一种循环流化床煤气化方法技术

本发明专利技术一种循环流化床煤气化方法，步骤如下：将煤送入流化床式煤气化炉中；在煤气化炉的底部通入流化气体，流化气体中至少含有氧气和水蒸汽，氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在煤气化炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至能与水蒸汽进行气化反应生成煤气的温度的热量；经燃烧和气化反应产生气化气、灰渣，携带半焦细粉的气化气煤气化炉顶部排出后进入旋风分离器进行气固分离，灰渣从煤气化炉底部排出后通过灰渣提升器输送至灰渣冷却器进行气固分离。该煤气化方法允许煤气化炉和灰渣冷却器并列布置，使灰渣冷却器不至于抬高煤气化炉的布置高度，煤气化炉可以接近地面布置，从而有效降低煤气化构架的高度，实现工程难度和工程投资的降低。

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床煤气化方法
本专利技术属于粉煤气化
，具体涉及一种循环流化床煤气化方法。
技术介绍
授权公告号为CN103045275B的专利技术专利公开了一种煤热解及气化制取半焦和煤气的方法，先将粉煤送入流化床式热解炉中；而后在热解炉的底部通入流化气体，所述流化气体中含有氧气，所述氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在热解炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至热解温度的热量，煤的热解产生半焦和煤气，未随煤气排出的粒状半焦从热解炉的底部排出。为了冷却热解炉底部所产生的粒状半焦，该专利技术专利在热解炉的下方设置半焦冷却器，前述半焦靠重力落入该冷却器中，冷却后靠重力排出至储焦仓。当流化气体中加入足够多的蒸汽，使反应深度足够深，上述以生产半焦和煤气为目的的热解装置就变成了以煤气化为目的煤气化装置，热解炉就变成了煤气化炉，产生的煤气就变成了合成气，相应的半焦冷却器就变成了灰渣冷却器。对于进料为100吨/小时(相当于有效合成气为15万标方/小时)的煤气化装置而言，包含有煤气化炉和位于煤气化炉下方的灰渣冷却器的气化构架，其高度达到100米，其立柱截面超过950×950，不但投资成本高，而且工程施工难度大。
技术实现思路
针对前述技术问题，本专利技术的目的在于提出一种循环流化床煤气化方法，通过改变煤气化炉和灰渣冷却器之间的灰渣输送完全靠重力流的连接方式，调整煤气化器和灰渣冷却器的相对布置位置，从而有效降低煤气化构架的高度，实现工程难度和工程投资的降低。本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种循环流化床煤气化方法，包括如下步骤：将煤送入流化床式煤气化炉中；在煤气化炉的底部通入流化气体，所述流化气体中至少含有氧气和水蒸汽，所述氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在煤气化炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至能与水蒸汽进行气化反应生成煤气的温度的热量；所述水蒸汽用于和煤进行气化反应；经燃烧和气化反应产生的气化气加入到煤气化炉中的煤或半焦中，粒径较小的半焦细粉随气化气从煤气化炉顶部排出后进入旋风分离器进行气固分离，分离出的半焦细粉一部分返回煤气化炉，煤气化炉中未随气化气排出的粒径较大的煤或半焦在煤气化炉中继续气化反应后从煤气化炉底部排出、或者直接从煤气化炉底部排出；将从煤气化炉底部排出的灰渣通过灰渣提升器输送至灰渣冷却器内进行气固分离。进一步的，所述煤为粒径分布于0-20mm之间的粉煤，其平均粒度为4-12mm。进一步的，所述流化气体为空气与水蒸汽的混合气体、富氧空气与水蒸汽的混合气体、或者纯氧与水蒸汽的混合气体。进一步的，所述流化气体在煤气化炉中的空塔流化速度为1.2～4.0m/s。进一步的，流化气体中所含的氧气为每公斤煤0.05～0.37Nm3的氧气。进一步的，通过调节为每公斤煤所供给的氧气的量，调节煤气化炉内的反应温度。进一步的，流化气体中所含的水蒸汽为每公斤煤0～0.55公斤的水蒸汽。进一步的，通过调节为每公斤煤所供给的水蒸汽的量，调节灰渣中的碳含量。进一步的，所述煤气化炉内的反应温度为800～1200℃。进一步的，煤气化炉内的反应最高温度应低于所使用煤的灰熔点以下三度。进一步的，经旋风分离器分离出的气化气送入余热锅炉中回收余热后作为产品气输出。进一步的，灰渣通过灰渣提升器输送至灰渣冷却器内进行气固分离的具体步骤为：灰渣从煤气化炉底部排出后进入密相管，密相管内同时注入与灰渣逆向流动的吹扫蒸汽，经吹扫后的灰渣堆止在位于拐弯后方的密相管中；在密相管上的拐弯处注入二次提升气以破坏前述堆止状态，使灰渣进入稀相管；在稀相管的底部注入一次提升气，将进入稀相管的灰渣以流化态形式输送至灰渣冷却器内；经灰渣冷却器分离出的气体经气体压力控制阀调节压力后输出至产品气系统中。