專利名稱：一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流化床煤氣化的設(shè)備，特別是一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化的氣化設(shè)備。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)利用的重要途徑之一，但生物質(zhì)單獨(dú)氣化存在一些不足,首先時(shí)生物質(zhì)的供給受到季節(jié)的影響，單獨(dú)氣化的規(guī)模受到限制；其次是由于生物質(zhì)處理后形成的顆粒具有不規(guī)則性，在流化床氣化爐內(nèi)不易形成穩(wěn)定的料層，且由于氣化溫度較低，產(chǎn)生的氣體焦油含量大，不易穩(wěn)定運(yùn)行。生物質(zhì)、煤共氣化可彌補(bǔ)生物質(zhì)供給季節(jié)性缺陷，且可提高氣化溫度，促進(jìn)生物質(zhì)焦油進(jìn)一步分解。開(kāi)發(fā)低焦油產(chǎn)率、高氣化效率的氣化工藝是生物質(zhì)氣化的發(fā)展方向。現(xiàn)有的煤氣·化技術(shù)有待進(jìn)一步完善，以提高氣化效率。生物質(zhì)與煤共氣化不僅可以彌補(bǔ)生物質(zhì)和煤?jiǎn)为?dú)氣化時(shí)的某些缺陷，而且有利于煤炭資源的可持續(xù)利用，并可減少co2、so2、氮氧化物等污染物的排放量，對(duì)環(huán)境保護(hù)，節(jié)約化石能源具有重要意義，極具開(kāi)發(fā)前景。添加生物質(zhì)改善煤氣化過(guò)程中主要反應(yīng)的條件，又能成功的將焦油裂解，不僅可以提高生物質(zhì)和煤的利用效率，而且對(duì)燃?xì)獾暮罄m(xù)加工利用及環(huán)境保護(hù)極其有利。在本發(fā)明中，所述生物質(zhì)是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中除糧食、果實(shí)以外的秸桿、樹木等木質(zhì)纖維素(簡(jiǎn)稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的禽類糞便和廢棄物等物質(zhì)；所述煤料是低揮發(fā)分粉煤、粉焦或煤矸石。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的生物質(zhì)與煤共氣化設(shè)備大部分是使用現(xiàn)有的煤氣化裝置并向煤中添加生物質(zhì)。目前流化床氣化裝置可分為兩類
第一類是單流化床氣化裝置，如獲得的公告號(hào)為CN 201704294 U的一種“生物質(zhì)和煤復(fù)合氣化裝置”，氣化過(guò)程與燃燒過(guò)程一并同時(shí)進(jìn)行，即通過(guò)一個(gè)氣化爐完成燃料的燃燒氣化，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生物質(zhì)與煤混合完全，熱能利用率較高，但是生成合成氣中成分復(fù)雜，CO2氣體在產(chǎn)物中比例偏高，有效成分偏少；又如獲得的公開(kāi)號(hào)為CN 1557919A的“一種生物質(zhì)與煤混合流化床氣化方法及其裝置”，在供風(fēng)燃燒階段，向爐內(nèi)通入煤和空氣，使煤料在流化狀態(tài)下燃燒放出熱量；在供蒸汽氣化階段，向爐內(nèi)供入水蒸汽與生物質(zhì)，可以得到高熱值燃?xì)猓o(wú)焦油產(chǎn)生。該裝置采用供風(fēng)燃燒和供蒸汽氣化的間歇式操作，利用煤燃燒產(chǎn)生的高溫料層來(lái)氣化煤與生物質(zhì)，減小了熱損失，提高了燃?xì)鉄嶂?，避免了焦油的產(chǎn)生，卻降低了生產(chǎn)效率，增加了操作的復(fù)雜性。第二類是雙流化床氣化裝置，如公獲得的告號(hào)為CN 200958098Y的一種“固體燃料制備高濃度合成氣的雙流化床氣化-燃燒耦合裝置”，氣化過(guò)程和燃燒過(guò)程分別在兩個(gè)流化床中進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)分別控制，通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)使吸熱的氣化反應(yīng)和放熱的燃燒反應(yīng)在同一裝置完成，可以獲得高純度合成氣，實(shí)現(xiàn)了裝置的高度集成和能量合理協(xié)調(diào)，但由于燃燒過(guò)程與氣化過(guò)程的分離，熱量傳遞僅以流動(dòng)材料在燃燒爐和氣化爐間的循環(huán)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)，相對(duì)于一體進(jìn)行時(shí)的直接熱輻射或?qū)α鲹Q熱效率要低，而且獨(dú)立的氣化爐與燃燒爐均存在對(duì)外散熱，散熱面積大，系統(tǒng)熱損失大。