[发明专利]煤气化方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤气化方法和装置，属于煤气化技术领域。

背景技术

煤气化技术是指将煤与气化剂在循环流化床中反应，从而制取粗煤气，再将粗煤气净化得到干净煤气的过程。

目前，使用循环流化床气化炉生产煤气的方法如图1所示，过热蒸汽与空气或过热蒸汽与氧气混合气化剂从气化剂管道4进入循环流化床气化炉9，粉煤从给煤口22进入循环流化床气化炉9下部的密相区23，之后迅速被大量高温气化剂包围，着火燃烧，并在上升烟气流的作用下向气化炉的上部运动。粗大粒子进入气化炉的上部稀相区26（悬浮区域）后在重力作用下贴壁向下流动，气固混合物从气化炉上部离开炉膛后进入气固分离器7。经过气固分离器7后，大量固体粉煤被分离出来经返料管道5回送炉膛，进行循环燃烧，未被分离出来的粉煤随烟气进入尾部烟道，经除尘器6过滤后得到煤气12。粉煤燃烧后的固态渣从气化炉下部的固态排渣口排出。

但是，上述使用方法采用固态排渣，由于气化操作温度低于煤的灰熔点，固态渣中含碳量较高；而且生产的煤气中夹带飞灰量较大。

发明内容

本发明提供一种煤气化方法和装置，克服了现有使用循环流化床进行煤气化的产品中飞灰量大、含碳量高的问题，并且大大降低了渣的含碳量，从而达到煤炭有效利用的目的。

本发明提供一种煤气化方法，包括以下步骤，

将粉煤和气化剂送入循环流化床气化炉进行反应；

使所述反应生成的气化炉烟气经第一气固分离器分离出返料粉煤和带粉煤气流，并将所述返料粉煤循环回所述循环流化床气化炉继续反应，将所述带粉煤气流经第二气固分离器分离出煤气和含碳飞灰；

将所述含碳飞灰送入热风炉，使其在高于1300℃燃烧，将产生的热风炉烟气返回所述循环流化床气化炉中参加反应，而燃烧产生的液态渣经冷却后排出。

进一步地，将所述含碳飞灰送入热风炉，并使热风炉内氧气与含碳飞灰的质量比为1.4-2.0。

进一步地，将所述含碳飞灰送入热风炉，使其在1300-1400℃燃烧。

进一步地，将所述热风炉烟气返回所述循环流化床气化炉的稀相区中进行反应。

进一步地，将所述液态渣通过水封渣池冷却后排出。

进一步地，使所述带粉煤气流先进入余热回收设备作为热介质经换热后再进入第二气固分离器。

进一步地，所述余热回收设备中的冷介质为水和空气，或者水和氧气。

本发明还提供一种用于上述方法的煤气化装置，所述煤气化装置包括循环流化床气化炉、第一气固分离器、第二气固分离器和热风炉；其中，

所述循环流化床气化炉设有给煤口、气化剂入口、气化炉烟气出口、返料口和二次风入口；所述气化炉烟气出口与所述第一气固分离器的进口连接；

所述第一气固分离器的固体出口与循环流化床气化炉的返料口连接，气体出口与所述第二气固分离器的进口连接；

所述第二气固分离器的气体出口连接产品收集装置，固体出口连接所述热风炉的进口；

所述热风炉还设有排渣口和热风炉烟气出口，所述热风炉烟气出口与所述循环流化床气化炉的二次风入口连接。

进一步地，还包括余热回收装置，其热介质进口与所述第一气固分离器的气体出口相连，热介质出口与所述第二气固分离器的进口相连；冷介质出口与所述循环流化床气化炉的气化剂入口相连。

进一步地，还包括水封渣池，所述水封渣池的上部设有液态渣进口并与热风炉的液态渣排放口相连，所述水封渣池的下部设有能控制启闭的液态渣出口。

本发明技术方案的实施，至少具有以下优势：

1、本发明的煤气化方法将气化过程中产生的含碳飞灰进行有效的回收利用，大大降低了渣料中的含碳量。

2、本发明的煤气化方法将含碳飞灰燃烧产生的热风炉烟气重新返回循环流化床气化炉中反应，不仅提高了煤气化原料的利用率，而且降低了处理含碳飞灰的设备投资费用和运行费用。

3、本发明的煤气化方法同时提高了循环流化床气化炉的煤气产能和热值，从而达到煤炭综合利用的目的。

4、本发明的煤气化方法有效减小了循环流化床气化炉煤气化产品中的飞灰含量。

附图说明

图1为现有技术中的煤气化方法使用的装置示意图。

图2为本发明的一个实施例中提供的煤气化方法使用的装置示意图。

图3为本发明的另一实施例中提供的煤气化方法使用的装置示意图。

附图标记说明

1-余热回收设备         2-水进口          3-空气或氧气进口