[发明专利]循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置和方法

说明书

本发明提供了一种循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置和方法。循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置包括形成循环回路的气化炉(1)、分离装置和返料装置(3)，所述处理装置还包括熔融装置，所述熔融装置与分离装置连通，使得经分离装置处理的产物能够被供应给熔融装置，并且所述熔融装置还与气化炉(1)连通，使得经熔融装置处理的产物能够被供应给气化炉(1)。本发明的循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置和方法能够同时实现气化和飞灰的无害化处理。

技术领域

本发明涉及燃料气化和熔融技术领域，特别是涉及循环流化床气化技术和高温熔融技术，具体地，涉及一种循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置和方法。

背景技术

流化床煤气化技术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。流化床煤气化技术具有诸多优点：可利用0～l0mm的碎煤，不需筛分，加工成本低；气化强度大，可达到移动床的2-3倍；可使用空气气化，氧耗低；粗煤气出口温度高；产品煤气中几乎不含焦油和酚类等。

对于传统流化床煤气化炉，由于气化操作温度低，流化速度高，虽然大颗粒的未反应碳会通过循环再次参与反应，但由气流夹带出的飞灰中含碳量仍然可观，一般飞灰占总灰量的70％～80％，而飞灰中碳的质量分数占30％～50％，若不能有效利用飞灰中的碳，将导致系统的总碳利用率低；此外，由于气化飞灰灰量大且含碳量高，飞灰的利用处置也是一大难题。

而近年来发展起来的循环流化床煤气化炉带有高循环量的物料循环回路，流化速度大于传统流化床煤气化炉的流化速度，具有煤种适用性强、气固混合充分、气化反应速率高、反应器温度均匀、可通过添加石灰石实现炉内低成本脱硫等优点，具有更广泛的应用前景。然而该工艺同样面临着飞灰的利用和处置的问题。

中国专利申请CN107043641A公开了一种带飞灰回送的循环流化床煤气化方法及装置，在该申请中，将气化过程产生的飞灰送回到熔融装置中进行熔融处理，将熔融产生的高温气和高温熔渣送回到循环流化床煤气化炉的炉膛中，进而实现了飞灰的熔融处理，提高系统的碳转化率，降低对环境的污染。

为了解决循环流化床气化后飞灰的处理问题，现有技术提出了上述带飞灰熔融的循环流化床煤气化方法及装置，但是由于飞灰属于低挥发分燃料，现有技术的飞灰熔融炉都利用了一个预热装置针对飞灰进行预热后再进入熔融炉，这导致系统比较复杂，增加了系统的运行风险和建设成本。

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和飞灰熔融一体化处理装置和方法，其能够同时实现气化和飞灰的无害化处理。

本发明的目的还在于提供一种循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置和方法，其具有简化的飞灰熔融处理结构，使得整个系统更稳定，运行更简单。

本发明的目的还在于提供一种建设成本更低的循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置和方法。

为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：

一种循环流化床气化和飞灰熔融一体化处理装置，包括形成循环回路的气化炉、分离装置和返料装置，所述处理装置还包括熔融装置，所述熔融装置与分离装置连通，使得经分离装置处理的产物能够被供应给熔融装置，并且所述熔融装置还与气化炉连通，使得经熔融装置处理的产物能够被供应给气化炉。

根据本发明的一个优选实施例，所述熔融装置与气化炉的中部或上部连通。

根据本发明的一个优选实施例，所述熔融装置上设置有氧化剂入口。

根据本发明的一个优选实施例，所述熔融装置包括熔融炉烧嘴和熔融炉，熔融炉烧嘴与熔融炉相互连通，熔融炉烧嘴与分离装置连通，并且熔融炉与气化炉连通。