一种循环流化床煤气化装置及使用该装置生成煤气的方法制造方法及图纸

一种循环流化床煤气化装置及其制备方法，包括有上煤系统、发生炉、旋风除尘器、余热锅炉、水冷塔和文丘里洗涤器，其中发生炉上设有上、下两排气化剂喷嘴，底部设有螺旋除灰机和贮灰槽，上部设有与旋风除尘器相通的煤气管，旋风除尘器底部设有与发生炉相通的回料管，旋风除尘器通过煤气管与余热锅炉相通，余热锅炉通过煤气管与水冷塔相通，水冷塔通过煤气管与文丘里洗涤器相通，其特点是旋风除尘器通向发生炉膛的回流管为带有小型流化床的返料器，旋风除尘器为至少两组串联的旋风除尘器组成，上煤系统中有风力输送，上煤系统中还设有粉煤干燥机。本发明专利技术实现了煤气化技术由沸腾床到循环流化床的转变，提高了系统气化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床煤气化装置及其制备方法
本专利技术涉及一种煤气生产设备及其工艺流程，特别是涉及一种煤炭气化特别是劣质煤炭气化的循环流化床煤气化装置及其制备方法，是对现有煤气生产设备及其工艺流程的改进，属于煤气化生产技术。
技术介绍
煤气化技术视炉内气—固状态和运动形式，主要分为三大类：以块煤(10～50mm)为原料的固定床；以粉煤(小于10mm)为原料的流化床；以粉煤(小于0.1mm)为原料的气流床。为提高单炉能力和降低能耗，现代气化炉均在适当的压力(1.5～4.5MPa)下运行，相应地出现了增压固定床、增压流化床和增压气流床技术。先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表，其主要优点包括：可以使用劣质煤气化；加压气化生产能力高；氧耗量低，是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法。其缺点是固定床气化只能以不粘块煤为原料，不仅原料昂贵，气化强度低，而且气—固逆流换热，出炉气带有大量水分和煤焦油、苯和酚等，冷凝和洗涤下来的污水处理系统比较复杂，使净化流程加长，增加了投资和成本。以粉煤为原料的气流床(德士古炉、K-T炉、壳牌炉)在极高温度下运行(1300-1500℃)，气化强度极高，单炉能力已达2500吨煤/日，气体中不含焦油、酚类，非常适合化工生产和先进发电系统的要求。气流床气化工艺的优点包括.煤种适应范围较宽，工艺灵活，合成气质量高，产品气可适用-->于化工合成，制氢和联合循环发电等.气化压力高，生产能力高.不污染环境，三废处理较方便。该工艺缺点是，水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤(成浆困难)，高温气化为使灰渣易于排出，要求所用煤灰熔点低(小于1300℃)，含灰量低(低于10％-15％)，否则需加入助熔剂(CaO或Fe2O3)并增加运行成本。这一点特别不利于我国煤种的使用。此外，高温气化炉耐火材料和喷嘴均在高温下工作，寿命短、价格昂贵、投资高，气化炉在高温运行，氧耗高，制粉制浆困难等也提高了煤气生产成本。国内绝大多数正在运行的气化炉仍为水煤气或半水煤气固定床，亟待更新改造。所面临的问题是：原料煤利用受限制，现在气化炉的原材料仅限于无烟块煤，造成煤源紧张；无烟块煤价格太高，现价800多元/吨；间歇法的吹风气污染大；采用shell等技术不但成本投资太高，而且每年还要交大量的技术使用费。使用粉煤为原料的流化床技术因其原料煤可用烟煤、褐煤、煤矸石等劣质煤，且其产能大，设备投资少等特点，比较适合我国国情而受到关注。循环流化床气化炉所采用的褐煤，不仅价格便宜，而且产源丰富，初步计算，吨价比块煤便宜；因为连续气化，没有吹风气污染，炉出口温度高，没有焦油含酚污水，环保得到很大改善；循环流化床气化炉煤气出口压力属于常压，符合现在中小化肥的流程，把现有固定间歇炉改为流化床炉，在流程上不需做大的改动，技术改造相对容易，且投资少，易为企业所接受。