[发明专利]带细粉灰回送的循环流化床煤气化方法及装置

说明书

一种带细粉灰回送的循环流化床煤气化方法，包括如下步骤：a)将煤(B1)与气化剂(A)通入循环流化床煤气化炉(1)进行气化反应，生成煤气(C)和气化细粉灰(D)；b)将煤气(C)与气化细粉灰(D)分离；c)收集分离后的气化细粉灰(D)；d)将步骤c)获得的气化细粉灰(D)和氧化剂(G)送入熔融装置(3)；e)生成富碳高温气(H1)和高温熔渣(H2)；以及f)将富碳高温气(H1)和高温熔渣(H2)回送到循环流化床煤气化炉(1)的气化炉炉膛(10)中。本发明还提供一种带细粉灰回送的循环流化床煤气化装置。本发明的带细粉灰回送的循环流化床煤气化方法和装置碳转化率高，对环境污染小。

技术领域

本发明属于煤气化技术领域，涉及一种煤气化方法及装置，具体地，涉及一种带细粉灰回送的循环流化床煤气化方法及采用该方法的装置。

背景技术

按固体燃料的运动状态分类，现代煤气化工艺主要包括移动床(又称固定床)气化法、气流床气化法和流化床气化法。

移动床煤气化工艺主要以块状煤为原料，其主要优点包括：可以使用劣质煤气化；加压气化生产能力高；氧耗量低，是目前三类煤气化方法中氧耗量最低的方法；反应炉的操作温度和出口煤气温度低，碳效率高、气化效率高。但由于移动床气化只能以不粘块煤为原料，不仅原料昂贵、气化强度低，而且气-固逆流换热，粗煤气中含酚类、焦油等较多，使净化流程加长，增加了投资和成本。

气流床煤气化炉反应温度高，并且采用液态排渣，气化强度高、生产能力大、碳转化率高，但该工艺需要以低灰熔点煤为原料，且要求煤粒度小于100μm，原料成本高；为维持炉内的高反应温度，常采用纯氧做氧化剂，氧耗高，影响经济性。

流化床煤气化技术可利用0～10mm的碎煤，不需筛分，加工成本低；气化强度大，达到移动床的2～3倍；可使用空气气化，氧耗低；粗煤气出口温度高；产品煤气中几乎不含焦油和酚类等。此类技术中，包括传统的流化床煤气化技术和近年来发展起来的循环流化床煤气化技术。其中，循环流化床煤气化炉带有高循环量的物料循环回路，流化速度大于传统流化床气化炉的流化速度，具有煤种适用性强、气固混合充分、气化反应速率高、整个反应器温度均匀、添加石灰石可炉内脱硫等优点。但也存在局限性：一方面，不同于传统流化床煤气化炉中的气化反应主要在炉膛下部进行，循环流化床煤气化炉由于其流态化特性、给煤点以及气化剂给入位置等因素，炉膛流化速度高，大量煤粒及未反应完全的碳会进入炉膛中上部进行气化反应，因此炉膛中上部处于还原区，需要大量的热量以获得较高的气化效率，但与此同时，能够被携带到炉膛上部的热量有限，从而严重影响了炉内的气化效率；另一方面，由于气化操作温度低，流化速度高，虽然大颗粒的未反应碳会通过循环再次参与反应，但由气流夹带出的细粉灰中含碳量仍然可观，一般飞灰占总灰量的70％～80％，其中碳的质量分数占30％～50％，导致系统的总碳利用率不高；此外，由于气化细粉灰灰量大且含碳量高，细粉灰的利用处置也是一大难题。

针对传统流化床煤气化炉及循环流化床煤气化炉总碳利用率不高以及细粉灰处理的问题，主要有如下解决方案：(1)将流化床带出的细粉灰连同热煤气一起导入气流床煤气化炉进行高温二次气化，二次气化后的携带细粉灰的高温煤气排出气流床煤气化炉；(2)将传统流化床或循环流化床煤气化炉中带出的细粉灰从产品煤气中分离后送入气流床煤气化炉进行高温反应，反应生成的灰渣及高温煤气返回传统流化床或循环流化床下部，实现干法排渣的同时为传统流化床或循环流化床下部补热；(3)将传统流化床或循环流化床煤气化炉中带出的细粉灰从产品煤气中部分分离后送入气流床进行高温燃烧，液态排渣，高温烟气再返回传统流化床或循环流化床下部，为传统流化床或循环流化床下部补热。