一种循环流化床煤气化装置的制作方法

1.本实用新型属于粉煤气化技术领域，具体涉及一种循环流化床煤气化装置。


背景技术：

2.授权公告号为cn103045275b的发明专利公开了一种煤热解及气化制取半焦和煤气的方法，先将粉煤送入流化床式热解炉中；而后在热解炉的底部通入流化气体，所述流化气体中含有氧气，所述氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在热解炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至热解温度的热量，煤的热解产生半焦和煤气，未随煤气排出的粒状半焦从热解炉的底部排出。为了冷却热解炉底部所产生的粒状半焦，该发明专利在热解炉的下方设置半焦冷却器，前述半焦靠重力落入该冷却器中，冷却后靠重力排出至储焦仓。
3.当流化气体中加入足够多的蒸汽，使反应深度足够深，上述以生产半焦和煤气为目的的热解装置就变成了以煤气化为目的煤气化装置，热解炉就变成了煤气化炉，产生的煤气就变成了合成气，相应的半焦冷却器就变成了灰渣冷却器。对于进料为100吨/小时(相当于有效合成气为15万标方/小时)的煤气化装置而言，包含有煤气化炉和位于煤气化炉下方的灰渣冷却器的气化构架，其高度达到100米，其立柱截面超过950
×
950，不但投资成本高，而且工程施工难度大。