公开号为CN1299859的中国专利技术专利给出了一种《沸腾床粉煤气化装置及其工艺流程》，包括粉煤漏斗、贮煤槽和从漏斗向贮煤槽送煤的输送机，发生炉和从贮煤槽向发生炉送煤的供煤机，以及圆筒形旋风分离器、废热锅炉、发生炉下部的排灰机和贮灰槽，其特征是采用了有上、下两层气化剂喷-->嘴、无炉篦的沸腾床粉煤气发生炉和在壳体内具有垂直管束的蒸汽发生器、多层蛇管蒸汽过热器和软水预热器于一体的废热锅炉；下部为圆锥形的旋风分离器置于发生炉附近，其顶端高于发生炉顶端，上有煤气管与发生炉相通，下有回流管通向发生炉膛，废热锅炉置于装置尾部，有煤气管将其与旋风分离器相通，在废热锅炉入口下部、壳体和煤气出口的下部均有排灰管分别插入水封槽内。上述技术方案中给出的沸腾床粉煤气化装置及其工艺流程，虽提高了气化效率和热效率高，具有产量大、污染低等优点，但旋风分离器无法满足除尘要求，致使其后的废热锅炉中不得不采用特制的具有垂直管束的蒸汽发生器，从而使设备的制造成本加大，运输维修不方便；上述技术方案直接采用回料管连接旋风除尘器和气化炉，不但因为炉内正压，分离器内负压而导致烟气短路，直接由回料管进入分离器内筒，甚至因分离器负压导致回料困难，在分离器内积灰，结焦，而迫使停炉检修。此外该装置还存在着气化效率仍较低、飞灰量大而且飞灰中含炭量较高、废热回收效率低、240℃煤气直接水冷掉等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，通过研究改进，给出一种新型的循环流化床煤气化装置及其制备方法。本专利技术将化工生产视为一个整体的系统工程，对工艺流程中的各工序所用设备进行整体设计、改进，并进行科学的布置，力求克服现有技术的不足，例如，本专利技术采用带有小型流化床的返料器，实现了煤气化方法由流化床到循环流化床的彻底转变；本专利技术采用串联的旋风分离器进行2级或多级收尘，明显降低飞灰产量，提高气化效率，降低飞灰含炭率；本专利技术还选用标准的通用设备，尽量减少非-->标设备，从而降低了设备的采购成本；本专利技术在余热回收后增加了粉煤干燥装置，不但可以利用合成气体的余热来生产过热蒸汽，还可以用来干燥粉煤，和现有技术相比不但节省了能耗而且还可以进一步降低合成气体的温度，缓解了后面泠却设备的压力。本专利技术给出的技术解决方案是：这种循环流化床煤气化装置包括有由煤粉碎、筛分设备、煤炭贮槽和加料仓组成的上煤系统、发生炉、旋风除尘器、余热锅炉、水冷塔和文丘里洗涤器，其中所述的加料仓底设有向发生炉送煤的螺旋加煤机，发生炉上设有上、下两排气化剂喷嘴，发生炉底部设有螺旋除灰机和贮灰槽，发生炉上部设有与旋风除尘器上端相通的煤气管，旋风除尘器底部设有与发生炉相通的回料管，旋风除尘器通过煤气管与余热锅炉相通，余热锅炉通过煤气管与水冷塔相通，水冷塔通过煤气管与文丘里洗涤器相通，其特点是所述的旋风除尘器下端通向发生炉膛的回流管为带有小型流化床的返料器，可动态调节回料量，有效的实现了两个关键功能：一是使再循环床料从旋风除尘器连续稳定地回到炉膛；二是提供旋风除尘器负压和下燃烧室正压之间的密封；该返料器由立管、风帽或风管、底部风室、侧部风室、返料管、流化室、横向布风板和纵向布风板构成，其中返料器内设有横向布风板和纵向布风板，并将返料器内的空间分割成流化室、底部风室和侧部风室三部分，所述的立管的一端与旋风除尘器相连接，其另一端与流化室相连接，返料管的的一端与流化室相连接，其另一端与发生炉相连接，来自鼓风机的高压气体通过进气管进入底部风室和侧部风室，由布风板上的风帽或风管吹向流化室中的回流粉尘，从而构成一个小型流化床，其中侧部风室中纵向放置的布风板吹风时，会使立管与流化室相连接处的下方区域形成一个负压区，-->既有利于来自旋风除尘器的飞灰通过立管顺利进入流化室，也解决了现有技术中U型、J型、L型等返料器出现的由立管反窜以及飞灰量少时无法通过返料管循环回发生炉膛的问题。