[实用新型]一种气流床粉煤加压气化过程高压载气回收装置

说明书

一种气流床粉煤加压气化过程高压载气回收装置，包括由一个高压气体均压储罐和多个带同步粉尘过滤的高压气体缓冲罐并联组成的高压载气过滤缓冲系统以及由多台具有不同进口压力的气体压缩机并联和1个高压气体储罐串联组成的高压载气分级压缩系统。通过粉煤锁斗与高压载气过滤缓冲系统多次顺向放压与逆向冲压耦合，由此实现气流床粉煤加压气化过程高压载气的原位回收利用，并且通过集成多级气体压缩，在降低电耗的同时进一步高效回收高压载气。该装置不仅可有效实现高压载气的高效回收，而且可实现残余尾气的完全达标排放，杜绝环境污染，并且可以部分回收高压载气的压力能，减少回收载气压缩过程的电耗。

技术领域

本实用新型属于煤炭高效清洁利用及高压气体回收利用技术领域，特别涉及一种气流床粉煤加压气化过程高压氮气回收装置。

背景技术

气流床粉煤加压气化技术由于煤种适应性广、转化率高等优点在IGCC发电、合成氨、煤制氢等行业得到了广泛的应用。气流床煤气化也是当今国际上最先进的煤气化技术之一，与水煤浆气化技术相比，粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。

气流床粉煤加压气化技术基本原理是：将煤炭磨制成干燥的煤粉，用惰性气体连续送入气化炉，在高温高压条件下，通过精确控制煤、氧和水蒸气等原料的比例及物料均匀分布等，经过反应生成含一氧化碳加氢气≥90%的粗煤气，然后，经过激冷、分离、洗涤等工艺过程，分离出固态物体，得到纯净的饱和态合成气体。生成的粗煤气碳转化率高、有效气成分含量高，甲烷含量低。

气流床粉煤加压气化成套装置一般包括4个单元，即磨煤和干燥单元、粉煤加压和输送单元、粉煤气化单元以及渣与灰水处理单元。其中粉煤加压和输送单元是整个气流床粉煤加压气化的核心和关键技术之一，粉煤的加料方法和装置直接影响到整个气化系统的安全性和稳定性、可靠性以及气化效率。它的作用是实现粉煤的储存、加压和输送，主要包括粉煤储罐、粉煤锁斗和粉煤给料罐三个核心部件。粉煤加压和输送具体过程为：由常压粉煤储罐接收来自磨煤和干燥单元的粉煤通过重力作用下进入粉煤锁斗，当粉煤锁斗内充满粉煤后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后用高压N₂(CO₂)载气对粉煤锁斗进行加压，当其压力升至与粉煤给料罐内的压力基本相同时，打开粉煤锁斗与粉煤给料罐之间的平衡阀门进行压力平衡。当粉煤给料罐料位降低到足以接收一批粉煤时，然后依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。当粉煤锁斗卸料完成后，通过将气体排放至粉煤贮罐过滤器进行泄压，泄压完成后即可准备下一次加料。

目前气流床粉煤加压气化操作压力一般为4.0Mpa，这就要求粉煤加压输送过程的压力大于4.0 Mpa，一般为4.7 Mpa。每一次粉煤加料完成后，粉煤锁斗内均充装有同等压力的载气。因载气中还夹杂有煤粉，因此粉煤锁斗泄压时一般都与过滤器相连，由此将载气中夹杂的煤粉加以回收，但载气均放散排入大气。这不仅造成载气资源的浪费，而且高压载气对过滤器的损伤较大，造成过滤器使用寿命缩短，并且也会造成放散的载气中粉尘含量仍然较高，无法满足环保要求。

对于煤粉加压输送过程所用载气的回收利用，国内外已有少量资料报道。中国发明专利CN103332660公开了一种高炉喷吹煤粉过程氮气回收再利用的装置，其主要是由滤筒过滤器、均压储气罐、氮气缓冲罐、氮气增压机和氮气储气罐等核心部件组成的氮气回收再利用装置处理粉煤喷吹罐中所含的氮气。中国实用新型CN203393169、CN204198755、CN205473847均公开了一种高炉喷煤系统氮气回收装置，其主要是包括多个喷吹罐和相应泄压阀门，通过将需要泄压的喷吹罐与需要冲压的喷吹罐相连，将原本需要排放的氮气部分回收至需要冲压的喷吹罐中，由此实现氮气的回收利用。对于上述公开的发明专利或实用新型仅仅适用于压力相对较低的粉煤输送过程，并且采用喷吹罐与喷吹罐之间的均压操作，氮气回收率也不高。