[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

说明书

一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置及方法，属于煤气化技术领域，其特征在于：包括一段反应器和二段反应器两部分；所述一段反应器包括首尾连接的反应系统、含碳物料回收系统和返料输送系统；所述二段反应器包括首尾连接的二次反应系统、细灰捕集装置和回料输送系统；所述一段反应器与二段反应器通过管道相连接。经改进后的装置固体循环速率和气体速度快，装置处理能力大，反应介质换热充分，换热效率高，循环流化床整体温差小；煤种适应范围大，从低阶煤拓展到中国储量丰富的中高阶煤；提高了煤气中有效气组份含量及碳转化率，产生的合成气不含任何焦油，使得后续气体净化相对简单。

技术领域

本发明属于煤气化技术领域，尤其涉及一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置及方法。

背景技术

中国的资源禀赋是煤多油气少，煤炭在我国的经济发展中发挥了重要作用，但粗放的利用方式也产生了很多负面影响。煤气化作为煤炭转化利用的重要技术，越来越受到重视，但现有的煤化工技术煤种适用性有限，且未能更好的解决大型化、清洁化、高效化的问题。目前国内中、高阶煤种储量较大，如何让只适合低阶煤种的气化技术，解决在中高阶煤中遇到的碳转化率低、合成气中甲烷含量高并且含有煤焦油的缺陷，并且提高处理量，减少能耗成为关键问题。

循环流化床反应器对挥发分高、比表面积大、活性好的低变质程度褐煤具有很好的适应性，但对于中国其它煤阶的气化，却有着焦油、甲烷及粉尘颗粒含量高，碳转化率低等致命缺陷，使循环流化床的大范围推广应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，提高煤种的适用范围，适用于占我国煤炭总量的55%的褐煤和低变质烟煤，处理量大，传热效率高，碳转化率高，获得的合成气中有效气组分含量高，焦油和甲烷含量低，无黑水产生。

本发明所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，包括一段反应器和二段反应器两部分；所述一段反应器包括首尾连接的反应系统、含碳物料回收系统和返料输送系统；所述二段反应器包括首尾连接的二次反应系统、细灰捕集装置和回料输送系统；所述一段反应器与二段反应器通过管道相连接。

本发明所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，所述反应系统包括提升管；所述提升管的下端依次设置有粉煤进料入口、主气化剂入口、流化气控制装置、烟气预热入口和排灰口；所述含碳物料回收系统包括依次连接的二级旋风分离器、一级旋风分离器 和循环密封罐；所述一级旋风分离器 的下端设置有松动气控制装置；

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

所述提升管的上端与一级旋风分离器相连接，下端通过返料腿与立管相连接；所述循环密封罐与立管相连接；所述立管与返料腿间设置有返料输送气控制装置。

本发明所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，所述二次反应系统包括依次设置的反应区、辅气化剂入口和增速区；所述回料输送系统包括依次设置的床层料补入装置、竖直料腿和回料循环密封罐；所述竖直料腿的一侧设置有竖直料腿料位监测装置；所述竖直料腿和回料循环密封罐间设置有回料输送气控制装置。

本发明所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，所述烟气预热入口位于返料腿与提升管连接口下方，便于对返料腿循环的砂子进行充分预热与流化。

本发明所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，所述主气化剂入口包括三块区域，每个区域包括若干条均匀设置的支路并均与提升管相连接，避免气化剂分布不均匀以及局部过氧情况的发生。

本发明所述的一种双循环流化床两段耦合的粉煤加压气化装置，所述二级旋风分离器通过带耐火浇注料衬里的管道与增速区相连接。