[发明专利]一种飞灰零排放的流化床粉煤气化装置及工艺

权利要求书

1.一种飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置包括气化炉，气化炉的顶部通过出气管道连接一级高温旋风分离器的上部，一级高温旋风分离器的顶部连接二级高温旋风分离器的上部，二级高温旋风分离器的顶部出口与余热锅炉的高温煤气入口连接；余热锅炉的下部高温煤气出口与高效旋风分离器的上部连接，高效旋风分离器的顶部出口连接除尘器的下部，除尘器的上部设有粗煤气出气管，用于排出粗煤气；高效旋风分离器的下部通过高效旋风料腿连接高效旋风返料器的入口，高效旋风返料器的出口连接到返料管上；除尘器的下部连接除尘器返料器的入口，除尘器返料器的出口连接到返料管上。

2.如权利要求1所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，在气化炉的顶部设有喷淋水喷头，气化炉的下部设置有气化剂分布板，气化剂分布板上设置有喷嘴；气化剂分布板下部设有返料口；气化剂分布板将气化炉分隔为上部的反应区域和下部的气化剂腔室，反应区域侧壁上设有至少一个粉煤进口，用于输送粉煤；反应区域连接所述返料口，气化剂腔室的侧壁上设有气化剂入口，气化剂入口用于将部分气化剂导入气化剂腔室，并通过气化剂分布板上的喷嘴进入气化炉上部的反应区域。

3.如权利要求2所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，所述一级高温旋风分离器的下部通过一旋料腿连接一旋返料器；一旋返料器的底端连接返料管；一旋返料器和返料管一起连接到一级引射器的入口，一级引射器的出口通过所述返料口将返回的物料送到气化炉内的高温氧化区。

4.如权利要求3所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，二级高温旋风分离器的下部通过二旋料腿连接二旋返料器，二旋返料器连接一旋料腿并与一旋返料器的入口连接。

5.如权利要求1所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，返料管上还串联有二级引射器和三级引射器，二级引射器的出口与一级引射器的入口连接，二级引射器的入口与三级引射器的出口连接，三级引射器的入口与吹送气管连接，除尘器下的返料器出口与三级引射器入口连接，高效旋风返料器出口连接到三级引射器出口和二级引射器入口之间。

6.如权利要求1-5任一项所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，所述的除尘器是布袋或除布袋以外的过滤装置。

7.如权利要求1-5任一项所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，所述的气化炉的底部设置有中心进氧管，90％以上的氧气从气化炉底部的中心进氧管进入气化炉；所述的气化炉的底部设有排渣管，排渣管的出口连接到高温冷渣机，排渣管用于排出气化炉内的底渣到高温冷渣机，以定量排出灰渣，确保气化炉中床层的稳定。

8.如权利要求1-5任一项所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，所述的气化炉包括温度等于或高于飞灰的软化温度的高温中心射流区，所述的高温氧化区位于该高温中心射流区内。

9.如权利要求1-5任一项所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，其特征在于，所述的一旋料腿和二旋料腿内设置有重力调节翻板阀，所述的一级高温旋风分离器和二级高温旋风分离器捕集的飞灰通过各料腿内设置的重力调节翻板阀作为返料器，而后飞灰经一级引射器引射送入气化炉内气化剂分布板的锥体下部；高效旋风分离器捕集的细飞灰利用二级引射器串联一级引射器将细飞灰引射送入气化炉内气化剂分布板的锥体下部；除尘器捕集的细飞灰利用三级引射器串联一级引射器和二级引射器将细飞灰引射送入气化炉内气化剂分布板的锥体下部。

10.如权利要求1-9任一项所述的飞灰零排放的流化床粉煤气化装置的气化工艺，其特征在于，破碎到＜8.0mm以下，外水含量＜4.0wt％的粉煤通过进煤口连续稳定的送入到气化炉；调整进气系统中水蒸气与氧化剂的配比，以使得粉煤在气化炉内发生气化反应；其中，气化剂分布板下方的气化剂入口通入第一部分气化剂，气化剂中水蒸气与氧化剂的配比要确保第一部分气化剂中氧气的体积含量在40～70％vol％之间，调节高温中心射流区的温度，与粉煤中的碳发生氧化反应，生成二氧化碳或一氧化碳，并释放热量将周边的颗粒物料加热；气化剂入口中气体的射流速度限制在50～80m/s之间，在气化剂入口向上0.6～1.2m高度处形成连续的气泡相，气泡上升过程中携带气化剂分布板底部的物料上升，周边的物料补充，从而使得物料形成密相区内的内循环；

随后，气化剂分布板中通入第二部分气化剂，确保该第二部分气化剂中氧气的体积含量在5～15vol％之间；

粉煤气化反应产生的夹带飞灰颗粒的粗煤气在一级高温旋风分离器入口前通过喷淋水降温，而后依次进入一级高温旋风分离器、二级高温旋风分离器、余热锅炉、高效旋风分离器和除尘器以分别使粗煤气与粗飞灰颗粒分离、粗煤气与细飞灰颗粒分离，分离后的粗飞灰颗粒与细飞灰颗粒进入流化床气化炉中气化剂分布板下方，并由此返回到气化炉高温中心射流区，飞灰颗粒中的残碳与气化剂进行二次气化反应生成煤气，颗粒中的灰分发生再熔聚以底渣形式通过高温冷渣机定量排出气化炉。