为更好的完成本专利技术的目的，有利于积灰的流化和循环，也有利于对流化床和和除尘器的密封，所述的底部风室内设置有一竖直隔板，该隔板上端与横向布风板相连接处有一结点，该隔板可绕结点在0-180度之间调节，通过调节隔板的角度可实现布风板上结点左右两部分风压。为更好的完成本专利技术的目的，降低飞灰产量，提高气化效率，降低飞灰含炭率，所述的旋风除尘器为至少两组串联的旋风除尘器组成，其中前一组旋风除尘器上有煤气管与发生炉相通，下有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床煤气化装置，包括有由煤粉碎、筛分设备、煤炭贮槽和加料仓组成的上煤系统、发生炉、旋风除尘器、余热锅炉、水冷塔和文丘里洗涤器，其中所述的加料仓底设有向发生炉送煤的螺旋加煤机，发生炉上设有上、下两排气化剂喷嘴，发生炉底部设有螺旋除灰机和贮灰槽，发生炉上部设有与旋风除尘器上端相通的煤气管，旋风除尘器底部设有与发生炉相通的回料管，旋风除尘器通过煤气管与余热锅炉相通，余热锅炉通过煤气管与水冷塔相通，水冷塔通过煤气管与文丘里洗涤器相通，其特征在于所述的旋风除尘器下端通向发生炉膛的回流管为带有小型流化床的返料器，该返料器由立管、风帽或风管、底部风室、侧部风室、返料管、流化室、横向布风板和纵向布风板构成，其中返料器内设有横向布风板和纵向布风板，并将返料器内的空间分割成流化室、底部风室和侧部风室三部分，所述的立管的一端与旋风除尘器相连接，其另一端与流化室相连接，返料管的的一端与流化室相连接，其另一端与发生炉相连接。

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床煤气化装置，包括有由煤粉碎、筛分设备、煤炭贮槽和加料仓组成的上煤系统、发生炉、旋风除尘器、余热锅炉、水冷塔和文丘里洗涤器，其中所述的加料仓底设有向发生炉送煤的螺旋加煤机，发生炉上设有上、下两排气化剂喷嘴，发生炉底部设有螺旋除灰机和贮灰槽，发生炉上部设有与旋风除尘器上端相通的煤气管，旋风除尘器底部设有与发生炉相通的回料管，旋风除尘器通过煤气管与余热锅炉相通，余热锅炉通过煤气管与水冷塔相通，水冷塔通过煤气管与文丘里洗涤器相通，其特征在于所述的旋风除尘器下端通向发生炉膛的回流管为带有小型流化床的返料器，该返料器由立管、风帽或风管、底部风室、侧部风室、返料管、流化室、横向布风板和纵向布风板构成，其中返料器内设有横向布风板和纵向布风板，并将返料器内的空间分割成流化室、底部风室和侧部风室三部分，所述的立管的一端与旋风除尘器相连接，其另一端与流化室相连接，返料管的的一端与流化室相连接，其另一端与发生炉相连接。2.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化装置，其特征在于所述的底部风室内设置有一竖直隔板，该隔板上端与横向布风板相连接处有一结点。3.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化装置，其特征在于所述的旋风除尘器为至少两组串联的旋风除尘器组成，其中前一组旋风除尘器上有煤气管与发生炉相通，下有带有小型流化床的返料器通向发生炉膛，后一组旋风除尘器顶端高于前一组旋风除尘器顶端，上有煤气管与前一组旋风除尘器相通，下有带有小型流化床的返料器通向发生炉膛。4.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化装置，其特征在于所述的上煤系统中包括有由压缩机、安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建元，
申请(专利权)人：宋建元，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]