本实用新型专利技术涉及一种固体燃料分级转化多联供系统，其特包括流化床热解炉、流化床气化炉、循环流化床燃烧炉、快速冷凝装置、背压式汽轮机、减压器、高压给水加热装置、一号旋风分离器、二号旋风分离器、三号旋风分离器、一号返料器、二号返料器、三号返料器、四号返料器、五号返料器。本系统通过热解、气化、燃烧三者的解耦，利用高温循环灰为固体热载体，在三个反应器中对煤/生物质等固体燃料进行分级利用，实现了热解煤气、焦油、合成气、热量和电力的联产；通过调节系统中各产品的比例，提高了煤/生物质等固体燃料的转化效率和利用效率，减少了投资，降低了成本。降低了成本。降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
一种固体燃料分级转化多联供系统
[0001]本技术涉及固体燃料分级转化利用领域，特别是涉及一种固体燃料分级转化多联供系统，该系统通过固体燃料的分级转化来联产热解煤气、焦油、合成气、热量和电力。
技术介绍
[0002]我国煤和生物质等固体燃料资源丰富，但是石油和天然气资源相对短缺。2020年我国生物质资源可获得量高达5.38亿吨标准煤，截止到2016年年末我国煤炭查明资源储量为15980.01亿吨，石油剩余技术可采储量为35.01亿吨，天然气剩余技术可采储量为5.44万亿立方米。我国煤和生物质等固体燃料资源基本能满足国内需求，但油气资源的相对匮乏导致我国每年都需要大量进口石油和天然气。2020年上半年我国石油对外依存度高达73.4%，天然气的对外依存度超过40%。因此，将储量相对丰富的煤/生物质等固体燃料资源转化为替代油品和气品以及化工产品，这对于缓解我国石油和天然气的进口压力，保障我国的能源安全，具有非常重要的意义。
[0003]目前我国煤/生物质等固体燃料资源的利用方式还比较单一，仍以直接燃烧为主，效率较低，污染也比较严重；而将煤/生物质等固体燃料完全气化、液化，则存在操作条件高、设备投资大、运行成本高以及对煤/生物质等固体燃料的品质要求比较高等问题。现有煤/生物质等固体燃料的燃烧和气化技术都是将煤/生物质等视为单一物质加以转化，燃烧是把煤/生物质等固体燃料中所含的各种组分作为燃料来利用，没有有效利用其中具有更高利用价值的组分，而气化虽然可以高效低污染的利用煤/生物质等固体燃料资源，但气化过程中固定碳反应速度随转化程度增加而减慢，如果要在单一气化过程中获得完全或很高的转化率，则需要通过高温、高压、长停留时间来获得，这样就导致气化系统复杂庞大，成本增加，而且对煤/生物质等固体燃料的品质要求很高。
[0004]因此，有必要设计一种新型的固体燃料分级转化多联供系统，来提高固体燃料的利用率。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种利用率高的固体燃料分级转化多联供系统。
[0006]本技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种固体燃料分级转化多联供系统，其特征在于：包括流化床热解炉、流化床气化炉、循环流化床燃烧炉、快速冷凝装置、背压式汽轮机、减压器、高压给水加热装置、一号旋风分离器、二号旋风分离器、三号旋风分离器、一号返料器、二号返料器、三号返料器、四号返料器、五号返料器；所述流化床热解炉具有固体燃料给料口、再循环热解煤气入口、热解半焦溢流口、一号高温循环灰入口和气态挥发分出口；所述流化床气化炉具有热解半焦入口、蒸汽入口、未完全气化半焦溢流口和合成气出口；所述循环流化床燃烧炉具有未完全气化半焦入口、一号粉尘入口、二号粉尘入口、二号高温循环灰入口和半焦燃烧产生物出口；所述热解半焦溢流口与二号返料器的进口接
通，二号返料器的出口与热解半焦入口接通；所述未完全气化半焦溢流口与四号返料器的进口接通，四号返料器的出口与未完全气化半焦入口接通；所述气态挥发分出口与一号旋风分离器的进口接通，一号旋风分离器分离出的粉尘进入到一号返料器中，一号返料器的出口与一号粉尘入口接通，一号旋风分离器分离出的焦油和煤气进入到快速冷凝装置中，所述快速冷凝装置具有热解煤气出口和焦油出口，其中热解煤气出口与再循环热解煤气入口接通；所述合成气出口与二号旋风分离器的进口接通，二号旋风分离器分离出的粉尘进入到三号返料器中，三号返料器的出口与二号粉尘入口接通，二号旋风分离器具有洁净合成气出口，二号旋风分离器分离出的洁净合成气通过洁净合成气出口向外排出；所述半焦燃烧产生物出口与三号旋风分离器的进口接通，三号旋风分离器分离出的粉尘进入到五号返料器中，五号返料器的出口与一号高温循环灰入口、二号高温循环灰入口均接通；三号旋风分离器分离出的高温烟气进入到高压给水加热装置中，所述高压给水加热装置具有烟气出口和高压给水入口，高温烟气对高压给水加热装置中的水进行加热产生的过热蒸汽进入到背压式汽轮机中做功发电，背压式汽轮机具有外供蒸汽出口，背压式汽轮机的排汽一部分经过外供蒸汽出口向外排出，另一部分排汽进入到减压器减压后再通过蒸汽入口进入到流化床气化炉中。