申請(qǐng)人:已申請(qǐng)的公開(kāi)號(hào)為CN 1786123A的專利文獻(xiàn)“內(nèi)外循環(huán)煤氣化方法及裝置”，解決了上述問(wèn)題，其提出了一種煤的燃燒與氣化交替進(jìn)行、煤燃燒過(guò)程通過(guò)高溫物料循環(huán)以及內(nèi)、外筒的熱傳遞為煤的氣化提供熱源、實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)的復(fù)合循環(huán)的煤氣化方法及設(shè)備。但其原料與循環(huán)物料在慣性分離器中混合進(jìn)入氣化室，無(wú)法有效控制調(diào)節(jié)氣化室原料進(jìn)量與物料循環(huán)量，且上L閥處容易發(fā)生進(jìn)料堵塞；水蒸汽入口位于氣化室下部，送入燃燒室的循環(huán)物料氣化反應(yīng)不夠充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有生物質(zhì)與煤流化床共氣化的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步解決原料與循環(huán)物料在慣性分離器中混合進(jìn)入氣化室，未能有效控制調(diào)節(jié)氣化室原料進(jìn)量與物料循環(huán)量，且上L閥處進(jìn)料容易發(fā)生堵塞；水蒸汽入口位于氣化室下部，送入燃燒室的循環(huán)物料氣化反應(yīng)不夠充分，由此提供一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備。
·
為了實(shí)現(xiàn)其上述目的及解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其構(gòu)成在于
一流化床燃燒內(nèi)筒，其頂端套設(shè)有慣性分離器；其中上部外表面設(shè)置有內(nèi)筒套管延伸至底端；其外圍套設(shè)有流化床氣化外筒；流化床燃燒內(nèi)筒與流化床氣化外筒的底端依次連通設(shè)置有布風(fēng)板及鼓風(fēng)座，在鼓風(fēng)座側(cè)壁設(shè)置有至少兩個(gè)以上的壓縮空氣入口，落灰管和水封槽位于鼓風(fēng)座底端；
一流化床氣化外筒，其內(nèi)套設(shè)有流化床燃燒內(nèi)筒；其頂端連通有旋風(fēng)分離器II和環(huán)形進(jìn)料口，頂端內(nèi)連接有預(yù)加熱隔板延伸至流化床燃燒內(nèi)筒的中部；其中部設(shè)置有上L閥及其上L閥供氣口，以及連通有旋風(fēng)分離器I ;其底部連通設(shè)置有氣化蒸汽入口、燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口、下L閥供氣口以及旋風(fēng)分離器II和旋風(fēng)分離器I的進(jìn)口管。在上述的技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所附加的技術(shù)特征在于
所述流化床燃燒內(nèi)筒與流化床氣化外筒內(nèi)外筒徑比為1:2 4 ;
所述生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備高度Hd與流化床氣化外筒外徑比為5 15:1 ；
所述慣性分離器呈倒錐形設(shè)置，內(nèi)置有筒狀擋板，其倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角01=15° 75°，其水平投影直徑與燃燒內(nèi)筒直徑比為I. 5 3:1，其錐體垂直投影高度與錐頂沿中心線距燃燒內(nèi)筒高度比為I. 5 2:1 ;其擋板高度與錐體垂直投影高度比為2 3: I。所述預(yù)加熱隔板的外形呈筒狀結(jié)構(gòu)，與燃燒內(nèi)筒的直徑比為2. 5 3.5:1 ;其底部呈倒錐形并延伸至氣化外筒的下中部，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角為α2=15° 45。。所述內(nèi)筒套管的上部呈錐形，錐體母線與豎直方向的夾角為α3=15° 30° ;其下部呈倒錐形，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角為CI4=CI i=15° 45°，與預(yù)加熱隔板底部的倒錐形錐體母線與豎直方向夾角角度相等。