循环流化床气化设备制造技术

本发明专利技术公开了一种循环流化床气化设备，包括：气化炉炉膛，顶部设置有气化产物出口，中部设置有高温燃料入口，下部设置有返料口；第一分离装置，第一分离装置包括第一气固分离器和第一返料器；第一气固分离器与气化产物出口连通，第一气固分离器与第一返料器连通，第一返料器与返料口连通；第二分离装置，第二分离装置包括第二气固分离器和第二返料器；第二气固分离器与第一气固分离器连通，第二气固分离器与第二返料器连通，第二返料器与气化炉炉膛的高温燃料入口连通。高温燃料入口连通。高温燃料入口连通。

【技术实现步骤摘要】
循环流化床气化设备


[0001]本专利技术涉及气化
，尤其涉及一种循环流化床气化设备。

技术介绍

[0002]煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术之一，是发展煤基化学品、煤基清洁燃料、工业燃气及多联产系统等煤化工过程工业的基础。
[0003]目前的煤气化技术按照气固流动形式可分为：固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。流化床煤气化技术可利用0～10mm的碎煤，不需要复杂的备煤系统，备煤成本低；而且气化强度大，一般为固定床气化强度的2～3倍；可采用空气作为气化剂；粗煤气出口温度高，几乎不含焦油和酚类。相比传统的流化床煤气化技术，近年来发展起来的循环流化床煤气化技术具有高循环倍率，气化强度更大，气固混合更充分，反应温度更均匀等特点，因此单炉气化规模更大，对煤种适应性更强。不过也存在单级气固分离效率不足导致飞灰量大、含碳量高等技术问题，特别是随着运行压力的提高，颗粒浓度上升导致炉膛返料口以上的压降和旋风分离器阻力增大，物料循环压力平衡容易被破坏，循环回路窜气，旋风分离器效率显著下降，系统更是无法稳定运行，碳转化率更低、飞灰量更大等更加严重的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为至少克服以上技术缺陷之一，本专利技术提供一种循环流化床气化设备。
[0005]本专利技术提供一种循环流化床气化设备，该设备包括：气化炉炉膛，顶部设置有气化产物出口，中部设置有高温燃料入口，下部设置有返料口；第一分离装置，第一分离装置包括第一气固分离器和第一返料器；第一气固分离器与气化产物出口连通，第一气固分离器与第一返料器连通，第一返料器与返料口连通；第二分离装置，第二分离装置包括第二气固分离器和第二返料器；第二气固分离器与第一气固分离器连通，第二气固分离器与第二返料器连通，第二返料器与气化炉炉膛的高温燃料入口连通；其中，第一分离装置，用于将气化炉炉膛的气化产物分离为第一固体燃料颗粒和第一气固混合物，并通过返料口将第一固体燃料颗粒返回到气化炉炉膛的下部；第二分离装置，用于将第一气固混合物分离为第二固体燃料颗粒和第二气固混合物，并通过气化炉炉膛的高温燃料入口将第二固体燃料颗粒返回到气化炉炉膛的上部。
[0006]在一些实施例中，循环流化床气化设备包括多个串联连接的第二分离装置，多个第二分离装置中的第一个第二分离装置与第一分离装置串联连接。
[0007]在一些实施例中，多个第二分离装置中的最后一个第二分离装置还包括非熔渣高温气化反应器，非熔渣高温气化反应器与第二返料器连通，用于接收第二固体燃料颗粒，并将第二固体燃料颗粒高温气化，得到第三气固混合物，并通过气化炉炉膛的高温燃料入口将第三气固混合物返回到气化炉炉膛的上部。
[0008]在一些实施例中，第二气固混合物包括飞灰；非熔渣高温气化反应器，用于接收飞
灰和第二固体燃料颗粒，将飞灰和第二固体燃料颗粒高温气化，得到第四气固混合物，并通过气化炉炉膛的高温燃料入口将第四气固混合物返回到气化炉炉膛的上部。
[0009]在一些实施例中，飞灰通过第二返料器的飞灰返料口进入非熔渣高温气化反应器。
[0010]在一些实施例中，飞灰通过非熔渣高温气化反应器的入口直接通入非熔渣高温气化反应器。
[0011]在一些实施例中，第二返料器包括下降段，水平段，上升段；水平段的长度与直径比为(2～5):1，上升段与下降段的直径比为(1.5～3):1，上升段的高度与直径比为(1.5～3):1。
[0012]在一些实施例中，第二返料器的下降段包括竖直段和倾斜段，倾斜段与第二返料器的水平段具有夹角α，夹角α介于90～120
°
之间。
[0013]在一些实施例中，第二返料器的下降段与第二返料器的水平段连接处设置有射流喷口，第二返料器的水平段与第二返料器的上升段连接处底部设置有流化风口，第二返料器的上升段设置有二次风口。
[0014]在一些实施例中，二次风口的中心线与第二返料器的上升段的中心线具有夹角β，夹角β介于45～80
°
之间。
[0015]从以上技术方案可以看出，本专利技术的一种循环流化床气化设备具有以下至少之一有益效果：
[0016](1)本专利技术采用两级或多级气固分离器串联，并通过分级返料将气固分离器捕集的固体燃料颗粒返回气化炉炉膛，提高了循环流化床气化设备的系统分离效率，相应提高了系统的固体燃料颗粒的停留时间，减少飞灰的逃逸。
[0017](2)充分分析两级或多级气固分离器串联进行气固分离时各级气固分离器捕集的固体燃料颗粒量和粒径分布对返料稳定的影响，将第一气固分离器设计为低阻、低效气固分离器，将第二气固分离器设计为高效气固分离器，从而实现各级气固分离器和返料器的稳定运行，各循环回路的稳定返料。
[0018](3)通过对第二返料器的结构、尺寸和输运方式的设计，提高了第二返料器的抗逆压差性、输运量以及返料稳定性。
