[发明专利]一种气化方法及系统

说明书

本发明公开了一种气化方法及系统，该气化方法包括：将燃料煤与辅气化剂通入脱碱反应器，以便燃料煤与辅气化剂在脱碱反应器中进行第一脱碱反应后，生成脱碱后半焦和第一碱含量粗煤气；将脱碱后半焦和第一气化剂通入预热改性反应器，以便脱碱后半焦和第一气化剂在预热改性反应器中进行第一气化反应后，生成改性后第一粒径半焦和改性后煤气的混合物；将改性后第一粒径半焦和改性后煤气的混合物、以及第二气化剂通入气流床气化炉，以便改性后第一粒径半焦和改性后煤气的混合物、以及第二气化剂在气流床气化炉中进行第二气化反应后，生成第二气化反应粗煤气。

技术领域

本发明属于燃料气化技术领域，具体地，涉及一种气化方法及系统。

背景技术

由于特殊的成煤条件，高碱煤的煤质具有低灰、低硫、中高水分、中等发热值、高碱金属含量、易着火、易燃尽、高反应活性、强结渣/沾污、易粉化等特性。与其他煤种相比，高碱煤灰中的碱金属氧化物(Na₂O、K₂O)含量大部分在3～8％，部分高达15％，如此高的碱金属含量导致煤在热化学转化过程中表现出强结渣、沾污特性，极大地限制了其大规模开发与利用。

循环流化床煤气化技术具有污染物排放少、煤种适应性广等优势。以高碱煤为燃料时，存在以下三方面的问题：首先，循环流化床气化炉的炉膛底部容易出现结渣，影响装置的安全稳定运行；其次，高碱煤易粉化，大量未转化的碳以飞灰形式排出炉膛，导致系统碳转化率和冷煤气效率低；再次，碱金属极易挥发至气相，气化粗煤气在冷却、除尘过程中，煤气中碱金属又重新冷凝在飞灰上，引发高碱含量飞灰的处置问题。综上，亟需开发适用于高碱煤的新型煤气化技术。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明提供了一种气化方法及系统，以至少部分解决上述技术问题。

(二)技术方案

一种气化方法，包括：

将燃料煤与辅气化剂通入脱碱反应器，以便燃料煤与辅气化剂在脱碱反应器中进行第一脱碱反应后，生成脱碱后半焦和第一碱含量粗煤气；

将脱碱后半焦和第一气化剂通入预热改性反应器，以便脱碱后半焦和第一气化剂在预热改性反应器中进行第一气化反应后，生成改性后第一粒径半焦和改性后煤气的混合物；

将改性后第一粒径半焦和改性后煤气的混合物、以及第二气化剂通入气流床气化炉，以便改性后第一粒径半焦和改性后煤气的混合物、以及第二气化剂在气流床气化炉中进行第二气化反应后，生成第二气化反应粗煤气。

根据本发明的实施例，其中：

脱碱反应的反应温度为：300℃-900℃；

燃料煤的燃料粒径小于10mm；

脱碱反应器中的流化速度为：0.2m/s-1.0m/s；

辅气化剂包括以下至少之一：水蒸汽，第一氧含量水蒸汽。

根据本发明的实施例，其中：

第一气化反应的反应温度为：700℃-1000℃；

预热改性反应器中的流化速度为：2m/s-5m/s；

第一气化剂采用以下至少之一：纯氧、第二氧含量空气、空气、水蒸汽、二氧化碳。

根据本发明的实施例，其中：

第二气化反应的反应温度为：1200℃-1600℃；

第二气化剂采用以下至少之一：纯氧、第二氧含量空气、空气、水蒸汽、二氧化碳。