[发明专利]一种劣质煤水冷壁炉分段耦合气化装置及气化方法

摘要

一种劣质煤水冷壁炉分段耦合气化装置及气化方法，涉及洁净能源煤气化技术领域。解决了现有的气化装置物料适应性差、负荷适应性低、氧耗高、碳转化率低、不易放大、渣膜薄且不均、需用备用炉、初投资和运行费用高及H₂/CO比例不可调的问题。本发明气化装置包括加料装置、双涡快速流化床、气化气循环泵、旋风气化炉、水冷系统、激冷器和碎渣机；本发明气化方法为将单段气化解耦成热解、碳转化并串联耦合的两段气化，双涡快速流化床专用于低温段固体颗粒物料流化、破碎、热解，形成荒煤气，旋风气化炉专用于高温段将荒煤气弱旋、燃烧、气化，实现碳转化；本发明主要用于低熔点劣质煤、生物质及其混合物的洁净、高效、经济、可靠的分段耦合气化。

主权项

1.一种劣质煤水冷壁炉分段耦合气化装置，它包括加料装置(1)、双涡快速流化床(2)、气化气循环泵(3)和旋风气化炉(5)，双涡快速流化床(2)用于使固体颗粒物料流化、破碎、热解，形成荒煤气；旋风气化炉(5)用于使荒煤气进行弱旋、燃烧、气化，实现碳转化；双涡快速流化床(2)与旋风气化炉(5)串联耦合；其特征在于，还包括水冷系统(6)、激冷器(4)和碎渣机(7)；所述的水冷系统(6)包括锅筒(6‑1)、下降管(6‑2)、下集箱(6‑3)、上集箱(6‑4)、上升管(6‑5)、竖管水冷壁(6‑6)和水循环泵(6‑7)；竖管水冷壁(6‑6)、下集箱(6‑3)和上集箱(6‑4)位于旋风气化炉(5)的内部，锅筒(6‑1)、下降管(6‑2)、上升管(6‑5)、水循环泵(6‑7)和碎渣机(7)位于旋风气化炉(5)的外部，且所述的竖管水冷壁(6‑6)设置在旋风气化炉(5)的侧壁上，竖管水冷壁(6‑6)上端口依次通过上集箱(6‑4)、上升管(6‑5)、锅筒(6‑1)、下降管(6‑2)、水循环泵(6‑7)和下集箱(6‑3)，与其竖管水冷壁(6‑6)下端口连通；激冷器(4)位于旋风气化炉(5)下部，碎渣机(7)位于旋风气化炉(5)底部，激冷器(4)用于将熔渣和气化气冷却，碎渣机(7)用于炉渣破碎；旋风气化炉(5)上设有4个1号进料口(5‑1)，且4个1号进料口(5‑1)沿着旋风气化炉(5)的周向均匀分布，该4个1号进料口(5‑1)设置在旋风气化炉(5)侧壁的上半部，旋风气化炉(5)的顶部中心设置有小火焰烧嘴(5‑4)，旋风气化炉(5)侧壁的下半部设有2号气化剂入口(5‑2)和出气口(5‑3)；加料装置(1)的出料口与双涡快速流化床(2)的进料口连通，双涡快速流化床(2)底部设有1号气化剂入口(2‑1)，双涡快速流化床(2)顶部出料口(2‑2)同时与旋风气化炉(5)的4个1号进料口(5‑1)和小火焰烧嘴(5‑4)连通；出气口(5‑3)输出的气化气分为两路，其中，一路气化气通过气化气循环泵(3)泵入到双涡快速流化床(2)的1号气化剂入口(2‑1)内，另一路气化气用于化工合成或发电，双涡快速流化床(2)的1号气化剂入口(2‑1)还用于输入气化剂，且从其1号气化剂入口(2‑1)进入的气体，呈螺旋状向上运动，所述的双涡快速流化床(2)的工作温度为500℃至980℃，旋风气化炉(5)的工作温度为1400℃至1700℃；从4个1号进料口(5‑1)引入来自双涡快速流化床(2)的荒煤气，且引入的荒煤气在同一平面内射流进入旋风气化炉(5)内，并围绕旋风气化炉(5)中心轴弱旋旋转，从小火焰烧嘴(5‑4)引入来自双涡快速流化床(2)的荒煤气，且引入的荒煤气以旋流或直流方式，从上至下喷射到旋风气化炉(5)内，从4个1号进料口(5‑1)引入的荒煤气的运动状态与从小火焰烧嘴(5‑4)引入的荒煤气的运动状态的综合作用，使得旋风气化炉(5)内的荒煤气由上至下，呈螺旋状向下运动，从4个1号进料口(5‑1)引入的荒煤气的流量为从小火焰烧嘴(5‑4)引入的荒煤气流量的二倍。