[发明专利]循环流化床‑气流床联合气化方法及装置

权利要求书

1.一种循环流化床-气流床联合气化装置，其特征在于：包括循环流化床提升管(1)、第一旋风分离器(2)、气体分离设备(3)、循环流化床下降管(4)、返料管(5)、气体分布器(6)、第一渣斗(7)、第一喷嘴(8)、气流床反应器(9)、第二喷嘴(10)、第二渣斗(11)、第二旋风分离器(12)、水洗塔(13)；循环流化床提升管(1)中上部设有第一原料(A)的进口，循环流化床提升管(1)上部侧面连接第一旋风分离器(2)、第一旋风分离器(2)后连接气体分离设备(3)；第一旋风分离器(2)下部连接循环流化床下降管(4)；距循环流化床下降管(4)底部1/10-1/8处设有松动风(C)进气口，循环流化床下降管(4)下部侧面连接返料管(5)；返料管(5)下部连接循环流化床提升管(1)的中下部；循环流化床提升管(1)的下部设有供第一气化剂(B)进入的气体分布器(6)；气体分布器(6)下部连接第一渣斗(7)；第一渣斗(7)下部与第一喷嘴(8)相连；第一喷嘴(8)一侧设有第二气化剂(F)的入口，另一侧连接气流床反应器(9)；气流床反应器(9)中上部与第一喷嘴(8)相对一侧连接第二喷嘴(10)，气流床反应器(9)底部连接第二渣斗(11)，气流床反应器(9)中下部侧面连接第二旋风分离器(12)、第二旋风分离器(12)后连接水洗塔(13)，其中，第一喷嘴(8)与第二喷嘴(10)为对置布置。

2.根据权利要求1所述的循环流化床-气流床联合气化装置，其特征在于：第一喷嘴(8)、第二喷嘴(10)的结构均采用双流道结构，其中一侧流道供第二气化剂(F)通过，另一侧流道供原料粉体颗粒及输送载气通过。

3.根据权利要求1所述的循环流化床-气流床联合气化装置，其特征在于：喷嘴垂直气流床反应器(9)进口方向与水平面之间的角度为-5°～5°。

4.一种循环流化床-气流床联合气化方法，采用权利要求1所述的循环流化床-气流床联合气化装置，其特征在于，包括以下步骤：

a.循环流化床提升管(1)中的反应：第一原料(A)从循环流化床提升管(1)中上部加入，与来自返料管(5)的循环半焦混合，并与从气体分布器(6)所送入的第一气化剂(B)接触实现催化气化反应，生成富含甲烷的合成气以及高温半焦颗粒，高温半焦颗粒被合成气所携带进入第一旋风分离器(2)，合成气经分离后被送入气体分离设备(3)进行净化、分离处理，并获得富甲烷的第一产品气(D)以及CO₂，而高温半焦颗粒经第一旋风分离器(2)分离后被送入循环流化床下降管(4)继续反应；所述的第一原料(A)为含有催化剂的低阶煤原料；

b.循环流化床下降管(4)中的反应：高温半焦颗粒进入到循环流化床下降管(4)，并与来自循环流化床下降管(4)中下部的松动风(C)接触，发生微弱的气化反应，并在松动风(C)的作用下被继续经由返料管(5)送入到循环流化床提升管(1)进行循环气化反应；

c.循环流化床反应器的灰渣处理：高温半焦颗粒不断进行着步骤a、步骤b的过程，并最终随着颗粒中可燃物的消耗，形成第一灰渣(E)，并通过自身重力从循环流化床提升管(1)中经由气体分布器(6)下落至第一渣斗(7)中；第一灰渣(E)由气体分离设备(3)所分离出的CO₂输送至气流床反应器的第一喷嘴(8)，作为气流床反应器的原料及催化剂继续进行反应；

d.气流床反应器(9)中的反应：第一灰渣(E)与第二气化剂(F)在第一喷嘴(8)头部预混，并被射入气流床反应器(9)，并与来自第二喷嘴(10)中预混的第二原料(G)和第二气化剂(F)撞击，第一灰渣(E)中含有的矿物质以及未反应的第一原料(A)中的催化剂在第二原料(G)表面发生催化作用，发生剧烈的催化气化反应，生成粗合成气、飞灰和第二灰渣；

e.气流床反应器(9)中反应产物的处理：第二灰渣通过自身重力下落至第二渣斗(11)被收集，而飞灰则被粗合成气携带送入第二旋风分离器(12)进行气固分离，分离后粗合成气进一步被送入水洗塔(13)进行净化加工处理，并最终获得第二产品气(H)。

5.根据权利要求4所述的循环流化床-气流床联合气化方法，其特征在于：所述的第一原料(A)为含有催化剂的低阶煤原料，第二原料(G)为高阶煤或石油焦。