[实用新型]一种水蒸气输送煤粉的气流床气化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤的气化设备，属于煤气化和煤炭转换技术。

背景技术

煤气化技术是一种清洁的煤炭转化和利用技术，也是产生工业合成气的重要手段，在化工和能源领域有着重要的应用。气流床煤气化方法是目前一种较为先进的气化方式，具有气化容量大、碳转化率高、可连续气化等优点。气流床气化炉的特点是：气化剂和原料煤被同时高速射入气化炉中，在炉内高温高压的环境下形成高温气化火焰。煤粉或煤浆在气化火焰中被迅速加热，快速完成挥发分脱除、焦炭气化反应等一系列过程。

气流床气化方法中，根据供料方式主要可以分为水煤浆气化技术和干煤粉气化技术。其中，干煤粉气化技术避免了将水加热成水蒸气的环节，节约了大量显热，可以达到更高的理论碳转化效率和更高的冷煤气效率，也具有相对较低的耗氧量。但干粉进料的气化方式仍存在着一些缺点和有待改进之处，主要有：

一、气流床气化炉属于高温气化技术，气流床出口粗煤气温度较高，显热损失比较大，这要求在气化系统中采用合适的余热回收设备，提高整体热效率。

二、在目前常用的煤粉浓相输送方法中，一般采用惰性气体作为载气，由于惰性气体本身并不参与气化反应，因而它们的加入会造成一定的热损失，也会降低合成气的纯度。

三、常温下煤粉浓相输送中，煤中的水分会造成输送过程的不稳定，影响气化炉的安全运行，制约了气化炉的热效率和合成气的纯度的提高。如果利用合理手段以高温载气同时对煤粉进行加热和输运，就能抑制或去除液态水分的影响，提高煤粉输送的稳定性。

四、在现有气流床气化工艺的基础上，如果能够进一步降低气化过程的耗氧量，就可降低空气分离制氧的成本，从而带来巨大的经济效益。

实用新型内容

为了实现气化反应余热的合理利用，提高气化炉入口给煤温度并保证稳定的煤粉输送，在保证气化效率的基础上进一步降低氧耗，本实用新型提出一种水蒸气输送煤粉的气流床气化系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种水蒸气输送煤粉的气流床气化系统，包括气流床气化炉、空分装置和煤粉发料罐，煤粉发料罐底部的出口通过浓相煤粉输送管与气流床气化炉顶部的入口相连接，空分装置通过纯氧输送管与气流床煤气化炉顶部的入口相连接，其特征在于：所述的气流床煤气化炉内部敷设有水冷壁，在水冷壁的底部和顶部分别设有给水入口和水蒸气出口，在所述的水蒸气出口与煤粉发料罐之间设有一条水蒸气输送管，该水蒸气输送管将水蒸气出口与煤粉发料罐的内部相连接，或者将该水蒸气出口与煤粉发料罐底部出口相连接。

本实用新型具有以下突出优点及突出效果：①通过敷设水冷壁获取高温过热水蒸气的方式实现气化炉气化反应余热的回收，减少了高温粗合成气的显热损失；②利用获得的高温过热水蒸气作为热源和载气，直接对煤粉进行加热和输送，提高了煤粉的温度，保证了浓相煤粉输送的稳定性；③以高温过热水蒸气作为煤粉浓相输送的载气，避免了使用惰性气体作为载气的情形下相应的热损失，并且，在气化炉中，水蒸气作为吸热型氧化剂直接参与气化反应，可以减少气化过程的耗氧量，降低空气分离装置制氧的成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的气流床气化系统的一种实施例的结构原理示意图。

图2为本实用新型另一种实施例的结构原理示意图。

图中：1-气流床气化炉；2-水冷壁；3-浓相煤粉输送管；4-纯氧输送管；5-水蒸气输送管；

6-煤粉发料罐；7-空分装置。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的原理、结构及实施方式。

图1为本实用新型提供的气流床气化系统的一种实施例的结构原理示意图，该系统主要包括气流床气化炉1、空分装置7和煤粉发料罐6，煤粉发料罐6底部的出口通过浓相煤粉输送管3与气流床气化炉1顶部的入口相连接，空分装置7通过纯氧输送管4与气流床煤气化炉1顶部的入口相连接；在所述的气流床煤气化炉内部敷设有水冷壁2，在水冷壁的底部和顶部分别设有给水入口和水蒸气出口，在该水蒸气出口与煤粉发料罐6之间设有一条水蒸气输送管5，该水蒸气输送管5将水蒸气出口与煤粉发料罐6的内部相连接。

图2为本实用新型的另一种实施例的结构原理示意图，此方案与第一种实施例不同的是，水蒸气出口与煤粉发料罐6之间的水蒸气输送管5将该水蒸气出口与煤粉发料罐6的底部出口相连接。

在该水蒸气输送煤粉的气流床气化系统中，主要实现以下过程：