[发明专利]一种CO2近零排放四流化床气化炉反应装置及气化方法

说明书

本发明公开一种CO₂近零排放四流化床气化炉反应装置及气化方法。本发明首先公开四流化床气化炉反应装置，该装置包括鼓泡床气化炉、提升管燃烧炉、提升管还原炉和鼓泡床氧化炉。本发明进一步公开了利用上述装置进行气化的方法。本发明四流化床气化炉反应装置在进行水蒸气对煤/生物质等燃料高效气化的同时实现了CO₂的富集，既能够将煤/生物质等燃料转化为高热值水煤气，又能实现CO₂近零排放；同时采用流化床化学链制氧工艺，避免了常规空分制氧所造成的大量能耗，有助于提升气化炉运行的经济性。

技术领域

本发明涉及气化技术领域。更具体地，涉及一种CO₂近零排放四流化床气化炉反应装置及气化方法。

背景技术

煤等固体燃料直接燃烧会向周围环境排放大量污染物及温室气体CO₂。近年来，由于环境污染和全球气温变暖等影响，节能减排理念越来越深入人心，针对煤清洁利用的技术也得到飞速发展。气化技术是实现煤等固体燃料清洁高效利用的技术之一。其中，双流化床水蒸气气化工艺因为将气化过程和燃烧过程分开在两个流化床中进行，既能够利用燃烧热平衡气化反应所需热量，又避免了气化炉所产合成气受到助燃空气的稀释，从而最终将煤/生物质转化为高热值气体，因此倍受关注。但是，该工艺无法实现CO₂的连续捕集，燃烧炉内产生的CO₂难以富集捕捉，从而无法实现气化过程CO₂近零排放。

因此，需要提供一种能实现CO₂近零排放的装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种四流化床气化炉反应装置，该装置在进行水蒸气对煤/生物质等燃料高效气化的同时实现CO₂捕集，既能够将煤/生物质等燃料转化为高热值气体，又能实现CO₂近零排放。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述装置进行气化的方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种四流化床气化炉反应装置，所述装置包括鼓泡床气化炉、提升管燃烧炉、提升管还原炉和鼓泡床氧化炉；

所述鼓泡床气化炉的底部与提升管燃烧炉的底部通过第一物料管连通，所述鼓泡床气化炉的下部通过第一旋风分离器与提升管燃烧炉的上部连通，第一旋风分离器的顶部设有CO₂出口，所述CO₂出口与所述提升管还原炉的底部通过烟气分流管连通；

所述鼓泡床氧化炉的底部与提升管还原炉的底部通过第二物料管连通，所述提升管还原炉的上部通过第二旋风分离器与鼓泡床氧化炉的下部连通，第二旋风分离器的顶部设有O₂出口，所述O₂出口与提升管燃烧炉的底部通过助燃气分流管连通；

所述鼓泡床气化炉的底部设有水蒸气入口，顶部设有水煤气出口，中下部设有给料入口，通过给料入口进入到鼓泡床气化炉的固定燃料与通过水蒸气入口进入的水蒸气反应生成的水煤气通过水煤气出口排出；

所述鼓泡床氧化炉的底部设有空气入口，顶部设有乏空气出口，所述鼓泡床氧化炉内包含氧化炉床料，所述氧化炉床料为Mn₃O₄和/或Mn₂O₃。

进一步，所述烟气分流管上设有烟气分流阀，使得部分CO₂进入提升管还原炉供Mn₂O₃发生释氧反应，部分CO₂则排出系统并对其进行捕集封存。

进一步，所述鼓泡床气化炉内包含气化炉床料，所述气化炉床料包含SiO₂。