技术实现要素：

4.针对前述技术问题，本实用新型的目的在于提出一种循环流化床煤气化装置，通过改变煤气化炉和灰渣冷却器之间的灰渣输送完全靠重力流的连接方式，调整煤气化器和灰渣冷却器的相对布置位置，从而有效降低煤气化构架的高度，实现工程难度和工程投资的降低。
5.本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种循环流化床煤气化装置，包括煤气化炉，灰渣冷却器及分别与煤气化炉、灰渣冷却器连接并用于将煤气化炉底部排出的灰渣提升至灰渣冷却器内以允许煤气化炉和灰渣冷却器并列布置的灰渣提升器。
6.进一步的，煤气化炉顶部的出口与旋风分离器的进口连接；旋风分离器的气体出口与余热回收装置连接、其固体出口的管路通过分支管路与煤气化炉连接。
7.进一步的，余热回收装置为余热锅炉。
8.进一步的，灰渣冷却器顶部出口的管路上设有气体压力控制阀。
9.进一步的，灰渣提升器包括一根斜向下方的密相管和向上的稀相管，密相管的顶部与煤气化炉的底部连接、其中部设有吹扫蒸汽入口、其下部设置一个拐弯、其底部与稀相管的下部连接，该拐弯处设有二次提升气入口；稀相管的顶部与灰渣冷却器连接、其底部设有一次提升气入口。
10.进一步的，位于拐弯前方的密相管与水平面的夹角应大于灰渣的休止角，该夹角为30
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80度。
11.进一步的，位于拐弯后方的密相管与水平面的夹角应小于灰渣的休止角，该夹角为0
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25度。
12.进一步的，吹扫蒸汽入口位于密相管中点的上下30％密相管长度。
13.进一步的，稀相管与水平面的夹角为30
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90度。
14.进一步的，稀相管的底部设有用于控制一次提升气流量的j阀、l阀或u阀。
15.本实用新型提出的煤气化装置将煤气化炉底部排出的灰渣以提升方式输送至灰渣冷却器内，改变了现有重力流的输送方式，允许煤气化炉和灰渣冷却器并列布置，使灰渣冷却器不至于抬高煤气化炉的布置高度，煤气化炉可以接近地面布置，从而有效降低煤气化构架的高度，实现工程难度和工程投资的降低。对于进料100吨/小时的处理装置而言，采用本实用新型提出的煤气化构架，高度仅为80米，立柱截面不超过900
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900。
16.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并结合附图进行详细说明。
附图说明
17.图1是本实用新型一种循环流化床煤气化装置一实施例的示意图。
18.【附图说明】
[0019]1‑
煤气化炉
ꢀꢀꢀꢀ2‑
灰渣冷却器
ꢀꢀꢀꢀ3‑
灰渣提升器
ꢀꢀꢀꢀ
301
‑
密相管
ꢀꢀꢀꢀ
302
‑
稀相管
[0020]4‑
一级旋风分离器
ꢀꢀꢀꢀ5‑
二级旋风分离器
ꢀꢀꢀꢀ6‑
余热锅炉
ꢀꢀꢀꢀ7‑
气体压力控制阀
具体实施方式
[0021]
请参阅图1，为本实用新型一种循环流化床煤气化装置的一个实施例，本实施例以灰渣的流动方向定义“前”、“后”。本实施例包括煤气化炉1、灰渣冷却器2及用于将煤气化炉底部排出的灰渣提升至灰渣冷却器内以允许煤气化炉和灰渣冷却器并列布置的灰渣提升器3。灰渣提升器包括一根斜向下方的密相管301和向上的稀相管302，密相管的顶部与煤气化炉的底部连接、其中部设有吹扫蒸汽入口、其下部设置一个拐弯，该拐弯的目的是便于灰渣在此堆止，位于拐弯后方的密相管长度最小必须满足灰渣堆止的要求，同时该拐弯处设有二次提升气入口，二次提升气的作用是控制灰渣提升量，二次提升气流量越大、灰渣提升量越大，此外位于拐弯前方的密相管与水平面的夹角应大于灰渣的休止角，该夹角一般在30
‑
80度、更好的在45
‑
75度、最佳在60
‑
70度，位于拐弯后方的密相管与水平面的夹角应小于灰渣的休止角，该夹角一般在0
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25度、更好的在0
‑
15度、最佳在0
‑
5度，吹扫蒸汽入口一般位于密相管中点的上下30％密相管长度、更优的位于密相管中点的上下20％密相管长度、最优的位于密相管中点的上下10％密相管长度；稀相管的顶部与灰渣冷却器连接、其底部设有一次提升气入口，所述密相管的底部与稀相管的下部连接且位于该连接点下方的稀相管为布气段、位于该连接点上方的稀相管为提升段，同时在布气段的底部设置公知的j阀、l阀或u阀，用于控制一次提升气的流量，此外所述稀相管与水平面的夹角一般在30
‑
90度、更好的在60
‑
90度、最佳在80
‑
90度。
[0022]
本实施例一种循环流化床煤气化装置的工作过程为：先将粉煤送入流化床式煤气化炉中，再在煤气化炉的底部通入至少含氧气和水蒸汽的流化气体，经燃烧和气化反应产生的气化气加入到煤气化炉中的煤或半焦中，粒径较小的半焦细粉随气化气从煤气化炉的顶部排出，未随气化气排出的粒径较大的煤或半焦可以在煤气化炉中继续气化反应后从煤气化炉底部排出，或者直接从煤气化炉底部排出；注入吹扫蒸汽，蒸汽与从煤气化炉底部排出后进入密相管的高温灰渣逆向流动，一方面阻止灰渣中所携带的含氧气体进入下游的灰渣冷却器中，另一方面与高温灰渣进行换热、并与高温灰渣中的碳进行水合反应，回收高温灰渣所携带的余热；经蒸汽吹扫后的灰渣堆止在位于拐弯处后方的密相管内，注入二次提升气以破坏前述堆止状态，使灰渣进入稀相管中；在一次提升气的带动下进入稀相管的灰渣以流化态的形式输送到灰渣冷却器中进行冷却、分离。
[0023]
所述煤气化炉1的顶部与一级旋风分离器4连接，一级旋风分离器4的气体出口与二级旋风分离器5的进口连接、二级旋风分离器5的气体出口与余热锅炉6连接，两个旋风分离器的固体出口的管路均通过分支管路与煤气化炉连接。携带半焦细粉的气化气依次进入一级旋风分离器、二级旋风分离器进行气固分离，分离出的半焦细粉部分沿分支管路返回煤气化炉，另一部分排出，冷却后作为产品储存或者用于其他的用途；分离出的高温气化气经余热锅炉回收余热后作为产品气送入产品气系统。当然在本实用新型的其他实施例中，可以根据实际需要调整旋风分离器的数量及余热回收装置的类型。
[0024]
所述灰渣冷却器的顶部与产品气系统连接且二者之间的管路上设有气体压力控制阀7。一次提升气、二次提升气与灰渣在灰渣冷却器中进行分离，分离出的气体经压力控制阀调节压力后送入产品气系统；分离出的灰渣从冷却器的底部排出后进行存放。
[0025]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的设计和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。