[发明专利]一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置

说明书

本发明属于节能减排及能源高效利用相关技术领域，其公开了一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，该返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构，该返料脱炭机构包括依次相连通的第一颗粒输送室、至少两个气化脱炭室及第一颗粒返料室，该第一颗粒输送室的顶部形成有入口，该入口用于连接燃料反应器的出口；该返料脱炭机构位于该气化脱炭室的位置形成有第一开口，该第一开口一端与该返料脱炭室相连通，另一端与该燃料反应器相连通；该第一颗粒返料室形成有溢流口，该溢流口与返料斜管相连通。本发明强化了未燃尽炭和物料的接触和传质过程；结构简单，简化了操作程序，提高了集成程度；提高了燃料转化效率及能源利用率。

技术领域

本发明属于节能减排及能源高效利用相关技术领域，更具体地，涉及一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置。

背景技术

现阶段，循环流化床作为反应器广泛应用于能源化工领域，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如采用双循环流化床技术的化学链燃烧。化学链燃烧(chemicallooping combustion,简称CLC)具有无烟无氧的特性，且具备燃烧化学能梯级利用、抑制NO_x生成、抑制有毒废气的生成和近零排放等优点，是实现节能减排和高效利用并且环境友好的重要革命性技术之一。化学链燃烧系统主要包空气反应器、燃料反应器、返料器和旋风分离器。针对固体燃料的化学链燃烧，由于固体燃料在燃料反应器内部通常转化不完全，因此常规设计方案是在燃料反应器出口处串联初级流动密封阀、脱炭器和次级流动密封阀来对未转化炭进行脱除和转化、固体氧载体的输运和两个反应器间气氛的隔绝，导致所述化学链燃烧系统的结构复杂，难以控制，体积较大，占用空间较多。相应地，本领域存在着发展一种系统集成度高且可柔性控制的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，其基于现有化学链燃烧系统的工作特点，研究及设计了一种可柔性控制且集成度高的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置。所述返料脱炭一体化装置通入所述气化脱炭室的气化气对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室；进入所述第一颗粒返料室的氧载体经所述溢流口进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送，同时具备脱碳及返料的功能，提高了结构紧凑度及载体利用率，柔性控制能力及性能较好。此外，所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体自上而下移动并自所述第一颗粒输送室的底部进入所述气化脱炭室，所述气化介质在所述第一颗粒返料室内自下向上移动，未转化炭的气化产物也因此由下向上移动，由此与由上向下移动的所述氧载体形成逆流移动床形式，强化了气固接触，提高了传热传质效率，提高了颗粒停留时间。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，所述返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构，所述返料脱炭机构包括依次相连通的第一颗粒输送室、至少两个气化脱炭室及第一颗粒返料室，所述第一颗粒输送室的顶部形成有入口，所述入口用于连接燃料反应器的出口；所述返料脱炭机构位于所述气化脱炭室的位置形成有第一开口，所述第一开口与所述返料脱炭室相连通；所述第一颗粒返料室形成有溢流口，所述溢流口与返料斜管相连通；

所述燃料反应器的燃烧产物经所述第一颗粒输送室的入口进入所述第一颗粒输送室，所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体在所述第一颗粒输送室内自上而下移动并自所述第一颗粒输送室的底部进入所述气化脱炭室；通入所述气化脱炭室的气化气用于对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室；进入所述第一颗粒返料室的氧载体经所述溢流口进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送。