[实用新型]一种气流床气化激冷装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤气化技术领域，特别涉及一种气流床气化激冷装置。

背景技术

煤的洁净与高效利用是当今世界能源与环境保护领域的重大技术课题，也是我国国民经济和社会可持续发展的关键技术之一。煤气化技术作为煤炭深度加工、转化的先导技术，是洁净煤技术的关键。煤气化是指将煤投放在气化炉内，在一定的温度及压力条件下，煤中有机质与气化剂如蒸汽/空气或氧气等发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H₂、CH₄等可燃气体和CO₂、N₂等非可燃气体的过程。煤的气化技术在联合循环(IGCC)发电装置、合成氨以及合成甲醇等行业应用极为广泛，而气化炉则是煤气化的关键设备。因此，世界各国的科技人员研究和开发出了各种类型的气化炉。其中，气流床与固定床、流化床相比，气流床具有较好的煤种与粒度适应性和更优良的技术性能，是煤基大容量、高效洁净、运行可靠的燃气与合成气制备装置的首选技术。

现今气流床气化技术的共同特点是加压(3.0MPa～6.5MPa)、高温(1300～1700℃)、粒度细微，反应迅速高效，但在原料煤处理、输料形式与方法、实现混合、炉壳内衬、排渣、净化处理、余热回收等技术上方式各异，形成不同的技术工艺类型。其中主要包括两种具有特色的技术流派，一种是以美国Texaco公司的技术为代表的水煤浆气化技术；另一种是以荷兰Shell公司的技术为代表的干煤粉气化技术。

美国Texaco公司的气化炉，水煤浆由气化炉炉顶向下喷入，在炉内进行熔渣气化。由于物料在该气化炉内的停留时间分布较宽，部分物料在炉内的停留时间很短，没有达到平均停留时间就逸出炉外，因此，碳转化率一般低于95％。美国Texaco公司的气化炉的气化操作温度为1400～1500℃，气化操作压力为2.5～8.5Mpa。美国Texaco公司的气化炉世界范围内的商业化市场占有量大，技术成熟，它因煤浆制备、计量、输送、控制简单，安全可靠，操作压力高，可达6.5MPa和投资低等技术特点得到广泛应用。

荷兰Shell公司的气化炉属加压对喷式粉煤液态排渣气化炉。干煤粉用加压锁式煤斗，靠氮气或CO₂气流输送，与氧气及少量水蒸汽混合喷入炉内，气化炉温度维持在1400～1600℃，形成的熔渣在中间底部排渣口排出，煤气出炉后采用回流冷煤气激冷方式。该炉装有四个煤粉燃烧器，并装设水冷壁，在水冷壁中将产生饱和蒸汽。

在我国，九十年代，随着联合循环(IGCC)等洁净煤发电技术的推广应用，在国家电力公司的资助下，西安热工研究院率先进行了干煤粉加压气化技术研究并建立了国内第一套干煤粉加压气化特性试验装置和干煤粉加压浓相供料装置，日处理煤量为700kg，气化压力为2.0～3.0MPa，并进行了干煤粉气化特性和干煤粉浓相加压供料系统的研究。

“十五”期间，西安热工研究院负责完成了国家高技术研究发展计划(863计划)课题“干煤粉加压气化技术”中试试验研究，发明了带水冷壁和煤气冷却器的两段式干煤粉加压气化工艺，建成了规模为36t/d的中试装置，气化压力为3.0MPa，进行了十几种煤的气化试验，并通过了国家验收。

“十一五”又在“绿色煤电”(863计划)课题项目中承担工艺包设计任务，进一步完善了国内自主的干煤粉加压气化技术。

以往干法气化工艺主要针对发电用途，采用干法除尘，气化炉体后加有庞大的煤气冷却器系统，设备结构复杂、制造成本相对很高；而以往水煤浆激冷工艺采用水煤浆形式进料，入料成分中含有大量水分，造成气化温度较低，大量热能损失，大大限制了可气化煤种的范围，同时气化炉内采用耐火砖结构使得运行周期较短且需定期更换，需设备用炉，增加了运行成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种粗煤气中含有较多的水蒸气、采取冷煤气循环激冷工艺、造价低廉、系统总效率高的气流床气化激冷装置。