[发明专利]一种基于循环流化床的煤热解气化多联产装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种热解、气化、燃烧组合的煤炭分级利用装置及工艺，特别是一种能够实现热、电、焦油、煤气和活性焦联合生产的装置及工艺。

背景技术

我国煤炭资源丰富，2012年我国煤炭产量达到36亿吨，其中约80%用于直接燃烧。将煤直接燃烧存在燃烧效率低、污染严重等问题，因此开发煤炭高效综合利用和低污染排放的新技术迫在眉睫。从煤的反应性出发，将以煤为原料的多个生产工艺有机耦合，实现分级转化和利用，可以更好地解决资源和环境问题。

以循环流化床燃烧为基础，利用循环流化床锅炉的高温循环灰作为热载体，将煤进行热解，得到煤气和焦油，热解半焦再送入循环流化床燃烧发电，这种将循环流化床锅炉与煤热解炉组合副产煤气和焦油的工艺已取得了一定的成功经验。但实际过程中由于循环灰粒度小，因此存在热解煤气含尘量高，容易造成管路堵塞和含尘焦油难以利用等问题，并且净化处理困难，一直是亟待解决的行业难点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于循环流化床的煤热解气化多联产装置及工艺。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种基于循环流化床的煤热解气化多联产装置，包括循环流化床锅炉、移动床热解反应器与移动床气化炉，循环流化床锅炉的下部通过第一输煤管连接第一煤斗，循环流化床锅炉的上部连接移动床热解反应器，移动床热解反应器的顶部通过第二输煤管连接第二煤斗，移动床热解反应器的上部通过煤气输送管路连接移动床气化炉，移动床热解反应器的底部连接第一筛分器，第一筛分器的筛下空间通过管路连接循环流化床锅炉，第一筛分器的筛上空间通过管路与移动床气化炉的顶部连接，移动床气化炉的上部连接旋风分离器，移动床气化炉的下部连接空气输入管路和水蒸气输入管路，移动床气化炉的底部连接第二筛分器，第二筛分器的筛下空间通过管路连接循环流化床锅炉，第二筛分器的筛上空间连接排出管。

优选的，所述旋风分离器包括壳体，在壳体的上部一侧设置有含尘气体入口，在壳体的上部中心设置有中心管，在壳体的底部设置有物料排出口，含尘气体入口通过进气管路与移动床气化炉连接，物料排出口通过返料管与移动床气化炉连接，中心管的上端口为净化气体出口，在第一筛分器和移动床气化炉之间的连接管路上设置有半焦分配器，半焦分配器还通过一管路连接旋风分离器的中心管。

优选的，所述第一筛分器与第二筛分器内部筛板的孔径均为1-10mm。

一种基于循环流化床的煤热解气化多联产工艺，步骤如下：

（1）劣质煤或低挥发分煤从第一煤斗通过第一输煤管进入循环流化床锅炉燃烧，燃烧形成的高温循环灰作为热载体输送至移动床热解反应器；

（2）高挥发分煤（粒度＜30mm）从第二煤斗通过第二输煤管进入移动床热解反应器，在移动床热解反应器中高温循环灰对高挥发分煤进行热解，得到热解煤气与固相产物；

（3）热解煤气经煤气输送管路送入移动床气化炉，固相产物从移动床热解反应器底部排入第一筛分器，在第一筛分器中进行筛分处理，筛下的循环灰和粉状半焦通过管路进入循环流化床锅炉燃烧，筛上的粒状半焦进入半焦分配器；

（4）粒状半焦经半焦分配器分配后，其中一部分通过管路进入移动床气化炉，另一部分通过管路进入旋风分离器的中心管；

（5）进入移动床气化炉内的粒状半焦与热解煤气对流运动，粒状半焦对热解煤气进行初步净化，同时移动床气化炉通过空气输入管路和水蒸气输入管路分别通入空气和水蒸气进行气化反应，产生合成气，初步净化后的热解煤气和合成气共同进入旋风分离器；

（6）热解煤气和合成气在旋风分离器中继续进行离心净化，净化后再通过旋风分离器的中心管，中心管内堆积的粒状半焦对热解煤气和合成气进行更进一步过滤净化，从而完成深度净化，得到洁净的热解煤气和合成气，再经冷却、电捕焦油工艺回收煤焦油，不凝性气体可脱硫后作为燃气或合成气使用；

（7）旋风分离器分离出的尘粒与旋风分离器中心管内的粒状半焦一并经底部连接的返料管循环输送至移动床气化炉内；

（8）移动床气化炉内的固体物从底部排入筛分器进行筛分处理，筛上得到活性半焦，通过管路导出，筛下的粉状半焦和粉尘经管路送回循环流化床锅炉进行燃烧。

优选的，控制移动床热解反应器温度为400-700℃，移动床气化炉温度为700-1100℃，循环流化床锅炉燃烧温度为800-1100℃。

本发明的有益技术效果是：