一种新型的气流床气化炉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型的气流床气化炉系统，包括气化炉、激冷区、气固分离系统、气体净化分离系统、残渣处理系统，气化炉输入端连接煤粉管道、氧气管道、气化剂管道，气化炉底部的输出端连接激冷区，激冷区输出端通过高温管道连接气固分离系统，气固分离系统输出端分别连接气体净化分离系统、残渣处理系统，气体净化分离系统输出端连接净化合成气管道和焦油副产管道，残渣处理系统输出端连接残渣外送管道。本实用新型专利技术将气化炉的功能进行简化，只包含气化反应区及激冷区，大大降低了气化炉的高度及整体体积。可以降低气化炉的热损，提高气化炉的处理量，并且中温条件可以得到煤粉中经济价值较高的挥发分，达到煤粉的梯级利用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的气流床气化炉系统
本技术涉及
，尤其涉及一种新型的气流床气化炉系统。
技术介绍
随着经济的快速发展，国家对能源的需求量也在急剧增加。针对我国富煤贫油的资源现状，国家提出了开发新型没资源利用技术的要求，在此指导下出现了一批新型的煤气化技术，特别是开发了多种气流床粉煤气化炉。目前的气流床粉煤气化炉多分为反应区、激冷区、气固分离区等多个区域，且气化炉多为高温中压操作条件，这些均造成气化炉的体积较大，整体热负荷及热损较大，处理量无法提高。高温的操作条件造成煤气化产物为单一的气体产物，无法实现煤粉的高效梯级利用。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种新型的气流床气化炉系统，将气化炉的功能进行简化，只包含气化反应区及激冷区，大大降低了气化炉的高度及整体体积，提高了气化炉的热效率，降低了气化炉设备投资及制造难度。同时该气化方法选用气化温度为中温高压条件，可以降低气化炉的热损，同时可以提高气化炉的处理量，并且中温条件可以得到煤粉中经济价值较高的挥发分，达到煤粉的梯级利用。为实现上述目的，本技术提供了一种新型的气流床气化炉系统，包括气化炉、激冷区、气固分离系统、气体净化分离系统、残渣处理系统，所述气化炉输入端连接煤粉管道、氧气管道、气化剂管道，所述气化炉底部的输出端连接激冷区，所述激冷区输出端通过高温管道连接气固分离系统，所述气固分离系统输出端分别连接气体净化分离系统、残渣处理系统，所述气体净化分离系统输出端连接净化合成气管道和焦油副产管道，所述残渣处理系统输出端连接残渣外送管道。优选的，所述气化炉内部为气化反应区。优选的，所述气化炉下部设置激冷气喷嘴。优选的，所述激冷气喷嘴为多个，且激冷气喷嘴向下倾斜角度α为135～170°，水平倾角β为5～25°。优选的，所述煤粉管道中煤粉输送压力大于7.5MPaG，煤粉温度40～100℃，煤粉粒度平均粒径小于100μm。优选的，所述氧气管道中氧气压力大于7.5MPaG。优选的，所述气化剂管道中气化剂压力大于7.2MPaG，气化剂温度应高于200℃，所述气化剂可为高压蒸汽、氢气、富氢气体、合成气、烟道气或两种以上混合气。优选的，所述气化炉的反应温度为700～1000℃，反应压力为4.5～7.2MPaG。优选的，所述激冷区采用锥形出口。优选的，所述激冷区内的激冷物可以为水、水蒸气、合成气、二氧化碳或两种以上混合物。本技术的有益效果是：本技术将气化炉的功能进行简化，只包含气化反应区及激冷区，大大降低了气化炉的高度及整体体积，提高了气化炉的热效率，降低了气化炉设备投资及制造难度。同时该气化方法选用气化温度为中温高压条件，可以降低气化炉的热损，同时可以提高气化炉的处理量，并且中温条件可以得到煤粉中经济价值较高的挥发分，达到煤粉的梯级利用。以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本技术的结构布局示意图。图2是本技术的激冷气喷嘴结构及布局示意图。具体实施方式如图1所示，一种新型的气流床气化炉系统，包括气化炉04、激冷区06、气固分离系统09、气体净化分离系统10、残渣处理系统13，所述气化炉04输入端连接煤粉管道01、氧气管道02、气化剂管道03，所述气化炉04底部的输出端连接激冷区06，所述激冷区06输出端通过高温管道08连接气固分离系统09，所述气固分离系统09输出端分别连接气体净化分离系统10、残渣处理系统13，所述气体净化分离系统10输出端连接净化合成气管道11和焦油副产管道12，所述残渣处理系统13输出端连接残渣外送管道14。来自煤粉输送系统的高压煤粉，来自氧气供应系统的氧气与高压气化剂通过特制的气化喷嘴进入气化炉04。高压煤粉输送压力大于7.5MPaG，煤粉温度40～100℃，优选80℃，粒度平均粒径小于100μm。氧气工艺系统压力大于7.5MPaG；气化剂压力大于7.2MPaG，气化剂温度高于200℃，气化剂可为高压蒸汽、氢气、富氢气体、合成气、烟道气或两种以上混合气，优选氢气及富氢气体。