[发明专利]一种气流床与循环流化床组合循环气化系统及其两段式气化方法

说明书

本发明公开了一种气流床与循环流化床组合循环气化系统及其两段式气化方法，属于节能环保技术领域。本发明的组合循环气化系统，包括互相连通的气流床和循环流化床，气流床气化采用整个系统的飞灰作为原料，飞灰循环利用，提高了固体燃料的利用率，循环流化床气化采用气流床产的一定温度压力的烟气作为一次风和气化剂，烟气的再利用使循环流化床无需持续的补充一次风和气化剂，通过调节气流床的压力、氧气与飞灰含碳的质量比，使循环流化床产生的可燃性气体产物压力、热值可调范围大，能够实现飞灰零排放，燃料综合利用率达到99％以上。本发明改变了传统处理循环流化床飞灰的方法，达到了将飞灰中的残炭合理利用，提高固体燃料利用率的目的。

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种气流床与循环流化床组合循环气化系统及其两段式气化方法。

背景技术

气化技术是指将固体燃料与气化剂在在一定温度和压力下发生氧化还原反应，从而得到可燃性气体产物的过程

目前工业气化技术根据燃料和气化剂的接触方式主要分为固定床术、流化床和气流床气化技术。常用的固定床气化技术具有结构简单、操作便利、运行方便灵活等优点，但普遍存在机械化、自动化程度较低，处理量小、碳转化效率低、生产的燃气杂质较多且难以处理，严重困扰该气化技术的进一步放大和清洁使用；流化床气化与固定床气化相比有以下优点：传热传质均匀，机械化、自动化程度高，易于放大等。但流化床内气流速度大，使未完全反应的固体颗粒被气体带出，降低碳的转化率，难以满足化工、冶金等领域对可燃气高热值的需求。气流床反应温度高，气化强度大，碳转化率高，然而原料灵活性较差，难以处理大颗粒原料，如生物质、石油焦和无烟煤等难以研磨的固体燃料，大大限制气流床的使用范围。

上述气化技术各有优缺点，但从投资规模、大型化、原料灵活性综合来看，流化床气化技术具有较高的竞争力。但流化床由于其结构特点，会产生一定量含碳量的飞灰，常规处理方式是将其送往工业锅炉或电厂锅炉进行燃烧，充分利用其剩余热量，但由于飞灰挥发份极低，着火困难，且容易造成炉膛结焦等问题，因此一直是流化床技术推广过程中的难题。另外，常规飞灰处理方式锅炉需过氧燃烧，使反应温度提高，导致锅炉烟气中氮氧化物浓度增加，增重脱硝辅助系统的负荷，使运行成本提高。

经检索，中国专利申请，公开号：CN103911179A，公开日：2014.07.09，公开了一种煤气化方法和装置。该煤气化方法包括：将粉煤和气化剂送入循环流化床气化炉进行反应；使反应生成的气化炉烟气经第一气固分离器分离出返料粉煤和带粉煤气流，并将返料粉煤循环回循环流化床气化炉继续反应，将带粉煤气流经第二气固分离器分离出煤气和含碳飞灰；将含碳飞灰送入热风炉，使其在高于1300℃燃烧，将产生的热风炉烟气返回循环流化床气化炉中参加反应，而燃烧产生的液态渣经冷却后排出。该发明提供的煤气化方法和装置克服了现有使用循环流化床进行煤气化的产品中飞灰量大、含碳量高的问题，降低了渣的含碳量，从而达到煤炭有效利用的目的。但该发明中循环流化床需要不断的补充气化剂而没有达到高温烟气循环利用的目的。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在气流床对燃料灵活性差、调节范围小，常规飞灰处理方式中利用率差、运行成本高的问题，本发明提供了一种气流床与循环流化床组合循环气化系统及其两段式气化方法。改变了传统处理循环流化床飞灰的方法，达到了将飞灰中的残炭合理利用、提高固体燃料利用率的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种气流床与循环流化床组合循环气化系统，包括互相连通的气流床和循环流化床，气流床气化采用整个系统的飞灰作为原料，飞灰循环利用，提高了燃料的利用率，循环流化床气化采用气流床产的一定温度压力的烟气作为一次风和气化剂，烟气再利用使循环流化床无需持续的补充一次风和气化剂，通过调节气流床的压力、氧气与飞灰含碳的质量比，使循环流化床产生的可燃性气体产物压力、热值可调范围大，能够实现飞灰零排放，固体燃料综合利用率达到99％以上。