[发明专利]粉煤流化催化气化的装置及方法

权利要求书

1.一种粉煤流化催化气化的装置，包括：

给料机；

快速床热解炉，其通过进料斜管与给料机相连；

流化床气化炉，其与快速床热解炉相连；

快速床气化炉，其下部入口与流化床气化炉的上部出口相连；

流化床燃烧室，其上部入口与流化床气化炉的下部出口相连；

细粉沉降/汽提器，其通过气化斜管与快速床热解炉相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述快速床热解炉的侧壁下部分别设置有粉煤入口和气化半焦入口，粉煤入口通过与进料斜管与给料机相连；气化半焦入口通过气化斜管与细粉沉降/汽提器相连；所述快速床热解炉的上部设置有出口，其与流化床气化炉相连；优选的，在所述快速床热解炉的底部设置有热解流化气入口，用于接收热解流化气。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述流化床气化炉的侧壁上部设置有热解产物入口，其与快速床热解炉的出口相连；优选在所述流化床气化炉的侧壁下部设置有气化剂入口，气化剂入口用于接收气化剂；和/或，所述流化床燃烧室的底部设置有灰渣排出口，灰渣排出口与灰渣罐相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述快速床气化炉从下自上包括快速床气化/裂解区、快速床水蒸气变换区和快速床甲烷化区；优选地，在所述快速床水蒸气变换区的侧壁设置有水蒸气入口，在所述快速床甲烷化区的侧壁设置有合成气返料口。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述细粉沉降/汽提器包括汽提段、细粉沉降段和细粉沉降/汽提器旋风分离器；所述细粉沉降/汽提器的侧壁下部设置有汽提气入口，用于接收汽提气；所述细粉沉降/汽提器的侧壁下部设置有半焦出口，其通过气化斜管与快速床热解炉相连；所述细粉沉降/汽提器的顶部设置有合成气出口，其与细粉沉降/汽提器旋风分离器的气体出口相连，用于排出合成气；和/或，在所述细粉沉降/汽提器内部设置有快速床旋风分离器，其与所述快速床气化炉的上部出口相连。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括后处理系统，其包括：

气固快速分离器，其与所述细粉沉降/汽提器的合成气出口相连；

气体分离装置，其与所述气固快速分离器相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括催化剂系统，其包括催化剂回收装置和催化剂负载装置；所述催化剂回收装置的上游连接所述灰渣罐，下游连接所述催化剂负载装置；所述催化剂负载装置的上游连接所述催化剂回收装置，下游连接所述给料机。

8.一种粉煤流化催化气化的方法，其采用权利要求1-7中任一项所述的装置，包括如下步骤：

(a)粉煤原料由给料机送入快速床热解炉，在快速床热解炉内与高温气化半焦混合被加热，粉煤发生热解反应，生成包含热解半焦和热解气的热解产物；

(b)所述热解产物进入流化床气化炉，与气化剂接触，在流化床气化炉和快速床气化炉内发生气化反应和焦油裂解反应，生成合成气和含碳气化半焦；

(c)所述合成气进入细粉沉降/汽提器，分离出高温气化半焦，所述高温气化半焦经由气化斜管进入快速床热解炉；

(d)所述含碳气化半焦从流化床气化炉向下进入流化床燃烧室，发生燃烧反应，生产灰渣和高温气体；高温气体向上进入流化床气化炉作为气化剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述粉煤原料包括粉煤以及催化剂和生物质中的至少一种；优选的，所述催化剂包括碱金属、碱土金属、过渡金属中的至少一种。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述快速床热解炉的热解压力为0-6.5MPa，热解温度为400-800℃；和/或，所述快速床热解炉密相区的粉煤平均密度为200-550kg/m³，空塔线速为0.1-1.0m/s。