[发明专利]一种含碳固体颗粒多级循环气化装置及方法

说明书

本发明公开一种含碳固体颗粒多级循环气化装置及方法，气化装置包括反应器、合成气处理系统和与反应器相连的多级循环返料系统；反应器锥部设有强化反应器，锥部的锥顶位置及侧边均设有气化剂入口；所述多级循环返料系统包括多级固体颗粒循环单元，通过多级固体颗粒循环单元回收反应器排出的粗合成气中的含碳固体颗粒，并返回到反应器中进行循环气化，多级固体颗粒循环单元排出的粗合成气送入合成气处理系统进行后续加工，本发明在反应器的锥部设置有强化反应器，提高转化效率，同时反应器锥部的锥顶位置及侧边均设有气化剂入口，强化反应器与气化剂独特的分布形式相结合，提高反应器锥部强度，保证物料与气化剂接触更加均匀，避免局部超温结焦。

技术领域

本发明属于煤化工领域，涉及一种含碳固体颗粒多级循环气化装置及方法。

背景技术

气化技术是煤炭清洁高效利用的一种有效方式，流化床气化技术是以空气、氧气或富氧蒸汽为气化剂，在适当的煤粒度和气速下，使床层中粉煤流化，气固两项充分混合接触，高温下进行煤气化。与固定床气化技术相比较，流化床气化技术的原料煤粒度小，传热面积大、传热效率高，气化效率和气化强度都有明显提高。但当床层内气速达到输送速度时，物料将会被不断的吹出床层，导致含碳物料未能转化全完就离开反应器。另外，气化炉中由于物料的非均一性以及布风系统分配的不均匀性容易造成炉底局部超温导致结焦，导致气化炉无法正常运行，影响工作效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含碳固体颗粒多级循环气化装置及方法，提高气化效率及碳转化率，在经济性和环保性的前提下解决残炭的利用率与气化效率问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种含碳固体颗粒多级循环气化装置，包括反应器、合成气处理系统和与反应器相连的多级循环返料系统；

所述的反应器由上部筒体和下部倒置的锥体构成的锥部组成，筒体上设有原料入口和排料口I，反应器锥部设有强化反应器，锥部的锥顶位置及侧边均设有气化剂入口；

所述多级循环返料系统包括多级固体颗粒循环单元，通过多级固体颗粒循环单元回收反应器排出的粗合成气中的含碳固体颗粒，并返回到反应器中进行循环气化，多级固体颗粒循环单元排出的粗合成气送入合成气处理系统。

进一步，所述的多级循环返料系统包括一级固体颗粒循环单元、二级固体颗粒循环单元和三级固体颗粒循环单元；

所述一级固体颗粒循环单元包括与反应器顶部气体出口连接的一级颗粒收集器，一级颗粒收集器底部固体出口与一级料位控制器相连接，一级料位控制器通过位于反应器筒体中部的返料口I与反应器相连；

所述二级固体颗粒循环单元包括与一级颗粒收集器顶部气体出口相连接的二级颗粒收集器，二级颗粒收集器底部固体出口与二级料位控制器相连接，二级料位控制器通过同样位于反应器筒体中部的返料口II与反应器相连接；

所述三级固体颗粒循环单元包括与二级颗粒收集器顶部气体出口相连接的三级颗粒收集器，三级颗粒收集器顶部气体出口连接有合成气处理系统，三级颗粒收集器底部固体出口依次连接有颗粒仓和颗粒流化器，颗粒流化器连接固体流量控制器后通过反应器锥部开设的返料口III与反应器相连接。

进一步，所述的三级颗粒收集器顶部连接有两路气体出口，一路连接合成气处理系统，另一路连接有提压系统；提压系统出口分成两条支路，一条支路与三级颗粒收集器连接提供反吹气，另一支路与颗粒流化器相连提供输送气。

进一步，所述的二级料位控制器连接热量回收系统，并设有排料口II；所述的颗粒流化器底部设有排料口III。

进一步，所述反应器锥部的侧边上以反应器轴线对称分布设有等间距设有多个气化剂入口。

进一步，所述的返料口Ⅰ和返料口Ⅱ之间高度距离H为0～10m。