[发明专利]一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置及方法

权利要求书

1.一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，其特征在于：包括一段反应器（A）和二段反应器（B）两部分；所述一段反应器（A）包括首尾连接的反应系统（1）、含碳物料回收系统（2）和返料输送系统（3）；所述二段反应器（B）包括首尾连接的二次反应系统（4）、细灰捕集装置（5）和回料输送系统（6）；所述一段反应器（A）与二段反应器（B）通过管道（7）相连接；

所述反应系统（1）包括提升管（14）；所述提升管（14）的下端依次设置有粉煤进料入口（11）、主气化剂入口（12）、流化气控制装置（13）、烟气预热入口（16）和排灰口（15）；所述含碳物料回收系统（2）包括依次连接的二级旋风分离器（22）、一级旋风分离器 （21）和循环密封罐（23）；所述一级旋风分离器 （21）的下端设置有松动气控制装置（24）；

所述返料输送系统（3）包括立管（31）；所述立管（31）的侧壁上连接设置有立管料位监测装置（32）；所述立管（31）的下端设置有停车卸料口（36）；所述循环密封罐的上端设置有床层料加入装置（34）；

所述提升管（14）的上端与一级旋风分离器（21）相连接，下端通过返料腿（35）与立管（31）相连接；所述循环密封罐（23）与立管（31）相连接；所述立管（31）与返料腿（35）间设置有返料输送气控制装置（33）；

所述二次反应系统（4）包括依次设置的反应区（42）、辅气化剂入口（43）和增速区（41）；所述回料输送系统（6）包括依次设置的床层料补入装置（63）、竖直料腿（61）和回料循环密封罐（64）；所述竖直料腿（61）的一侧设置有竖直料腿料位监测装置（62）；所述竖直料腿（61）和回料循环密封罐（64）间设置有回料输送气控制装置（65）；

根据双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置的气化方法，包括以下步骤：

（1）松动气建立：通过流化气控制装置（13）、松动气控制装置（24）、返料输送气控制装置（33）以及回料输送气控制装置（65）分别给一段反应器（A）、二段反应器（B）建立松动气，控制松动气量，保证每个松动气喷嘴的气体流速在1.2-1.5m/s；

（2）床层料位建立：通过床层料加入装置（34）、床层料补入装置（63）分别给一段反应器（A）、二段反应器（B）加入固体物料，通过松动气的疏松及物料自身重力作用，使得物料从立管（31）、竖直料腿（61）流入提升管（14）、增速区（41）；

（3）冷态循环流化建立：通过流化气控制装置（13）给一段反应器（A）中补入流化气，控制立管（31）中气速在4-8m/s；

（4）反应装置预热：通过烟气预热入口（16）给一段反应器（A）提供载热烟气，循环流化的固体物料与之换热，对整个反应器装置进行加热，二段反应器（B）通过二级旋风分离器（22）出口的烟气进行预热，一段反应器（A）装置温度升温至980℃；

（5）投料反应：通过粉煤进料入口（11）向一段反应器（A）中输送煤粉，以蒸汽/氧气的范围为0.93-1.42（kg / Nm³）的比例混合后经主气化剂入口（12）进入反应系统（1），与煤粉发生氧化还原反应，将煤粉中的碳转化为主要含氢气、一氧化碳的粗合成气；

（6）二段反应器气化剂补入：蒸汽/氧气的范围为0.6-1.5（kg / Nm³）的比例混合后经辅气化剂入口（43）进入增速区（41），与从一段反应器（A）出口来的粗合成气进行快速混合，在反应区（42）中补充的气化剂与粗合成气中携带的未反应的残碳、焦油以及甲烷组分进行二次气化反应，二段反应器（B）装置的温度控制在1050-1100℃。

2.根据权利要求1所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，其特征在于：所述烟气预热入口（16）位于返料腿（35）与提升管（14）连接口下方。

3.根据权利要求2所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，其特征在于：所述主气化剂入口（12）包括三块区域，每个区域包括若干条均匀设置的支路并均与提升管（14）相连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，其特征在于：所述二级旋风分离器（22）通过带耐火浇注料衬里的管道（7）与增速区（41）相连接。