[0019](4)在循环回路上增加非熔渣高温气化反应器，将较细的固体燃料颗粒和飞灰进行高温气化，并将高温气化后的产物通入气化炉炉膛中上部的稀相区，可以强化气化炉炉膛中上部的气化反应，降低逃逸飞灰的含碳量，又避免了气化炉超温结渣的问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例示出的循环流化床气化设备的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例示出的第二返料器的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例示出的循环流化床气化设备的结构示意图。
[0023]【附图标记说明】
[0024]10
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气化炉炉膛；
[0025]11
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气化产物出口；
[0026]12
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返料口；
[0027]13
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第一燃料入口；
[0028]15
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排渣出口；
[0029]16
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第一气化剂入口；
[0030]17
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高温燃料入口；
[0031]20
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第一气固分离器；
[0032]201
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第一气固分离器的入口；
[0033]202
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第一气固混合物的出口；
[0034]203
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第一固体燃料颗粒的出口；
[0035]21
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第一返料器；
[0036]211
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第一返料器的入口；
[0037]212
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第一返料器的出口；
[0038]30
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第二气固分离器；
[0039]301
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第二气固分离器的入口；
[0040]302
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第二气固混合物的出口
[0041]303
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第二固体燃料颗粒的出口；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床气化设备，其特征在于，包括：气化炉炉膛，顶部设置有气化产物出口，中部设置有高温燃料入口，下部设置有返料口；第一分离装置，所述第一分离装置包括第一气固分离器和第一返料器；所述第一气固分离器与所述气化产物出口连通，所述第一气固分离器与所述第一返料器连通，所述第一返料器与所述返料口连通；第二分离装置，所述第二分离装置包括第二气固分离器和第二返料器；所述第二气固分离器与所述第一气固分离器连通，所述第二气固分离器与所述第二返料器连通，所述第二返料器与所述气化炉炉膛的高温燃料入口连通；其中，所述第一分离装置，用于将所述气化炉炉膛的气化产物分离为第一固体燃料颗粒和第一气固混合物，并通过所述返料口将所述第一固体燃料颗粒返回到所述气化炉炉膛的下部；所述第二分离装置，用于将所述第一气固混合物分离为第二固体燃料颗粒和第二气固混合物，并通过所述气化炉炉膛的高温燃料入口将所述第二固体燃料颗粒返回到所述气化炉炉膛的上部。2.根据权利要求1所述的循环流化床气化设备，其特征在于，所述循环流化床气化设备包括多个串联连接的所述第二分离装置，多个所述第二分离装置中的第一个所述第二分离装置与所述第一分离装置串联连接。3.根据权利要求1或2所述的循环流化床气化设备，其特征在于，多个所述第二分离装置中的最后一个所述第二分离装置还包括非熔渣高温气化反应器，所述非熔渣高温气化反应器与所述第二返料器连通，用于接收所述第二固体燃料颗粒，将所述第二固体燃料颗粒高温气化，得到第三气固混合物，并通过所述气化炉炉膛的高温燃料入口将所述第三气固混合物返回到所述气化炉炉膛...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏飞，张海霞，朱治平，湛月平，王东宇，王小芳，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：