[0007]优选的，所述流化床气化炉还设置有氧气入口。
[0008]优选的，所述循环流化床燃烧炉还设置有空气入口
[0009]优选的，所述流化床热解炉的运行温度为450～750℃，运行压力为0.1～4MPa。
[0010]优选的，所述流化床气化炉的运行温度为800～1000℃，运行压力为0.1～4Mpa。
[0011]优选的，所述循环流化床燃烧炉的运行温度为800～1100℃，运行压力为0.1～4Mpa。
[0012]本技术固体燃料分级转化多联供系统的运行过程为：
[0013]煤/生物质等固体燃料经给固体燃料给料口加入到流化床热解炉中，由循环流化床燃烧炉产生的高温循环灰则经一号高温循环灰入口进入到流化床热解炉中，在流化床热解炉中煤/生物质等固体燃料与高温循环灰混合，发生热解，析出气态挥发分，并产生热解半焦；
[0014]气态挥发分通过气态挥发分出口进入到一号旋风分离器除尘后最后进入快速冷凝装置，完成气液分离，获得液态焦油和中高热值的热解煤气，得到的液态焦油先通过加工提取芳香烃、酚类等高附加值的化学品，再通过加氢制取汽油、柴油等替代液体燃料；得到的中高热值的热解煤气，一部分通过再循环热解煤气入口再循环回流化床热解炉作流化气，另一部分经净化后作化工合成的原料或作工业或民用的洁净燃料；
[0015]流化床热解炉中的煤/生物质等固体燃料热解产生的热解半焦，则通过二号返料器输送至流化床气化炉，与鼓入的蒸汽和氧气发生气化反应，产生合成气，携带有粉尘的合成气经合成气出口进入到二号旋风分离器除尘后，再进一步净化后用作化工合成原料；
[0016]流化床气化炉中的未被完全气化的半焦再进一步通过四号返料器输送至循环流化床燃烧炉，在循环流化床燃烧炉中鼓入空气对这部分半焦进行燃烧，半焦燃烧产生高温烟气和固体热载体高温循环灰，二者的混合物经半焦燃烧产生物出口进入到三号旋风分离器中分离，分离出的高温烟气进入到高压给水加热装置中，对高压给水加热装置中的水进行加热，水加热后产生的过热蒸汽进入到背压式汽轮机中做功发电，背压式汽轮机的排汽
一部分对外供热给热用户，另一部分则经减压器减压后送入流化床气化炉中，用作半焦部分气化所需的气化剂；
[0017]半焦燃烧得到的高温循环灰中，一部分通过五号返料器输送至流化床热解炉用作固体热载体，为流化床热解炉中煤/生物质等固体燃料热解提供所需热量，另一部分则回送至循环流化床燃烧炉参与物料循环；另外，一号旋风分离器分离下来的粉尘经一号返料器，二号旋风分离器分离下来的粉尘经三号返料器，最终也均输送至循环流化床燃烧炉中参与燃烧与物料循环。这样，通过煤/生物质等固体燃料分级利用过程的解耦和装置的集成，最终实现了热解煤气、焦油、合成气、热量和电力的联产。
[0018]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固体燃料分级转化多联供系统，其特征在于：包括流化床热解炉（4）、流化床气化炉（16）、循环流化床燃烧炉（23）、快速冷凝装置（7）、背压式汽轮机（28）、减压器（30）、高压给水加热装置（34）、一号旋风分离器（6）、二号旋风分离器（18）、三号旋风分离器（24）、一号返料器（10）、二号返料器（11）、三号返料器（17）、四号返料器（20）、五号返料器（25）；所述流化床热解炉（4）具有固体燃料给料口（1）、再循环热解煤气入口（2）、热解半焦溢流口（5）、一号高温循环灰入口（3）和气态挥发分出口（35）；所述流化床气化炉（16）具有热解半焦入口（12）、蒸汽入口（13）、未完全气化半焦溢流口（15）和合成气出口（36）；所述循环流化床燃烧炉（23）具有未完全气化半焦入口（21）、一号粉尘入口（32）、二号粉尘入口（33）、二号高温循环灰入口（26）和半焦燃烧产生物出口（37）；所述热解半焦溢流口（5）与二号返料器（11）的进口接通，二号返料器（11）的出口与热解半焦入口（12）接通；所述未完全气化半焦溢流口（15）与四号返料器（20）的进口接通，四号返料器（20）的出口与未完全气化半焦入口（21）接通；所述气态挥发分出口（35）与一号旋风分离器（6）的进口接通，一号旋风分离器（6）分别接通至一号返料器（10）和快速冷凝装置（7），一号返料器（10）的出口与一号粉尘入口（32）接通，所述快速冷凝装置（7）具有热解煤气出口（8）和焦油出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉坤，薛全喜，周路索，
申请(专利权)人：中国联合工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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