所述氣化劑CO2入口設(shè)置于流化床氣化外筒的上部，至少設(shè)置兩個(gè)以上。所述氣化蒸汽入口設(shè)置于流化床氣化外筒的下部，至少設(shè)置兩個(gè)以上。所述環(huán)形進(jìn)料口設(shè)置于流化床氣化外筒的頂端，至少設(shè)置兩個(gè)以上；所述燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口設(shè)置于流化床氣化外筒的下部，連通至流化床燃燒內(nèi)筒的下部，至少設(shè)置兩個(gè)以上。所述壓縮空氣入口設(shè)置于鼓風(fēng)座的倒錐面，至少設(shè)置兩個(gè)以上。所述上L閥供氣口和下L閥供氣口是設(shè)置有至少兩個(gè)以上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，其優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于
以生物質(zhì)與粉煤或粉焦為原料，這不僅大大降低了成本，還為生物質(zhì)、粉煤利用開(kāi)辟了新途徑。設(shè)計(jì)有慣性分離器、上環(huán)室L閥、流化床氣化外筒、下環(huán)室L閥、流化床燃燒內(nèi)筒、水封槽等結(jié)構(gòu)，消除了升溫過(guò)程中煙塵和干餾揮發(fā)分的污染。
·
使用CO2、水蒸汽氣化劑，共氣化過(guò)程中產(chǎn)生交互促進(jìn)的作用，提高了合成氣的產(chǎn)率。通過(guò)改變氣化劑中CO2與水蒸汽的比例，可以得到4與CO體積分?jǐn)?shù)比值不同的合成氣。而且僅氣化煤中易氣化的部分，而難氣化的部分進(jìn)入流化床燃燒內(nèi)筒被燃燒(用空氣)，所耗氣化劑量較低。設(shè)有兩個(gè)氣化劑入口分別位于流化床氣化外筒的上部和下部，增強(qiáng)流化效果，氣化反應(yīng)充分進(jìn)行。 設(shè)有兩個(gè)進(jìn)料口分別進(jìn)入氣化外筒與燃燒內(nèi)筒，可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)料量控制反應(yīng)過(guò)程。采用新型慣性分離器，通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮空氣進(jìn)量和下L閥推動(dòng)氣進(jìn)量控制物料循環(huán)量，不受其它因素干擾，控制簡(jiǎn)單方便。在本發(fā)明中，流化床燃燒內(nèi)筒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)預(yù)加熱隔板和生物質(zhì)與煤料經(jīng)預(yù)處理的混料逆流換熱，煙氣排出溫度低，熱效率高。


圖I是本發(fā)明生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備的結(jié)構(gòu)A-A剖面圖。圖3是本發(fā)明生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備的結(jié)構(gòu)B-B剖面圖。圖4是本發(fā)明生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備的結(jié)構(gòu)C-C剖面圖。圖中1 :環(huán)形進(jìn)料口 ；2 :預(yù)加熱隔板；3 :氣化劑CO2入口 ；4 :慣性分離器；5 :內(nèi)筒套管；6 :上L閥供氣口 ；7 :上L閥；8 :流化床燃燒內(nèi)筒；9 :流化床氣化外筒；10 :氣化蒸汽入口 ；11 :燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口 ；12 :布風(fēng)板；13 :鼓風(fēng)座；14 :煙氣出口 ；15 :旋風(fēng)分離器II ；16 合成氣出口 ；17 :旋風(fēng)分離器I ;18 :下L閥供氣口 ；19 :壓縮空氣入口 ；20 :落灰管；21 :水封槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施本發(fā)明一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，包括慣性分離器4、流化床燃燒內(nèi)筒8、流化床氣化外筒9、旋風(fēng)分離器II 15、旋風(fēng)分離器I 17、壓縮空氣入口 19和水封槽21。其設(shè)備構(gòu)成如下設(shè)置一個(gè)流化床燃燒內(nèi)筒8，其外套設(shè)有流化床氣化外筒9，頂部連接有內(nèi)筒套管5和慣性分離器4，下部連通燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口 11，底部設(shè)有布風(fēng)板12、鼓風(fēng)座13、壓縮空氣入口19、落灰管20以及水封槽21 ；
