[发明专利]双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置及方法，属于多联产技术领域。

背景技术

二氧化碳是最重要的认为温室气体，能源活动是其主要的排放源。据政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)第四次评估报告，全球大气中CO2的浓度从1750年的0.280mL／L增加到2005年的0.379mL／L，增加了35％，2004年全球CO2的排放量比1970年增加了月80％。报告还指出，工业化时期以来大气CO2浓度的增加，主要源于化石燃料的使用。我国人均累计CO2排放量很低，但是排放总量已位居世界第一，而且中国能源结构以煤为主，在电源结构方面将继续维持燃煤机组为主体的基本格局。近年来随着火电装机容量的迅速增发，燃煤电厂CO2排放的绝对量和相应比例将进一步增加。2000年我国火电厂单位发电量的CO2排放量高达1.09kg／(kW·h)，减少火电厂CO2排放及其捕集封存和资源化，对于控制和减少温室气体的排放，应对温室效应、全球变暖问题具有重要意义。

热电化多联产系统是指以煤等含碳物质为原料，利用锅炉或者气化炉等系统将含碳原料转化成热蒸汽或者合成气，用于推动燃气轮机和蒸汽轮机发电、供热以及合成化工产品，充分利用工艺过程中产生的余热的系统。其中，多种燃料转化技术的优化集成方式既可能是“并联”，也可能是“串联”，还有可能是更复杂的组合方式。

多联产技术，按照现有技术应用情况可分为两类，一类是以气化技术为龙头技术，产品以合成气为主，可副产部分中低压蒸汽，该系统可实现合成气用于燃气轮机发电、蒸汽轮机发电、合成气转化成化工原料合成化学品，以及实现区域供暖等功能的多联产系统，如中国山东兖矿集团建设的我国首座60MW级IGCC发电和24万吨甲醇／年示范工程。另外一种技术是以燃烧为龙头技术，联合热解炉实现发电、合成气、煤焦油等为主要产品的多联产系统，如中国专利CN200910153522和CN201210064139等，该系统在国内已建成300MW等级燃煤循环流化床复合热解多联产装置，并投入试运行。IGCC发电多联产系统由于IGCC系统目前主要采用气流床气化技术，其技术本身处于发展期，与发电系统的集成存在一定问题，目前主要出于探索阶段，且由于其高昂的建设费用，IGCC多联产技术的发展困难重重。以循环流化床锅炉为基础集成化工反应系统实现的多联产技术相对投资低、技术可靠，但必须充分发挥热电和化工两个不同专业方向各自的技术优势，将其最佳融合和集成，才能实现多联产系统的高效、稳定和经济运行。目前已投运的循环流化床-热解多联产技术存在热解后焦油难分离，导致管道、阀门系统堵塞和腐蚀等问题，热解系统过分依赖锅炉系统提供的热量，负荷受限，使系统可靠性和稳定性收严重影响。

因此，开发一种易于执行大型化放大、运行稳定可靠的多联产系统，是提高我国煤炭等含碳物质多元化高效利用的关键技术途径之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种运行稳定可靠、易于大型化放大、环保节能，实现了物料平衡和提高碳转化率，实现了化学法显热回收过程，提高了合成气有效气组成比例和冷煤气效率，提高气化反应速率，降低了碳捕捉经济性的双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置及方法，解决了目前循环流化床-热解多联产技术存在热解后焦油难分离，导致管道、阀门系统堵塞和腐蚀，热解系统过分依赖锅炉系统提供的热量，负荷受限，使系统可靠性和稳定性收严重影响的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，其特征在于，包括燃烧系统、气化系统和循环回料系统，燃烧系统通过循环回料系统与气化系统连接；

所述的燃烧系统包括循环流化床本体，循环流化床本体的底部设有循环流化床下渣口和流化风入口，流化风入口通过循环流化床下渣口正上方的循环流化床布风板与循环流化床本体接通，循环流化床本体的侧面设有沙土给料仓和循环流化床煤粉给料口，循环流化床本体顶部的循环流化床出口与循环流化床出口旋风分离器连接相通；

所述的气化系统包括气化炉本体，气化炉本体分为上段的气化炉低温段和下段的气化炉高温段，气化炉本体的顶部设有气化炉煤粉给料口、气化炉煤粉仓和煤粉给料均布器，气化炉高温段的外面设有冷却夹套，气化炉高温段的底部设有气化炉进气口和气化炉下渣口，气化炉进气口通过气化炉下渣口正上方的流化床气化炉布风板与气化炉高温段接通，气化炉低温段上侧面的气化炉合成气出口与气化炉出口旋风分离器连接相通；