粉煤复合流化床分级气化装置制造方法及图纸

技术编号:20042991 阅读:34 留言:0更新日期:2019-01-09 03:28
本实用新型专利技术提供粉煤复合流化床分级气化装置,由阶梯流化床、脉冲提升管、气体分布器、排灰管、进气管、一级粉煤进料口、二级粉煤进料口、一级气固分离器、粗灰循环返料管、返料器、二级气固分离器、细灰循环返料管、旋流式气流床、合成气出口组成;阶梯流化床底部设有气体分布器和排灰管,中部设置一级粉煤进料口,顶部与脉冲提升管连接;脉冲提升管下端100‑200mm的位置设有旋流式气流床,距旋流式气流床向上500‑3000mm的位置设有二级粉煤进料口,顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器;一级气固分离器的粗颗粒灰通过粗灰循环返料管和返料器与阶梯流化床底部相连,二级气固分离器的细颗粒灰通过细灰循环返料管和返料器与旋流式气流床相连。

Pulverized Coal Composite Fluidized Bed Graded Gasification Unit

The utility model provides a classified gasification device for a fly ash composite fluidized bed, which consists of a step fluidized bed, a pulse lifting pipe, a gas distributor, an ash discharge pipe, an intake pipe, a first-stage feed port for fly ash, a second-stage feed port for fly ash, a first-stage gas-solid separator, a coarse ash recycling pipe, a second-stage gas-solid separator, a fine ash recycling pipe, a swirling airflow bed and a syngas outlet. The bottom of the fluidized bed is equipped with a gas distributor and an ash discharge pipe, and the middle part is equipped with a first-class coal inlet and outlet, and the top part is connected with a pulse riser; the lower part of the pulse riser is 100 200 mm with a swirling airflow bed, and the upper part of the swirling airflow bed is 500 3000mm with a second-stage coal inlet, and the top part is equipped with a first-stage gas-solid separator and a second-stage gas-solid separator. The coarse ash is connected with the bottom of the stepped fluidized bed through the recycling pipe and the returner of the coarse ash, and the fine ash of the second stage gas-solid separator is connected with the swirling airflow bed through the recycling pipe and the returner of the fine ash.