設(shè)置一個(gè)流化床氣化外筒9，其內(nèi)套設(shè)有流化床燃燒內(nèi)筒8、預(yù)加熱隔板2，頂部設(shè)有環(huán)形進(jìn)料口 I、連通有旋風(fēng)分離器II 15、慣性分離器4，上部設(shè)有氣化劑CO2入口 3、上L閥供氣口 6及上L閥7，下部設(shè)有氣化蒸汽入口 10、燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口 11、下L閥供氣口 18，下部連通有旋風(fēng)分離器I 17，底部設(shè)有布風(fēng)板12、鼓風(fēng)座13、壓縮空氣入口 19、落灰管20以及水封槽21 ；
設(shè)置一個(gè)慣性分離器4，下部連通有流化床燃燒內(nèi)筒8，上部連通流化床氣化外筒9、旋風(fēng)分離器II 15，外套設(shè)有預(yù)加熱隔板2 ；
設(shè)置一個(gè)旋風(fēng)分離器II 15，其一側(cè)上部連通流化床氣化外筒9煙氣出口管，頂部設(shè)有煙氣出口 14，底部通過(guò)回料管連通旋風(fēng)分離器I 17;·
設(shè)置一個(gè)旋風(fēng)分離器I 17，其一側(cè)上部連通流化床氣化外筒9合成氣出口管，頂部設(shè)有合成氣出口 16，底部通過(guò)回料管連通旋風(fēng)分離器II 15與流化床氣化外筒9。流化床燃燒內(nèi)筒8與流化床氣化外筒9內(nèi)外筒徑比為1:2 4 ;生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備總高度Hd與流化床氣化外筒9外徑比為5 15: I。慣性分離器4呈倒錐形布置，設(shè)有筒狀擋板，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角αι=15° 75° ;慣性分離器4水平投影直徑與燃燒內(nèi)筒8直徑比為I. 5 3:1 ;慣性分離器4錐體垂直投影高度與錐頂沿中心線距燃燒內(nèi)筒8高度比為I. 5 2:1 ;慣性分離器4擋板高度與錐體垂直投影高度比為2 3:1 ;燃燒內(nèi)筒8中燃燒上升氣流進(jìn)入慣性分離器4，經(jīng)慣性分離的煤焦沿預(yù)加熱隔板2與內(nèi)筒套管5下落進(jìn)入氣化外筒9，分離出的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)預(yù)加熱隔板2與環(huán)形進(jìn)料口 I進(jìn)入的生物質(zhì)與煤經(jīng)預(yù)處理的混料逆流換熱加熱物料，沿預(yù)加熱隔板2與慣性分離器4擋板上升進(jìn)入煙氣出口管道，經(jīng)旋風(fēng)分離器II 15通過(guò)煙氣出口 14排出。預(yù)加熱隔板2，其外形呈筒狀，與燃燒內(nèi)筒8直徑比為2. 5^3. 5:1 ;底部呈倒錐形伸入氣化外筒9下部，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角α2=15° 45° ;預(yù)加熱隔板2將環(huán)形進(jìn)料口 I進(jìn)入的原料與慣性分離器4中分離出的循環(huán)物料分隔開(kāi)，進(jìn)入氣化外筒9下部的原料量由上L閥供氣口 6進(jìn)入的推動(dòng)氣進(jìn)量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，慣性分離器4中的循環(huán)物料量由經(jīng)壓縮空氣入口 19進(jìn)入燃燒內(nèi)筒8的壓縮空氣與下L閥推動(dòng)氣進(jìn)量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，進(jìn)一步解決了原料與循環(huán)物料在慣性分離器中混合進(jìn)入氣化室的問(wèn)題，有效控制調(diào)節(jié)了氣化室原料進(jìn)量與物料循環(huán)量，避免了上L閥的進(jìn)料堵塞的問(wèn)題。