[发明专利]一种用于煤炭化学链载氧体制备合成气技术的工艺流程

说明书

技术领域

本发明专利涉及煤气化领域，涉及一种煤炭化学链载氧体制备合成气的工艺流程。

背景技术

20世纪80年代，德国科学家Richter等提出化学链燃烧的概念，该技术具有非常高的能量利用率，没有NO_X等污染物的排放。化学链燃烧技术是将传统的燃烧反应分解为两个化学反应：还原态的载氧体在空气中进行的载氧反应和氧化态的载氧体在气体燃料中进行的还原反应。载氧体在氧化及还原两种氛围下循环交替进行的反应，实现氧的转移和燃料的燃烧。在化学链燃烧技术的基础上又发展了化学链重整制氢技术(CLR)、水蒸气代替空气的化学链制氢过程(CLH)、以燃煤为燃料的混合燃烧-气化化学链制氢技术(HLG)。近几年，全球对化学链载氧体制备合成气技术研究较为关注，该技术具有投资成本低，应用范围广(如煤炭、化工和电力行业等)，适用煤种多(尤其是高硫、高灰份、高灰熔点的煤种)，同时能耗低、污染小等优点。([1]Ryden M，Lyngfelt A，Mattisson T.Synthesis gas generation by chemical-looping reforming in a continuously operating laboratory reactor[J].Fue1，2006，85(12/13)：1631-1641.[2]Luis F.de Diego，Ortiz M，García-Labiano F，et al.Synthesis gas generation by chemical-looping reforming using a Ni-based oxygen carriers[J].Energy Procedia，2009，1(1)：3-10.[3]Ortiz M，Luis F.de Diego，Abad A，et al.Hydrogen production by auto-thermal chemical-looping reforming in a pressurized fluidized bed reactor using Ni-based oxygen carriers[J].Hydrogen Energy，2010，35(1)：151-160.)

开展煤炭化学链载氧体制备合成气技术的研究，优选出适用于煤炭化学链载氧体制备合成气技术的载氧体，积累煤炭化学链载氧体制备合成气技术经验，对于开发高效、超洁净特点的煤气化技术具有重要意义。

化学链气化(chemical looping gasification，CLG)技术，是利用金属或非金属氧化物向燃料提供气化所需的氧元素，通过控制晶格氧/燃料的比值来获得以H2和CO为主要成分的合成气。化学链气化系统包括两个反应器：气化炉及再生炉。载氧体在再生炉中与空气中的氧反应，获得晶格氧；在气化炉中与燃料反应，提供气化反应所需氧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤炭化学链载氧体制备合成气技术的工艺流程，使煤在气化过程中不与空气直接接触，而是采用水蒸气作为流化及气化介质，通过载氧体颗粒在气化炉及再生炉之间的循环转化实现氧和热量的传递，完成固体燃料和空气不接触的气化反应。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于煤炭化学链载氧体制备合成气工艺流程，其主要特征为：

一定量的煤粉及载氧体从气化炉R1001中部送入气化炉R1001中，一定量水蒸汽经气化炉R1001下部风室、布风板进入气化炉R1001反应区与煤粉、载氧体进行反应；

气化炉R1001生成的粗合成气由合成气出口管送入1#旋风分离器X1001分离煤灰及部分破碎载氧体，除尘后合成气经合成气余热回收器E1001回收热量后送入下游工序，合成气余热回收器E1001回收热量用以加热再生炉R1002水冷壁软水；

气化炉R1001失氧后的载氧体经气化炉R1001反应室中部返料管进入返料阀L1001后，送入再生炉R1002进行再生反应，空气经再生炉R1002下部风室、布风板进入再生炉中与载氧体进行再生反应，再生后载氧体经气力输送送入2#旋风分离器X1002进行气固分离，固体物料返回气化炉R1001进行气化反应，气体物料经废气余热回收器E1002回收余热用来加热再生炉R1002反应所需空气，尾气高空排放，再生反应放出大量的热，再生炉R1002设计为水冷壁结构，一定量软水经合成气余热回收器E1001后进入再生炉R1002水冷壁进一步加热后经汽包E1003汽水分离后，水蒸气送入气化炉R1001做流化气及反应物。