【技术实现步骤摘要】
粉煤复合流化床分级气化装置1.
本专利技术提供粉煤复合流化床分级气化装置,属于煤化工领域。2.
技术介绍
煤气化是洁净煤化工技术的龙头,是发展煤直接液化、间接液化、合成醇醚燃料等化学品和高效发电等技术的先导技术。煤气化技术按气化方式主要分为固定床块煤气化技术、流化床粉煤气化技术和气流床气化技术,另外还有正在开发的溶渣床、溶盐床和溶铁床煤气化法、加氢气化法、利用核能的煤气化法、地下气化法等等。固定床(移动床)煤气化技术,其特点是块煤空气水蒸气造气;其优点是技术成熟、设备投资少和气化成本较小,尤其是间歇式固定床煤气化不需要纯氧,用水蒸气和空气造气就可得到不含氮气的合成气;其缺点是煤灰中残碳含量高(10%~30%),煤种限制严,气化优质块煤,造成许多企业原料费用高,生产成本居高不下。流化床粉煤气化技术,其特点是粉煤氧气水蒸气连续造气;其优点:直接用价格低廉的各种粉煤作原料、煤气生产能力适中、气化效率高、环境污染少、设备投资较高、煤气生产成本低;其缺点:飞灰量大且残碳含量高(20%~30%)、煤灰中残碳含量较高(5~15%)即上吐下泻难题。气流床煤气化技术,其特点是细粉煤氧气水蒸气连续造气,液态排渣;其优点是煤气生产能力高、气化效率高、环境污染少、设备投资高、煤灰中残碳含量较高(2~7%)、煤气生产成本低;其缺点是煤粉细度要求高,粉碎能耗高;反应温度高(1400℃左右)时间短(几秒)但进料煤粉不能预热,氧气耗量大,能量利用不合理,尤其水煤浆进料氧气耗量高,碳有效利用率较低。另外由于用户不同,煤气化又分为高含甲烷的燃气型气化和尽量不含甲烷的合成型气化。目前燃气型气化存在副产焦油而产生难以处理的酚水的缺陷,是影响燃气型煤气化技术应用的瓶颈。煤的反应性因转化阶段不同而变化,其前80%~90%较易气化,后10%~20%难于气化,目前的煤气化技术常将煤看作单一物质,并力图通过单一过程将其全部转化,因而最后的10%~20%难气化残炭决定了气化整体反应条件苛刻(高温、高压、长停留时间),急需依据煤气化各阶段的反应特性开发低能耗分级气化技术和设备,既能适应流化床的进料要求,又能达到气流床的气化效果。本专利技术人授权ZL201210468532.9提供一种粉煤组合式循环流化床分级热解气化工艺,通过粉煤加氢裂解、焦油加氢裂化和半焦气化逐级进行;半焦通过粒度分级,大中颗粒循环中温气化和细灰气流床高温气化的耦合解决流化床气化上吐下泻的难题。但是在工业运行时湍流流化床内热灰和半焦形成全混床,连续排渣时渣中夹带部分未反应半焦颗粒,影响碳转化率和经济性,亟需解决这一下泄缺陷。3.
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有煤气化设备技术存在的不足而提供一种粉煤复合流化床分级气化装置,既能适应流化床备料进料的宽要求(粒度和水分),消除流化床气化上吐下泻现象,又能达到气流床的气化效果(碳转化率),同时可生产甲烷含量低于0.5%的合成气和富含甲烷、不含焦油、不产生酚水的燃气。本专利技术的技术方案:粉煤复合流化床分级气化装置,由阶梯流化床、脉冲提升管、气体分布器、排灰管、进气管、一级粉煤进料口、二级粉煤进料口、一级气固分离器、粗灰循环返料管、返料器、二级气固分离器、细灰循环返料管、旋流式气流床、合成气出口等组成;其特征在于阶梯流化床底部设有气体分布器和排灰管,中部设置一级粉煤进料口,顶部与脉冲提升管连接;脉冲提升管下端100-200mm的位置设有旋流式气流床,距旋流式气流床向上500-3000mm的位置设有二级粉煤进料口,顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器;一级气固分离器的粗颗粒灰通过粗灰循环返料管和返料器与阶梯流化床底部相连,二级气固分离器的细颗粒灰通过细灰循环返料管和返料器与旋流式气流床相连;阶梯流化床为在主体流化床底部中间直径300-800mm的部位设置有下沉400-800mm深度的二级流化床,主体流化床进气管的气化剂为水蒸气和氧气或空气,二级流化床进气管的气化剂为氧气或空气。脉冲提升管是由直径为不同当量直径倍数的大小直管通过大小头管件连接而成,大小直管的直径比值为1.2~2:1。阶梯流化床直径较大,脉冲提升管小直管的直径较小,阶梯流化床直径与脉冲提升管小直管直径的比值为2~4:1。一级气固分离器为惯性气固分离器、卧式旋分分离器或立式旋分分离器。阶梯流化床的操作温度为800-1150℃,旋流式气流床的操作温度为1300℃以上。本专利技术将实施例来详细叙述本专利技术的特点。4.附图说明附图1为本专利技术的装置示意图。附图1的图面设明如下:1、阶梯式流化床2、气体分布器3、进气管4.