內(nèi)筒套管5，其上部呈錐形，錐體母線與豎直方向的夾角為α3=15° 30°;其下部呈倒錐形，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角α4=α1=15° 45°，與預(yù)加熱隔板2底部倒錐形錐體母線與豎直方向夾角角度相等。氣化劑CO2入口 3設(shè)置于流化床氣化外筒9的上部，至少設(shè)置兩個(gè)以上，進(jìn)一步設(shè)置為2 3個(gè)；氣化蒸汽入口 10設(shè)置于流化床氣化外筒9的下部，至少設(shè)置兩個(gè)以上，進(jìn)一步設(shè)置為2 3個(gè)；氣化劑CO2入口 3與氣化蒸汽入口 10分別位于流化床氣化外筒的上部和下部，能夠增強(qiáng)流化效果，使氣化反應(yīng)充分進(jìn)行。環(huán)形進(jìn)料口 I設(shè)置于流化床氣化外筒9的頂端，至少設(shè)置兩個(gè)以上，進(jìn)一步設(shè)置為41個(gè)；燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口 11設(shè)置于流化床氣化外筒9的下部，連通至流化床燃燒內(nèi)筒8的下部，至少設(shè)置兩個(gè)以上，進(jìn)一步設(shè)置為2 3個(gè)；可分別調(diào)節(jié)環(huán)形進(jìn)料口 I與燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口 11的進(jìn)料量控制反應(yīng)過(guò)程。壓縮空氣入口 19設(shè)置于鼓風(fēng)座13的倒錐面，至少設(shè)置兩個(gè)以上，進(jìn)一步設(shè)置為4 8個(gè)。上L閥供氣口 6和下L閥供氣口 18是設(shè)置有至少兩個(gè)以上，進(jìn)一步設(shè)置為4 8個(gè)。基于本發(fā)明上述的一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法如下
步驟一，原料預(yù)處理。在本發(fā)明方法中，所述原料是根據(jù)農(nóng)村的生活環(huán)境，將農(nóng)林作物除果實(shí)以外的秸桿等，以及所及含有木質(zhì)素的葉、莖、桿等，并將所及的生物質(zhì)粉碎為小于5mm的粒料；再將包括低揮發(fā)分的粉煤、粉焦或煤砰石等煤料粉碎為O. I 2_的粒料,按·生物質(zhì)粒料與煤粒料的質(zhì)量比為O. 25 I :1的比例進(jìn)行混合均勻，構(gòu)成生物質(zhì)煤混料，備用；
步驟二，在流化床氣化外筒9中進(jìn)行氣化。將生物質(zhì)煤混料通過(guò)環(huán)形進(jìn)料口 I經(jīng)預(yù)加熱隔板2加入上L閥7中，經(jīng)過(guò)預(yù)加熱隔板2預(yù)熱溫度由20 30°C升高為400 500°C，再由上L閥供氣口 6進(jìn)入的推動(dòng)氣將其推入流化床氣化外筒9中，通過(guò)氣化劑CO2入口 3與氣化蒸汽入口 10加入氣化劑進(jìn)行氣化，氣化劑為按質(zhì)量比為2 3的CO2與過(guò)熱水蒸汽，氣化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通過(guò)旋風(fēng)分離器I 17進(jìn)行氣固分離后經(jīng)合成氣出口 16輸出，可通過(guò)改變氣化劑中CO2與水蒸汽的比例，得到H2與CO體積分?jǐn)?shù)比值不同的合成氣；
步驟三，在流化床燃燒內(nèi)筒8中進(jìn)行氣化。將生物質(zhì)煤混料通過(guò)燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口 11直接加入燃燒內(nèi)筒8中；流化床氣化外筒9中未氣化反應(yīng)的煤焦，由氣化外筒9下部的下L閥供氣口 18進(jìn)入的推動(dòng)氣推入流化床燃燒內(nèi)筒8中；直接加入燃燒內(nèi)筒8的生物質(zhì)煤混料由氣化外筒9進(jìn)入燃燒內(nèi)筒8的未氣化反應(yīng)的煤焦與由壓縮空氣入口 19進(jìn)入燃燒內(nèi)筒8的壓縮空氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，后由壓縮空氣推動(dòng)氣流沿燃燒內(nèi)筒8上升，部分煤焦隨燃燒氣流進(jìn)入慣性分離器4，經(jīng)慣性分離出的煤焦沿預(yù)加熱隔板2與內(nèi)筒套管5下落進(jìn)入氣化外筒9中進(jìn)行循環(huán)氣化，循環(huán)過(guò)程中高溫循環(huán)物料為氣化反應(yīng)提供熱量，物料循環(huán)量通過(guò)壓縮空氣入口 19的壓縮空氣進(jìn)量和下L閥供氣口 18的下L閥推動(dòng)氣進(jìn)量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)；在流化床燃燒內(nèi)筒8中燃燒煤焦產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)預(yù)加熱隔板2與生物質(zhì)煤混料逆流換熱加熱物料，后通過(guò)旋風(fēng)分離器II 15由煙氣出口 14排出，降低煙氣出口溫度的同時(shí)預(yù)熱了生物質(zhì)煤混料，流化床燃燒內(nèi)筒8中燃燒產(chǎn)生的灰渣由底部落灰管20排出；
