量很高，如果不能对飞灰进 行再利用，会造成能源的浪费和整个工艺成本的提高，因此，有必要对流化床气化炉飞灰进 行高效再利用。 飞灰利用形式主要有回收燃烧和气化两种。其中，回收燃烧是将旋风分离器补集 到的飞灰通入另外一台设备中再燃烧的过程，此工艺虽然能够提高飞灰的转化率，但主要 是利用飞灰的热值，使得飞灰总体利用率较低。 在上述基础上，开发了飞灰的气化再利用技术，即将飞灰通过返灰系统送入气化 炉进行再次气化的过程。但如图1所示，在现有的飞灰气化技术中，分离后的飞灰在返灰 吹送气的推动下是送入到气化区中，而非送入到燃烧区中，从而不能在含氧气化剂的作用 下燃烧完全，降低了飞灰的碳转化率。并且，飞灰是从气化炉的一侧通入气化区，飞灰气流 的通入会造成气化炉内流场产生偏流、短路现象，从而造成炉内温度分布不均匀，情况严重 时，还会产生炉内结渣、无法返灰等现象，从而影响气化炉的正常操作。 因此研究开发一种既能将返炉飞灰高效转化又能使气化炉内流场分布更加均匀 的方法和设备显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，能够使返炉飞灰在高效转化 的同时，气化炉内的流场分布更加均匀。 为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案： -种流化床飞灰返炉气化设备，包括飞灰注入装置，所述飞灰注入装置包括内层 通道和外层通道，所述内层通道用于通入含氧气化剂、所述外层通道用于通入返灰吹送气 与飞灰的混合物，或所述内层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物、所述外层通道用 于通入含氧气化剂，以使飞灰与含氧气化剂在所述飞灰注入装置的出口处充分混合地从气 化炉的底部注入气化炉内进行燃烧反应。 优选的，所述内层通道的出口设有外倒角，所述外层通道的出口设有与所述内层 通道的出口外倒角角度一致的缩口。 可选的，所述内层通道和所述外层通道为"L"型。 可选的，所述内层通道和所述外层通道的竖直段长度应满足通道出口处气体均匀 分布。 优选的，所述外层通道的竖直段长度大于所述内层通道的竖直段长度。 可选的，所述内层通道和所述外层通道竖直段与水平段的连接位置分别位于通道 竖直段的下部，且在通道竖直段底部留有气体涡流缓冲空间。 优选的，所述内层通道的底部设有实心半球状流线补强结构，且半球直径与所述 内层通道的外部直径相同。 可选的，所述外层通道与所述内层通道的直径比例为2-4. 5倍。 可选的，所述内层通道的出口处的外倒角为45° -75°。 优选的，所述外层通道的缩口的直径尺寸为所述内层通道出口的直径尺寸的 1. 0-1. 2 倍。 可选的，当返灰量的固体体积分数多0. 3时，所述内层通道用于通入返灰吹送气 与飞灰的混合物，所述外层通道用于通入含氧气化剂； 当返灰量的固体体积分数<0. 3时，所述内层通道用于通入含氧气化剂，所述外 层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物。 可选的，还包括： 气化炉； 飞灰分离装置，用于对气化炉中排出的带有飞灰的产品气进行气固分离； 飞灰储存装置，用于收集分离后的飞灰，并在返灰吹送气的推动下将飞灰送入所 述飞灰注入装置中。 一种流化床飞灰返炉气化方法，包括步骤： 1)对气化炉中排出的带有飞灰的产品气经气固分离装置进行气固分离；2)将气固分离后的飞灰在返灰吹送气的推动下，与含氧气化剂一起经由飞灰注入 装置注入气化炉内进行燃烧反应。 优选的，所述含氧气化剂中氧气的体积浓度为20%-60%。 本专利技术提供了一种流化床飞灰返炉气化设备，在该设备中，返炉飞灰在吹送气的 推动下，同含氧气化剂一起经由飞灰注入装置从气化炉底部注入到气化炉的富氧燃烧高温 区中进行燃烧。由于飞灰注入装置分为内外两层通道，分别通入返灰吹送气与飞灰的混合 物和含氧气化剂，使得含氧气化剂气流可在通道出口处对飞灰进行有效撞击、扰动，从而与 飞灰充分混合，这样不但可延长飞灰在含氧气氛中的停留时间，使其充分燃烧，有效提高飞 灰中的碳转化率，还可利用气化炉底部经由飞灰注入装置注入的气流来增强气化炉内的物 料流动，从而有利于气化炉内的流场分布更加均匀。【附图说明】图1为现有技术中流化床飞灰气化设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的飞灰注入装置的结构示意图； 图3为本专利技术实施例提供的另一种飞灰注入装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的流化床飞灰气化设备的结构示意图； 图5为本专利技术实施例提供的流化床飞灰返炉气化方法的流程图。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。 本专利技术实施例提供了一种流化床飞灰返炉气化设备，包括飞灰注入装置，所述飞 灰注入装置包括内层通道和外层通道，所述内层通道用于通入含氧气化剂、所述外层通道 用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物，或所述内层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合 物、所述外层通道用于通入含氧气化剂，以使飞灰与含氧气化剂在所述飞灰注入装置的出 口处充分混合地从气化炉的底部注入气化炉内进行燃烧反应。 本专利技术提供了一种流化床飞灰返炉气化设备，在该设备中，返炉飞灰在吹送气的 推动下，同含氧气化剂一起经由飞灰注入装置从气化炉底部注入到气化炉的富氧燃烧高温 区中进行燃烧。由于飞灰注入装置分为内外两层通道，分别通入返灰吹送气与飞灰的混合 物和含氧气化剂，使得含氧气化剂气流可在通道出口处对飞灰进行有效撞击、扰动，从而与 飞灰充分混合，这样不但可延长飞灰在含氧气氛中的停留时间，使其充分燃烧，有效提高飞 灰中的碳转化率，还可利用气化炉底部经由飞灰注入装置注入的气流来增强气化炉内的物 料流动，从而有利于气化炉内的流场分布更加均匀。 在本专利技术的上述实施例中，所述内层通道的出口设有外倒角，所述外层通道的出 口设有与所述内层通道的出口外倒角角度一致的缩口。在本实施例中，将内层通道的出口 设置为外倒角形式，不仅可有效避免外层通道内的气流在流经内层通道出口时对内层通道 出口外侧造成的冲蚀，还可减小内层通道外侧的管壁对外当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床飞灰返炉气化设备，其特征在于，包括飞灰注入装置，所述飞灰注入装置包括内层通道和外层通道，所述内层通道用于通入含氧气化剂、所述外层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物，或所述内层通道用于通入返灰吹送气与飞灰的混合物、所述外层通道用于通入含氧气化剂，以使飞灰与含氧气化剂在所述飞灰注入装置的出口处充分混合地从气化炉的底部注入气化炉内进行燃烧反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武恒，宋新朝，李克忠，湛月平，刘雷，郑岩，金亚丹，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13