[发明专利]切向配风的循环流化床气化装置以及气化方法

说明书

一种切向配风的循环流化床气化装置，包括炉膛(1)、气固分离装置(2)和返料系统，在所述炉膛(1)上设置有辅气化剂入口(m1～m12)，所述辅气化剂入口(m1～m12)被配置为使得辅气化剂与所述炉膛(1)的侧壁面相切地进入炉膛(1)。本发明还提供了一种切向配风的循环流化床气化方法。通过本发明的切向配风的循环流化床气化装置和气化方法，提高了气化效率，能够最小化辅气化剂的引入对已生成的煤气的影响，提高辅气化剂对气化反应的促进效果。

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体地涉及一种切向配风的循环流化床气化装置以及一种切向配风的循环流化床气化方法。

背景技术

作为一种高效清洁的洁净煤技术，煤气化技术是一种将煤炭等固态一次能源转化为气态清洁二次能源的主要途径，该技术主要用于合成氨、合成甲醇、制氢、高炉还原炼铁等化工冶金行业、联合循环发电领域、工业和民用燃气领域以及其它诸多领域中。

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。流化床煤气化技术是最早工业化的气化工艺，其工艺为将具有一定压力的气化剂从床层下部经过布风板吹入，将床上的碎煤托起，当气化剂上升时，煤粒呈悬浮状态运动，上下翻滚，与气化剂充分接触进行气化反应。在此类技术中，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，与传统的流化床煤气炉相比，循环流化床煤气化炉带有高循环量的物料循环回路，燃料在炉内停留时间极大延长，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、可添加石灰石进行炉内脱硫等优点。

循环流化床煤气化炉的结构性能受到流态化规律的制约，其优点得益于此，同时，也由此带来了不利的影响，例如，常规的循环流化床煤气化炉存在如下问题：一、炉内物料混合均匀，温度均匀，而生产煤气客观上要求炉内必须保持还原性气氛，也就是说炉内物料必须保持较高的含碳量，这就使得循环流化床煤气化炉的底渣和飞灰含碳量高；二、在常规的循环流化床煤气化炉中，气化剂及原料煤的给入位置决定了炉膛的中上部处于还原区，并且物料浓度高，为获得较高的气化效率需要大量的热量，但现有技术为该区域提供的热量相对不足，这影响了气化效率的提高。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种循环流化床气化装置以及气化方法，利用该循环流化床气化装置和气化方法，能够提高气化效率和碳转化率。

本发明的目的还在于提供一种循环流化床气化装置以及气化方法，其能够最小化辅气化剂的引入对已生成的煤气的影响，提高辅气化剂对气化反应的促进效果。

本发明的目的还在于提供一种循环流化床气化装置以及气化方法，其能够降低飞灰含碳量。

根据本发明的一个方面的实施例，提出了一种切向配风的循环流化床气化装置，包括炉膛、气固分离装置和返料系统，在所述炉膛上设置有辅气化剂入口，所述辅气化剂入口被配置为使得辅气化剂与所述炉膛的侧壁面相切地进入炉膛。

根据本发明的一个优选实施例，在所述炉膛上还设置有主气化剂入口、给料口、返料口、炉膛出口和排渣口；

所述返料系统包括下降管、返料器和返料斜管；

其中，所述辅气化剂入口为多个，多个辅气化剂入口呈多层布置，分布在炉膛的不同高度处，并且

每层辅气化剂入口包括至少两个辅气化剂入口。

根据本发明的一个优选实施例，所述炉膛呈圆柱形形状，所述辅气化剂入口被构造为圆管，所述圆管切向地布置在炉膛的侧壁面外侧，并与所述炉膛相通，使得圆管的最外侧边与炉膛的横截面圆外切。

根据本发明的一个优选实施例，所述辅气化剂入口位于炉膛的主气化剂入口以上高度h处，并且0.3Hh0.75H，且在高度h处炉膛的压力梯度