进一步的，注入密相管的吹扫蒸汽会引起位于吹扫蒸汽入口前方的密相管产生向上的压差，将位于吹扫蒸汽入口前方的每米密相管能承受的压差维持在10KPa以内；所述吹扫蒸汽在注入点压力下是过热的，热过度在5-200℃。进一步的，吹扫蒸汽入口位于密相管中点的上下30％密相管长度。进一步的，位于拐弯前方的密相管与水平面的夹角应大于灰渣的休止角，该夹角为30-80度；位于拐弯后方的密相管与水平面的夹角应小于灰渣的休止角，该夹角为0-25度。进一步的，稀相管与水平面的夹角为30-90度。进一步的，注入密相管的二次提升气的组成与注入稀相管的一次提升气相同。进一步的，注入稀相管的一次提升气的组成对进入稀相管的灰渣是相对惰性的，特别是要控制能引起产生显著温升的氧气含量上限。进一步的，设置于灰渣冷却器顶部出口的气体压力控制阀用于控制灰渣提升器底部压力，以使灰渣提升器中位于吹扫蒸汽入口后方的每米密相管压差在正负5KPa以内。进一步的，经灰渣冷却器分离出的灰渣温度不高于安全存放温度。本专利技术提出的煤气化方法将煤气化炉底部排出的灰渣以提升方式输送至灰渣冷却器内，改变了现有重力流的输送方式，允许煤气化炉和灰渣冷却器并列布置，使灰渣冷却器不至于抬高煤气化炉的布置高度，煤气化炉可以接近地面布置，从而有效降低煤气化构架的高度，实现工程难度和工程投资的降低。对于进料100吨/小时的处理装置而言，采用本专利技术提出的煤气化构架，高度仅为80米，立柱截面不超过900×900。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并结合附图进行详细说明。附图说明图1是本专利技术一种循环流化床煤气化装置一实施例的示意图。具体实施方式请参阅图1，为本专利技术一种循环流化床煤气化装置的一个实施例，本实施例以灰渣的流动方向定义“前”、“后”。本实施例包括煤气化炉1、灰渣冷却器2及用于将煤气化炉底部排出的灰渣提升至灰渣冷却器内以允许煤气化炉和灰渣冷却器并列布置的灰渣提升器3。灰渣提升器包括一根斜向下方的密相管301和向上的稀相管302，密相管的顶部与煤气化炉的底部连接、其中部设有吹扫蒸汽入口、其下部设置一个拐弯，该拐弯的目的是便于灰渣在此堆止，位于拐弯后方的密相管长度最小必须满足灰渣堆止的要求，同时该拐弯处设有二次提升气入口，二次提升气的作用是控制灰渣提升量，二次提升气流量越大、灰渣提升量越大；稀相管的顶部与灰渣冷却器连接、其底部设有一次提升气入口，所述密相管的底部与稀相管的下部连接且位于该连接点下方的稀相管为布气段、位于该连接点上方的稀相管为提升段，同时在布气段的底部设置公知的J阀、L阀或U阀，用于控制一次提升气的流量。所述煤气化炉1的顶部与一级旋风分离器4连接，一级旋风分离器4的气体出口与二级旋风分离器5的进口连接、二级旋风分离器5的气体出口与余热锅炉6连接，两个旋风分离器的固体出口的管路均通过分支管路与煤气化炉连接。所述灰渣冷却器的顶部与产品气系统连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环流化床煤气化方法，其特征是包括如下步骤：/n将煤送入流化床式煤气化炉中；/n在煤气化炉的底部通入流化气体，所述流化气体中至少含有氧气和水蒸汽，所述氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在煤气化炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至能与水蒸汽进行气化反应生成煤气的温度的热量；所述水蒸汽用于和煤进行气化反应；经燃烧和气化反应产生的气化气加入到煤气化炉中的煤或半焦中，粒径较小的半焦细粉随气化气从煤气化炉顶部排出后进入旋风分离器进行气固分离，分离出的半焦细粉一部分返回煤气化炉，煤气化炉中未随气化气排出的粒径较大的煤或半焦在煤气化炉中继续气化反应后从煤气化炉底部排出、或者直接从煤气化炉底部排出；/n将从煤气化炉底部排出的灰渣通过灰渣提升器输送至灰渣冷却器进行气固分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床煤气化方法，其特征是包括如下步骤：
将煤送入流化床式煤气化炉中；
在煤气化炉的底部通入流化气体，所述流化气体中至少含有氧气和水蒸汽，所述氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在煤气化炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至能与水蒸汽进行气化反应生成煤气的温度的热量；所述水蒸汽用于和煤进行气化反应；经燃烧和气化反应产生的气化气加入到煤气化炉中的煤或半焦中，粒径较小的半焦细粉随气化气从煤气化炉顶部排出后进入旋风分离器进行气固分离，分离出的半焦细粉一部分返回煤气化炉，煤气化炉中未随气化气排出的粒径较大的煤或半焦在煤气化炉中继续气化反应后从煤气化炉底部排出、或者直接从煤气化炉底部排出；
将从煤气化炉底部排出的灰渣通过灰渣提升器输送至灰渣冷却器进行气固分离。


