[实用新型]一种卧式循环流化床气化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体含碳燃料气化技术领域；具体来说涉及一种卧式循环流化床气化装置，属于流化作用下固体含碳燃料气化制燃气或合成气技术领域。

背景技术

中国发明专利201410117504.1，申请日2014.3.26，公开日2014.7.9，公开号CN103911179A，名称：煤气化方法和装置；其公开了现有的固态排渣的循环流化床气化炉的固态渣中的含碳量较高、煤气中飞灰量大、含碳量高的问题。而中国发明专利申请201510641319.7，申请日2015.9.30，公开日2017.4.5，公开号CN106554826A，名称：带细粉灰熔融的循环流化床煤气化方法及装置；其公开了现有的循环流化床气化由于气化操作温度低，导致随气流夹带出的细粉灰中含碳量高，质量分数占30％～50％，飞灰占总灰量70％～80％导致系统的总碳利用率不高；且其中细粉灰的利用处置也是一大难题。

在传统的循环流化床煤气化炉中，由于采用固态排渣的方式，煤气化温度较低，一般低于灰熔点150～200℃。受煤的反应活性及灰熔点的影响，一般循环流化床煤气化炉的气化温度选为950℃～1050℃左右。循环流化床煤气化炉采用的入炉煤粉的粒径通常在10mm左右以下，煤粉进入循环流化床煤气化炉的炉膛后，与高温循环床料快速混合，被快速加热，发生水分的快速蒸发、快速热解反应，在这个过程中，受到煤粉的热稳定性和机械稳定性的影响，部分煤粉会破碎，产生小粒径半焦，甚至细粉半焦。半焦在提升管内与气化剂反应，产生煤气，未反应完的半焦进入旋风分离器，大部分半焦被旋风捕集后，经过立管和返料器，回到提升管与气化剂继续反应，剩余少部分半焦随高温煤气逃逸出去，成为飞灰。

一般循环流化床的飞灰量大且飞灰中含碳量高，一般20％以上，有些煤种气化的飞灰中含碳量甚至可达70％。飞灰中含碳量高，一方面对循环流化床煤气化炉的碳转化率和冷煤气效率等造成重要负面影响，甚至导致碳转化率降低10％左右，有些煤种甚至达18％左右，煤气产率和系统热效率显著降低。另一方面，飞灰中的高含碳量，燃烧和气化活性低，不利于飞灰的直接利用。

采用二次风方式，上部温度高，可用于气化，但是二次风中O₂会优先与煤气燃烧，产生CO₂、H₂O，此处生产的CO₂与C的气化反应速率很慢了，不像在底部生成，停留时间相对较长。

有的循环流化床煤气化技术中，对高灰量、高含碳量飞灰的处理，一般采用对逃逸出循环流化床气化炉的旋风分离器的飞灰利用燃烧、气化两种方法进行处理，而不是直接强化气化炉内的反应，降低飞灰中的碳含量。

如中国发明专利201410117504.1采用将循环流化床气化炉产生的粗煤气经过再一级旋风分离后，分离的飞灰通过热风炉燃烧产生高温烟气，送循环流化床气化炉作为热源，这个过程混入了较大量N₂，稀释煤气，煤气热值降低，另外燃烧烟气的温度高达1300～1400℃，且热风炉采用液态排渣，因此输入气化炉的高温烟气中会混有液态渣滴，在气化炉内与床料粘结，团聚，破坏流动。

中国发明专利01123960.3，申请日2001.8.8，公开日2003.3.5，公开号CN1400289，名称：粉煤流化床气化方法及气化炉；其公开了单个炉膛气化(分高温燃烧区+密相区+稀相区)，灰团聚排渣，气化灰+单段细粉半焦燃烧，烟气进高温燃烧区。

中国发明专利201610644936.7，申请日2016.8.8，公开日2016.11.16，公开号CN106118750A，名称:梯级组合床气化系统；其公开了一段流化床气化+二段气流床气化(高温)，液态排渣，单段排渣，气化灰。但是二段气化剂为氧气或富氧空气。