步驟四，是經(jīng)旋風(fēng)分離器II 15和旋風(fēng)分離器I 17排出的飛灰沿回料管進(jìn)入流化床氣化外筒9中；水封槽21實(shí)現(xiàn)燃燒內(nèi)筒8與環(huán)境的隔離，消除了升溫過(guò)程中煙塵和干餾揮發(fā)分的污染，壓縮空氣由鼓風(fēng)座13進(jìn)入布風(fēng)板12實(shí)現(xiàn)燃燒內(nèi)筒8內(nèi)物料的流化提升燃燒。其中，床層溫度根據(jù)壓縮空氣量、氣化劑量和生物質(zhì)量/煤量的比值參數(shù)調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到預(yù)期溫度，這些參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍為壓縮空氣量/煤和生物質(zhì)混料總量的比值為I 2. 5m3空氣/kg混料，氣化劑總量/煤和生物質(zhì)混料總量的比值為O. I O. 5Kg氣化劑/kg混料，生物質(zhì)料量/煤料量的比值為O. 25 I :1。此時(shí)流化床氣化外筒8中氣化溫度維持在700 900°C，流化床燃燒內(nèi)筒9中氣化溫度維持在900 1100°C，可獲得較好的氣化效果，氣化效率高。
其中，物料循環(huán)量根據(jù)壓縮空氣入口速度、上下L閥推動(dòng)氣速度、氣化劑入口速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這些參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍為壓縮空氣入口 19進(jìn)氣速度為I 5m/s，上L閥供氣口 6與下L閥供氣口 18進(jìn)入推動(dòng)氣速度為O. 06 I. 2m/s，氣化劑CO2入口 3與氣化蒸汽入口10進(jìn)氣速度為O. 8 2. Om/s。此時(shí)流化床內(nèi)外筒間有足夠穩(wěn)定的物料循環(huán)量可以保證有足夠連續(xù)的熱量供氣化吸熱，且可達(dá)到較好的流化效果，避免物料堆積堵塞?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其特征在于 一流化床燃燒內(nèi)筒(8)，其頂端套設(shè)有慣性分離器(4);其中上部外表面設(shè)置有內(nèi)筒套管(5)延伸至底端；其外圍套設(shè)有流化床氣化外筒(9);流化床燃燒內(nèi)筒(8)與流化床氣化外筒(9)的底端依次連通設(shè)置有布風(fēng)板(12)及鼓風(fēng)座(13)，在鼓風(fēng)座(13)側(cè)壁設(shè)置有至少兩個(gè)以上的壓縮空氣入口(19)，落灰管(20)和水封槽(21)位于鼓風(fēng)座(13)底端； 一流化床氣化外筒(9 )，其內(nèi)套設(shè)有流化床燃燒內(nèi)筒(8 );其頂端連通有旋風(fēng)分離器II(15)和環(huán)形進(jìn)料口(1)，頂端內(nèi)連接有預(yù)加熱隔板(2)延伸至流化床燃燒內(nèi)筒(8)的中部；其中部設(shè)置有上L閥(7)及其上L閥供氣口(6)，以及連通有旋風(fēng)分離器I (17);其底部連通設(shè)置有氣化蒸汽入口(10)、燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口(11)、下L閥供氣口(18)以及旋風(fēng)分離器II(15)和旋風(fēng)分離器I (17)的進(jìn)口管。
2.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述流化床燃燒內(nèi)筒(8)與流化床氣化外筒(9)內(nèi)外筒徑比為1:2 4。
3.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述生物質(zhì)與煤流化床共氣化設(shè)備高度Hd與流化床氣化外筒(9)外徑比為5 15: I。