三种混合物进入气化炉04后，在气化反应区05进行混合反应，反应过程中，被瞬间加热，煤粉中释放出挥发分，剩余煤粉中的残碳与部分挥发分和气化剂或氧化剂继续反应放出热量。反应后的合成气夹带未反应的固体残渣进入气化炉04底部的激冷区06，在激冷区06的顶部设有多路激冷气喷嘴07对反应后的混合物进行冷却，将反应过程中止。气化炉04底部的激冷区06采用锥形出口，以利于气固混合物的顺利排出，防止固体粉尘在气化炉内死区堆积。气化炉04的反应温度要求为700～1000℃，反应压力为4.5～7.2MPaG。气化炉04内部具有耐火及耐磨浇注料或保温砖，气化炉04内壁或外壁可设置换热套管将气化炉04反应热量回收。气化炉04的反应区操作温度低于残渣灰分的软化温度，保证残渣具有流动性，不会结焦。激冷区06内的激冷物可以为水、水蒸气、合成气、二氧化碳或两种以上混合物，优选合成气为激冷物，可以降低对反应合成气组分的影响，同时实现合成气内部循环降低公用工程消耗。激冷气喷嘴07，如图2所示，具有向下及水平的倾斜角度，激冷气喷嘴07向下倾斜角度α的设置，是为了顺应气化炉反应区出口流体的流动方向，防止激冷气喷嘴07处流场影响反应区的反映效果，激冷气喷嘴07水平倾角β的设置，是为了使多路激冷气喷嘴07形成旋流，更好的促进流体混合及热量交换，强化激冷效果。要求激冷气喷嘴07个数为4、6或8个，喷嘴在水平布置中应严同一方向环向布置，向下倾斜角度α为135～170°，水平倾角β为5～25°。离开气化炉04的气固混合物通过高温管道08后进入气固分离系统09，经分离后固体残渣进入残渣处理系统13，处理后的残渣通过残渣外送管道14输送至下游工段，分离后的合成气进入气体净化分离系统10，净化分离后得到净化合成气和焦油副产。高温管道08采用保温及耐火浇注料夹套管道，或内层耐磨衬里外层增设冷却水夹套的形式，防止高温固体对管道的磨损，且管道的拐弯半径应不低于5倍管径，该管道应尽量短以保证过程的热损失最小。气固分离系统09负责整体的气固分离，包括单套或多套旋风分离器，粉尘进入陶瓷过滤器、烧结金属过滤器。气体净化分离系统10包含气体的多级冷却及汽液分离系统，可对反应原料气进行换热，回收系统热量。残渣处理系统13包含高温残渣的冷却装置及高压残渣的降压装置。该装置可回收高温残渣夹带的大量热量，保证系统具有较高的热效率。本技术将气化炉的功能进行简化，只包含气化反应区及激冷区，大大降低了气化炉的高度及整体体积，提高了气化炉的热效率，降低了气化炉设备投资及制造难度。同时该气化方法选用气化温度为中温高压条件，可以降低气化炉的热损，同时可以提高气化炉的处理量，并且中温条件可以得到煤粉中经济价值较高的挥发分，达到煤粉的梯级利用。以上详细描述了本技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本技术的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的气流床气化炉系统，其特征在于：包括气化炉(04)、激冷区(06)、气固分离系统(09)、气体净化分离系统(10)、残渣处理系统(13)，所述气化炉(04)输入端连接煤粉管道(01)、氧气管道(02)、气化剂管道(03)，所述气化炉(04)底部的输出端连接激冷区(06)，所述激冷区(06)输出端通过高温管道(08)连接气固分离系统(09)，所述气固分离系统(09)输出端分别连接气体净化分离系统(10)、残渣处理系统(13)，所述气体净化分离系统(10)输出端连接净化合成气管道(11)和焦油副产管道(12)，所述残渣处理系统(13)输出端连接残渣外送管道(14)。

【技术特征摘要】
1.一种新型的气流床气化炉系统，其特征在于：包括气化炉(04)、激冷区(06)、气固分离系统(09)、气体净化分离系统(10)、残渣处理系统(13)，所述气化炉(04)输入端连接煤粉管道(01)、氧气管道(02)、气化剂管道(03)，所述气化炉(04)底部的输出端连接激冷区(06)，所述激冷区(06)输出端通过高温管道(08)连接气固分离系统(09)，所述气固分离系统(09)输出端分别连接气体净化分离系统(10)、残渣处理系统(13)，所述气体净化分离系统(10)输出端连接净化合成气管道(11)和焦油副产管道(12)，所述残渣处理系统(13)输出端连接残渣外送管道(14)。2.如权利要求1所述的一种新型的气流床气化炉系统，其特征在于：所述气化炉(04)内部为气化反应区(05)。3.如权利要求1所述的一种新型的气流床气化炉系统，其特征在于：所述气化炉(04)下部设置激冷气喷嘴(07)。4.如权利要求3所述的一种新型的气流床气化炉系统，其特征在于：所述激冷气喷嘴(07)为多个，且激冷气喷嘴(07)向下倾斜角度α为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正旺，张刚，王凤彬，冉德顺，杨勇，
申请(专利权)人：新能能源有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15