排灰管5、一级粉煤进料口6、一级气固分离器7、粗灰循环返料管8、返料器9、二级气固分离器10、细灰循环返料管11、旋流式气流床12、合成气出口13、二级流化床14、脉冲提升管15、二级粉煤进料口下面结合附图和实施例来详述本专利技术的工艺特点。5.具体实施方式粉煤复合流化床分级气化装置由阶梯流化床(1)、脉冲提升管(14)、气体分布器(2)、进气管(3)、排灰管(4)、一级粉煤进料口(5)、二级粉煤进料口(15)、一级气固分离器(6)、粗灰循环返料管(7)、返料器(8)、二级气固分离器(9)、细灰循环返料管(10)、旋流式气流床(11)、合成气出口(12)、等组成;其特征在于阶梯流化床(1)底部设有气体分布器(2)、进气管(3)和排灰管(4),气体分布器(2)下面设有进气管(3),排灰管(4)布置在二级流化床(13)的气体分布器(2)的中心,中部设置一级粉煤进料口(5),顶部与脉冲提升管(14)连接;脉冲提升管(14)下端100-200mm的位置设有Y型连通的旋流式气流床(11),距旋流式气流床(11)向上500-3000mm的位置设有二级粉煤进料口(15),顶部设有一级气固分离器(6)和二级气固分离器(9);一级气固分离器(6)的粗颗粒灰通过粗灰循环返料管(7)和返料器(8)与阶梯流化床(1)底部相连,二级气固分离器(9)的细颗粒灰通过细灰循环返料管(10)和返料器(8)与旋流式气流床(11)相连,二级气固分离器(9)连接合成气出口(12);阶梯流化床(1)为在主体流化床底部中间直径300-800mm的部位设置有下沉400-800mm深度的二级流化床(13),主体流化床进气管的气化剂为水蒸气和氧气或空气,二级流化床(13)进气管的气化剂为氧气或空气。脉冲提升管(14)是由直径为不同当量直径倍数的大小直管通过大小头管件连接而成,大小直管的直径比值为1.2~2:1。阶梯流化床(1)直径较大,脉冲提升管(14)小直管的直径较小,阶梯流化床(1)直径与脉冲提升管(14)小直管直径的比值为2~4:1。一级气固分离器(6)为惯性气固分离器、卧式旋分分离器或立式旋分分离器。阶梯流化床(1)的操作温度为800-1150℃,旋流式气流床(11)的操作温度为1300℃以上。按燃气型气化具体运行时,将0~6mm粉煤和少量石灰石通过二级粉煤进料口(15)送入脉冲提升管(14)中,新鲜原料粉煤被高温气化煤气和循环炉料迅速加热、脱水、并在800-900℃下发生加氢毫秒裂解和气化反应,生成甲烷、低分子烃和和少量焦油以及孔隙丰富的半焦粉;掺混的合成气、热解气和少量焦油及其大量循环炉料并流进入脉冲提升管(14)上本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种粉煤复合流化床分级气化装置,其特征在于阶梯流化床底部设有气体分布器和排灰管,中部设置一级粉煤进料口,顶部与脉冲提升管连接;脉冲提升管下端100‑200mm的位置设有旋流式气流床,距旋流式气流床向上500‑3000mm的位置设有二级粉煤进料口,顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器;一级气固分离器的粗颗粒灰通过粗灰循环返料管和返料器与阶梯流化床底部相连,二级气固分离器的细颗粒灰通过细灰循环返料管和返料器与旋流式气流床相连;阶梯流化床为在主体流化床底部中间直径300‑800mm的部位设置有下沉400‑800mm深度的二级流化床,主体流化床进气管的气化剂为水蒸气和氧气或空气,二级流化床进气管的气化剂为氧气或空气。

【技术特征摘要】
1.一种粉煤复合流化床分级气化装置,其特征在于阶梯流化床底部设有气体分布器和排灰管,中部设置一级粉煤进料口,顶部与脉冲提升管连接;脉冲提升管下端100-200mm的位置设有旋流式气流床,距旋流式气流床向上500-3000mm的位置设有二级粉煤进料口,顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器;一级气固分离器的粗颗粒灰通过粗灰循环返料管和返料器与阶梯流化床底部相连,二级气固分离器的细颗粒灰通过细灰循环返料管和返料器与旋流式气流床相连;阶梯流化床为在主体流化床底部中间直径300-800mm的部位设置有下沉400-800mm深度的二级流化床,主体流化床进气管的气化剂为水蒸气和氧气或空气,二级流化床进气管的气化剂为氧气或空气...

【专利技术属性】
技术研发人员:田原宇乔英云田斌史伟伟安晓熙宗培杰
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:新型
国别省市:山东,37

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