[发明专利]循环流化床气化方法

说明书

本发明公开了一种循环流化床气化方法，解决了现有方法存在设备投资和运行成本高、气化反应强度和碳转化率有待提高的问题。技术方案包括将原料煤和流化气一起经进料口送入循环流化床气化炉中，在炉底与气化剂进行反应，反应后的粗合成气由循环流化床气化炉顶部排出，所述流化气中至少含有20v％以上来自后续工序的、经洗涤后的粗合成气；所述气化剂中至少含有50v％以上的来自后续工序脱除的二氧化碳气体。本发明工艺流程简单、系统运行成本和投资成本低、除尘效率高、粗煤气中惰性气体含量低、合成气中有效气含量高，适应性好。

技术领域

本发明涉及煤气化领域，具体的说是一种循环流化床气化方法。

背景技术

目前，循环流化床由于较高的原料循环倍率，较高的传热、传质速率，已广泛应用于煤制燃气领域。目前循环流化床气化工艺一般都是采用空气或空气加蒸汽作为煤粉的气化剂，以氮气或空气作为流化气和原料煤一起送入流化床中，采用空气作为流化气或气化剂时，存在以下问题，一方面空气中含氮，会导致气化炉出口粗煤气中氮气含量高达50％，对于不需要氮气的后续产品而言，后续工序中脱除合成气中的氮气需要消耗很大的能量，因此大大限制了循环流化床技术在合成化学品领域的应用；另一方面，空气作为气化剂和流化气时，空气中含有的大量氮气为惰性气体，在气化炉中不参与反应，也降低了气化反应强度和碳转化率。

另一方面，对于反应生成的粗合成气的除尘，通常采用旋风旋风分离器结合传统的布袋除尘器的除尘工艺，受限于操作温度要求(一般要求150～210℃)及合成气中的水含量要求，在布袋除尘器之前只能采用水冷器间接换热以免合成气中的饱和水在布袋中冷凝堵塞布袋，导致在下游变换工段需要补充大量水蒸汽；同时由于布袋除尘效率相对高温陶瓷或金属过滤器而言偏低，导致送下游的合成气中尘含量通常高于50mg/Nm³，进而给下游工段造成危害。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺流程简单、系统运行成本和投资成本低、除尘效率高、粗煤气中惰性气体含量低、合成气中有效气含量高，适应性好的循环流化床气化方法。

技术方案包括将原料煤和流化气一起经进料口送入循环流化床气化炉中，在炉底与气化剂进行反应，反应后的粗合成气由循环流化床气化炉顶部排出，所述流化气中至少含有20v％以上来自后续工序、经洗涤后的粗合成气；所述气化剂中至少含有50v％以上的来自后续工序脱除的二氧化碳气体。

所述流化气由粗合成气和二氧化碳气体组成；所述气化剂由二氧化碳气体和蒸汽组成。

所述流化气由20v％-60v％粗合成气和40v％-80v％二氧化碳气体组成；所述气化剂由50v％-80v％二氧化碳气体和20v％-50v％蒸汽组成。

控制循环流化床气化炉顶部粗合成气中的氮气含量在3v％以下。

所述循环流化床气化炉顶部排出的粗合气经高温旋风分离器进行气固分离，分离出的固体颗粒经返料器回送循环流化床气化炉，分离出的粗合成气先经气化剂预热器与二氧化碳气体间接换热，再经蒸汽过热器、余热锅炉副产蒸气、回收热能，再经省煤器进一步回收热能，再经旋风除尘器除尘、最后经高温过滤器过滤、饱和热水洗涤塔洗涤后得到粗合成气。

所述饱和热水洗涤塔洗涤后得到的粗合成气分成两股，一股作为流化气和原料煤一起送入进料口，另一股送入下游工序；在气化剂预热器中与粗合成气换热后的二氧化碳气体分成两股一股作为流化气和原料煤一起送入进料口，另一股作为气化剂由循环流化床气化炉底部或下部送入气化炉。

从所述余热锅炉的汽包中引出部分蒸汽作为气化剂由循环流化床气化炉底部或下部送入气化炉中。

针对背景技术中存在的问题，发明人进行如下改进：