[实用新型]基于化学链燃烧的干煤粉加压气流床气化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于化学链燃烧的干煤粉加压气流床气化装置，用于煤化工或者整体煤气化联合循环发电(IGCC)的气流床气化工艺。

背景技术

煤气化技术是未来洁净煤技术的核心，是发展煤基化工产品(合成氨、制甲醇、二甲醚等)、煤基多联产、先进的IGCC发电、大规模制氢、燃料电池等工业过程的基础，是实现污染物近零排放的煤基高效能源系统的核心技术和龙头技术。

气流床气化技术因煤种适应范围比较广、气化温度、压力高、易于大型化，成为煤气化技术发展的主流方向。国际上有代表性的气流床气化技术主要有以水煤浆为原料的GE(Texaco)气化技术、E-Gas气化技术，以干煤粉为原料的Shell气化技术、Prenflo气化技术及GSP气化技术。国内的气化技术有：多喷嘴对置式水煤浆和粉煤气化、多元料浆气化技术、HT-L气化技术、分级给氧熔渣-非熔渣气化技术、两段式粉煤气化技术等。

专利CN1637118介绍了一种多元料浆加压气化工艺，该工艺包括多元料浆制备、加压气化、粗煤气净化、灰渣排放和灰水处理五部分，该工艺具有原料适应性广泛、气化指标良好、工艺装置设备少、装置投资少、操作简便和环保的优点；专利CN101570699提供了一种固体燃料气化装置，通过多次降温、除杂和热量回收，提高了最终获得的合成气的纯净度，该装置不仅碳转化率高，而且余能余热回收效果好、水耗低、无污染。

专利CN1775920介绍了一种用于水煤浆或粉煤气化的多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉。气化室由壳体、工艺喷嘴室、工艺喷嘴、预热烧嘴室、预热烧嘴组成，壳体内衬耐火砖，而洗涤冷却室由激冷环、下降管、破泡条及下渣口组成。专利CN101003754介绍了一种气流床气化及其气化方法，包括以下构件：炉壳、炉胆、激冷环、水封槽、导流筒、折流筒、气化原料和气化剂入口、粗煤气出口以及出渣口。该实用新型不仅结构简单，节约建设费用，而且便于设备的检修和维护。

化学链燃烧(chemical looping combustion)是一种崭新的燃烧理念，燃料不直接与空气接触燃烧，而是以载氧体在两个反应器之间的循环交替反应来实现燃料的燃烧过程；载氧体在空气中进行氧化反应，然后与燃料进行还原反应，还原后的气相反应产物只有CO₂和H₂O(汽)，通过冷凝凝结出水，得到高纯CO₂。

专利CN102589147A介绍了一种化学链燃烧固体燃料的方法及其装置，气化反应器布置在空气反应器内部，煤与水蒸汽在气化反应器中气化，所需热量来自外围空气反应器放热；气化反应器内生成的合成气进入燃料反应器；载氧体NiO在燃料反应器与合成气反应，固体产物为低价态Ni，气体产物为水蒸汽与CO₂，冷凝分离出其中的水后，得到纯净的CO₂；低价态Ni进入空气反应器被空气重新氧化成高价态的NiO，释放出热量，载氧体NiO实现循环利用。

专利CN102183014A介绍了一种煤加压高密度循环流化床化学链燃烧分离CO₂的方法，煤颗粒和气化剂在加压高密度循环流化床燃料反应器内发生气化反应，气化产物与返回燃料反应器的载氧体发生燃烧反应，生成CO₂和H₂O；反应产生的烟气携带失氧载氧体和含碳煤灰，进入一级旋风分离器进行分离，分离下来的失氧载氧体在错流移动床空气反应器内与横向通过的空气相互接触反应获得再生，通过一级返料器返回燃料反应器继续参与燃烧反应；一级旋风分离器分离出烟气进一步进入二级旋风分离器分离，二次分离出的固体颗粒经二级返料器返回燃料反应器继续参与燃烧反应，分离出的气体经冷凝剔除H₂O后获得高纯度的CO₂。

但是集成化学链燃烧与气流床气化技术的实用新型目前较少，本实用新型利用化学链燃烧产生的比较纯净的CO₂和水蒸汽作为干煤粉加压气流床气化的气化剂和输送介质，提出了一种基于化学链燃烧的新型的干煤粉气流床气化工艺。

发明内容