4.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述慣性分離器(4)呈倒錐形設(shè)置，內(nèi)置有筒狀擋板，其倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角ai=15° 75°，其水平投影直徑與流化床燃燒內(nèi)筒(8)直徑比為I. 5 3:1，其錐體垂直投影高度與錐頂沿中心線距流化床燃燒內(nèi)筒(8)高度比為I. 5 2:1 ;其擋板高度與錐體垂直投影高度比為2 3:I。
5.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述預(yù)加熱隔板(2)的外形呈筒狀結(jié)構(gòu)，與流化床燃燒內(nèi)筒(8)的直徑比為2. 5^3. 5:1 ;其底部呈倒錐形并延伸至氣化外筒(9)的下中部，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角為a 2=15° 45°。
6.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述內(nèi)筒套管(5)的上部呈錐形，錐體母線與豎直方向的夾角為a 3=15° 30° ;其下部呈倒錐形，倒錐形錐體母線與豎直方向的夾角為a4=ai=15° 45°，與預(yù)加熱隔板(2)底部的倒錐形錐體母線與豎直方向夾角角度相等。
7.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述氣化劑CO2入口(3)設(shè)置于流化床氣化外筒(9)的上部，至少設(shè)置兩個(gè)以上，所述氣化蒸汽入口(10)設(shè)置于流化床氣化外筒(9)的下部，至少設(shè)置兩個(gè)以上。
8.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述環(huán)形進(jìn)料口(I)設(shè)置于流化床氣化外筒(9)的頂端，至少設(shè)置兩個(gè)以上；所述燃燒內(nèi)筒進(jìn)料口(11)設(shè)置于流化床氣化外筒(9)的下部，連通至流化床燃燒內(nèi)筒(8)的下部，至少設(shè)置兩個(gè)以上。
9.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述壓縮空氣入口(19)設(shè)置于鼓風(fēng)座(13)的倒錐面，至少設(shè)置兩個(gè)以上。
10.如權(quán)利要求I所述的用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，其所述上L閥供氣口(6)和下L閥供氣口(18)是設(shè)置有至少兩個(gè)以上。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于生物質(zhì)與煤流化床共氣化方法的設(shè)備，包括內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)的流化床燃燒內(nèi)筒和流化床氣化外筒，以及配套的氣固分離系統(tǒng)和回料系統(tǒng)，其中，設(shè)有兩個(gè)氣化劑入口分別位于流化床氣化外筒的上下部，以增強(qiáng)流化效果，使得氣化反應(yīng)充分進(jìn)行，同時(shí)通過(guò)改變氣化劑中CO2與水蒸汽的比例得到H2與CO體積分?jǐn)?shù)比值不同的合成氣；設(shè)有兩個(gè)進(jìn)料口分別進(jìn)入氣化外筒與燃燒內(nèi)筒，可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)料量控制反應(yīng)過(guò)程；采用慣性分離器，通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮空氣進(jìn)量和下L閥推動(dòng)氣進(jìn)量控制物料循環(huán)量，不受其它因素干擾。該氣化設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，熱效率高，控制簡(jiǎn)單方便，具有極強(qiáng)的靈活性。
文檔編號(hào)C10J3/56GK102786989SQ20121028816
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者李巖, 李紅格, 楊巨生, 謝克昌, 郭建明, 金燕 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)