[发明专利]一种高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置及加砂方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，尤其涉及一种高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置及加砂方法。

背景技术

我国拥有丰富的煤炭资源，在我国能源消费和生产中，煤炭作为主导能源，占比较高。以2015年为例，全年煤炭消费39.6亿吨，约占世界煤炭消费总量的50.6%，占我国能源消费总量的64%。我国已探明的褐煤保有储量达1291亿吨，占全国煤炭储量的13%。但由于褐煤水分含量高、热值较低、且热稳定性较差、不宜长距离运输，直接作为大规模气化原料又有很大局限性，目前仅作为局部地区动力燃料，开发率较低，目前仅占全国煤炭产量的4-5%。但随着我国国民经济的飞速发展，高热值的优质煤种已被大量利用，因此褐煤深加工对于保障国家能源供应具有非常重要的意义。

褐煤气化技术是煤化工合成、煤液化、IGCC 技术等高新洁净煤利用技术的先导性技术。但目前国内外褐煤利用的主要手段仍然是作为电站、工业锅炉的直接燃料，附加值不高；另有少部分褐煤通过提质转变为烟煤、型煤或半焦，但还需粉碎、制浆后才能气化，总体上存在工艺路线长、投资大等不利因素。总之，由于目前尚不存在一种将褐煤直接转化为合成气的成熟工艺，极大地限制了褐煤的洁净、高附加值利用。

高循环倍率流化床气化炉能有效的解决褐煤气化的技术瓶颈，使碳转化率达99%以上，可真正实现褐煤的高效清洁利用。但高循环倍率流化床气化炉装置在开车初期，首先需要氮气在气化炉内建立砂子循环流化状态，然后通过开工加热炉燃烧柴油产生的高温烟气逐渐将气化炉升温至约650℃，接着通过柴油喷枪往气化炉内喷入柴油，通过柴油在气化炉内的燃烧继续升温至约950℃，然后开始往气化炉投入煤粉，气化炉逐渐转入正常运行。由于循环流化床气化炉内为耐火衬里材料，耐火衬里升温速率通常要求不超过50℃ /h。因此循环流化床气化炉开车时间很长，砂子在气化炉中以非常高的循环倍率运转，不断的磨损，使砂子粒径不断变细，导致气化炉中砂子减少，致使气化炉流化恶化，最终无法满足投煤条件，需停车后重新加砂，增加了开车成本。

发明内容

本发明的目的在于解决高循环倍率流化床气化炉开车过程出现的砂子损失造成流化紊乱的缺陷，提供了一种能实现高循环倍率流化床气化炉在线加砂的装置及加砂方法。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，包括依次连通的布袋除尘器、储砂罐、加砂罐和发送器；所述发送器的出口端经管线分别与高循环倍率流化床气化炉和高压气源相连接；所述储砂罐的顶部设置布袋除尘器，底部设置有松动器；所述布袋反吹器和松动器均与低压气源相连接；所述加砂罐的顶部设置快速加压器，底部设置有流化器；所述快速加压器和流化器均与高压气源相连接；在所述储砂罐的顶部与加砂罐的顶部之间设置有平衡器。通过快速加压器与平衡器可实现对加砂罐的交变压控制，使加砂罐可适用于高循环倍率流化床气化炉不同压力下的在线加砂。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，所述储砂罐与加砂罐之间设置有储砂罐切断阀；所述加砂罐与发送器之间设置有耐磨盘阀，可控制输沙速率及输沙管线的气速。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，所述发送器为可控压发送器，即可在气化炉不同操作压力的工况下进行在线加砂，又可实现对加砂速率的控制。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，所述低压气源和高压气源包括氮气或二氧化碳或氮气与二氧化碳混合气。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，所述松动器设置有1-5个；当设置数量大于1时，所述松动器呈并联设置。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，所述快速加压器设置有2-4个，所述快速加压器呈并联设置。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂装置，所述流化器设置有2-10个，所述流化器呈并联设置。

本发明所述的高循环倍率流化床气化炉在线加砂方法，包括如下步骤：

1）将石英砂经储砂罐进入加砂罐；加砂罐内的石英砂量根据加砂罐的承载量信息控制储砂罐切断阀的开关，完成储砂罐对加砂罐内石英砂间断性补加；

2）平衡器检测储砂罐与加砂罐之间的压差，以保证储砂罐中的石英砂可顺利进入加砂罐；加砂罐的操作压力比高倍率循环流化床气化炉运行压力高0.3MPa-0.8Mpa，以确保加砂罐内的石英砂通过控压发送器通畅输出；

3）高压气源通过流化器在加砂罐罐体底部与石英砂混合，流化并助推煤粉，使其连续、均匀进入发送器；