[实用新型]一种飞灰零排放的流化床粉煤气化装置

说明书

本实用新型公开了一种飞灰零排放的流化床粉煤气化装置，该装置包括由气化炉、高温旋风分离器、余热锅炉、高效旋风分离器、除尘器等结构组成的气化系统以及由一旋料腿、一旋返料器、二旋料腿、二旋返料器、高效旋风料腿、高效旋风返料器、除尘器料腿、除尘器返料器、一级引射器、二级引射器、三级引射器、返料管等结构组成的返料系统。该装置中气化系统与返料系统配合使用可直接将高压下气固分离器捕集的粗飞灰及细飞灰全部返回到气化炉的高温中心射流区并维持原来的气化炉内温度和压力不变，实现飞灰的零排放，最大限度的提高炉内灰团聚的效果，同时也优化了生产环境，是一种气化效率高、能长期稳定运行、环境友好的煤气化工艺。

技术领域

本实用新型涉及粉煤气化技术领域，具体涉及一种飞灰零排放的流化床粉煤气化装置。

背景技术

我国是一个富煤、缺油、少气的国家。这一能源结构背景决定了煤炭在今后相当长的时间内仍将是我国能源的主体，是我国经济发展的重要支柱。在煤的多种利用方式中，煤炭的气化过程是将难以加工处理及脱除无用组分的固体原料煤，转化为易于净化和应用的气体的过程。截至目前，人们已开发出多种反应器，包括固定床、流化床以及气流床反应器以实现煤炭气化生产燃气、合成气等目的。在这些反应器中，流化床煤气化反应器由于所具有的非常高的传热和传质效率与大量处理原料煤颗粒的能力，在煤气化领域中得到了十分广泛的应用。

流化床煤气化反应器中，出气化炉的飞灰的有效利用是确保煤气化炉稳定产气和提高碳转化率的关键问题之一。长久以来，人们通常容易想到的是采用高温旋风分离器捕集飞灰返回到气化炉内以期降低飞灰中残碳的含量，达到提高碳转化率和煤气产气量的目的。但一方面由于常压的循环流化床反应器床层温度偏低，床层温度在800至1100℃下运行，而多数气化原料煤900至1300℃的灰熔点温度，因此，常压的循环流化床煤气化工艺难以通过返料到床层达到将飞灰中的残碳″吃干榨净″的目的，只能将飞灰送入锅炉中燃烧另做它用；另外一方面，对于一些加压的流化床粉煤气化炉反应器，其共有的特点是在流化床气化炉的中下部都有一根引入氧气的中心射流管，于是在床层的密相区中下部形成一个温度接近于灰熔点温度的高温中心射流区，如果能够通过优化返料系统将飞灰返料到这一区域，则可能实现飞灰中残碳的二次气化反应。这就涉及到返料口的位置设置及返料量的问题，而截至目前，这一问题尚未得到很好的解决。

现有技术中与加压流化床粉煤气化炉相关的飞灰回收利用系统通常由高温旋风分离器及其返料系统、除尘装置及其返料系统组成。表一给出了不同装置捕集的飞灰的粒径范围及平均粒径分布。由表中可以看出，飞灰由平均粒径较大的粗飞灰和平均粒径较小的细飞灰组成，分别对应于高温旋风分离器(一旋、二旋)捕集的飞灰和高效旋风及除尘装置捕集的飞灰。

表一、不同装置捕集的飞灰粒度分布