[实用新型]三流化床固体热载体煤热解气化富氧燃烧梯级利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤炭梯级转化利用装置，特别涉及一种采用三个流化床通过富氧燃烧提供固体热载体从而对煤进行热解气化梯级转化利用制取煤气和焦油的装置，属于煤炭梯级转化多联产综合利用领域。

背景技术

我国煤炭资源储量丰富，而石油、天然气资源相对短缺，石油和天然气对外依存度逐年攀升。据中国石油集团经济技术研究院统计，2013年我国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1％和31.6％，预计到2020年我国石油对外依存度将达到69％。逐年攀升的石油和天然气对外依存度对我国的能源安全形势造成了巨大挑战。

目前我国煤炭资源往往被作为单一用途来利用，煤炭利用技术大部分以直接燃烧为主，在获取热能和电力的同时也造成了大量的污染，并且没有能够使煤中高价值组分得到有效利用。另外，有研究表明，流化床煤气化过程中由煤热解产生的挥发分气氛对半焦进一步的水蒸气气化有较大的抑制作用，而脱离开挥发分气氛进行煤或半焦的水蒸气(和/或CO₂)气化制取合成气，可以有效提高气化效率。

温室效应是目前全世界都高度关注的重大问题。CO₂作为主要的温室气体，其减排对解决全球温室效应问题起着决定性作用。而煤炭常规鼓空气燃烧向环境中排放了大量的CO₂，是造成温室效应的重要因素。

发明内容

本实用新型所要解决的是现有锅炉煤的高价值组份利用率不高的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种三流化床固体热载体煤热解气化富氧燃烧梯级利用装置，其特征在于，包括依次排列的流化床热解炉、流化床气化炉和流化床富氧燃烧炉，流化床热解炉的顶部连接旋风分离器一，底部设有给煤口、再循环热解煤气入口、高温循环热灰入口一；旋风分离器一的顶部连接快速冷凝器，快速冷凝器一侧设有热解煤气出口，热解煤气出口分为两路，一路连接再循环热解煤气入口，另一路为直接排出，快速冷凝器的底部设有焦油出口；流化床气化炉的顶部连接旋风分离器二，旋风分离器二的顶部设有合成气出口；流化床气化炉的下部设有气化半焦溢出口，底部设有热解半焦以及其他循环物料入口、水蒸气入口、CO₂入口、高温循环热灰入口二，流化床热解炉的下部通过返料器二与流化床气化炉的热解半焦以及其他循环物料入口连接；流化床富氧燃烧炉的顶部与旋风分离器三连接，旋风分离器三的底部连接三向返料器，三向返料器分别通过高温锥形阀一、高温锥形阀二与流化床热解炉的高温循环热灰入口一、流化床气化炉的高温循环热灰入口二连接；流化床富氧燃烧炉的底部设有飞灰入口、O₂入口、再循环CO₂入口，旋风分离器三的顶部设有烟气出口，烟气出口分别与流化床气化炉的CO₂入口、再循环CO₂入口连通；旋风分离器一、旋风分离器二的底部、气化半焦溢出口分别通过返料器一、返料器三、返料器四连接飞灰入口，飞灰入口还与三向返料器连接。

优选地，所述流化床热解炉底部为风室，下部为密相区，上部为稀相区；流化床热解炉底部风室布置有再循环热解煤气入口；密相区设有给煤口和高温循环热灰入口一，密相区顶部设有热解半焦溢出口；稀相区连接旋风分离器一。

优选地，所述流化床气化炉底部为风室，下部为密相区，上部为稀相区，流化床气化炉底部风室布置有水蒸气入口和CO₂的入口；密相区有热解半焦以及其他循环物料入口和高温循环热灰入口二，密相区顶部设有气化半焦溢出口；稀相区连接有旋风分离器。

优选地，所述流化床富氧燃烧炉底部为风室，下部为密相区，上部为稀相区，底部风室布置有O₂入口和再循环CO₂入口；密相区设有飞灰入口。

进一步地，所述的给煤口布置于流化床热解炉的风室布风板以上1～3米的位置。

进一步地，所述高温循环热灰入口一布置于流化床热解炉的风室布风板以上1～3米的位置。

进一步地，所述热解半焦溢出口布置于流化床热解炉的密相区和稀相区交界的位置。

进一步地，所述热解半焦以及其他循环物料的入口布置于流化床气化炉的风室布风板以上1～3米的位置。

进一步地，所述高温循环热灰入口二布置于流化床气化炉的风室布风板以上1～3米的位置。

进一步地，所述气化半焦溢出口布置于流化床气化炉的密相区和稀相区交界的位置。

进一步地，所述飞灰入口布置于流化床富氧燃烧炉的风室布风板以上1～4米的位置。