2.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化方法，其特征是所述煤为粒径分布于0-20mm之间的粉煤，其平均粒度为4-12mm。


3.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化方法，其特征是所述流化气体为空气与水蒸汽的混合气体、富氧空气与水蒸汽的混合气体、或者纯氧与水蒸汽的混合气体。


4.根据权利要求1或3所述的循环流化床煤气化方法，其特征是所述流化气体在煤气化炉中的空塔流化速度为1.2～4.0m/s。


5.根据权利要求1或3所述的循环流化床煤气化方法，其特征是流化气体中所含的氧气为每公斤煤0.05～0.37Nm3的氧气。


6.根据权利要求5所述的循环流化床煤气化方法，其特征是通过调节为每公斤煤所供给的氧气的量，调节煤气化炉内的反应温度。


7.根据权利要求1或3所述的循环流化床煤气化方法，其特征是流化气体中所含的水蒸汽为每公斤煤0～0.55公斤的水蒸汽。


8.根据权利要求7所述的循环流化床煤气化方法，其特征是通过调节为每公斤煤所供给的水蒸汽的量，调节灰渣中的碳含量。


9.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化方法，其特征是所述煤气化炉内的反应温度为800～1200℃。


10.根据权利要求9所述的循环流化床煤气化方法，其特征是煤气化炉内的反应最高温度应低于所使用煤的灰熔点以下三度。


11.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德辉，马晓，王志中，孔祥森，王晓栋，
申请(专利权)人：洛阳瑞泽石化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41