本實(shí)用新型涉及煤化工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,特別涉及一種聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)庋b置。
背景技術(shù):
煤化工以煤為原料,經(jīng)物理加工制備固體燃料、經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料、液體燃料、焦炭以及化學(xué)品,包括了煤的氣化、液化、焦化等利用路線。煤熱解是煤加工轉(zhuǎn)化,如氣化、液化、焦化等工藝極為重要的中間過程,在絕氧或缺氧條件下可實(shí)現(xiàn)煤的部分氣化和液化,制得煤氣和焦油。
煤氣化主要分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。流化床煤氣化技術(shù)因其大規(guī)模、高效、煤種適應(yīng)性強(qiáng)成為氣化技術(shù)發(fā)展的主要方向,流化床氣化爐高溫合成氣的顯熱回收是氣化技術(shù)的難題之一,出氣化爐高溫合成氣溫度在1000℃以上,合成氣高溫顯熱回收方式主要有廢熱鍋爐、水激冷和化學(xué)熱回收。化學(xué)熱回收可通過煤的熱解吸收能量來回收出氣化爐一段高溫合成氣的顯熱。流化床氣化爐可采用固態(tài)排渣和液態(tài)排渣兩種方式,固態(tài)排渣碳轉(zhuǎn)化率較低、所需排渣系統(tǒng)及操作成本高;液態(tài)排渣可減少灰渣中碳含量,但所需能耗高,系統(tǒng)熱能利用效率低。申請人經(jīng)過全面的檢索及深入的研究,現(xiàn)有技術(shù)尚未提供一種易于大型化生產(chǎn)、運(yùn)行穩(wěn)定、煤炭轉(zhuǎn)化率高、合成氣顯熱回收高效、系統(tǒng)熱效能高、燃?xì)夂沟?、灰塵少的煤炭氣化干餾聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中煤炭熱轉(zhuǎn)化效率低、燃?xì)夂购瑝m量高、燃?xì)怙@熱利用不合理、系統(tǒng)熱效能低、設(shè)備易于結(jié)渣、無法用同一套系統(tǒng)適用于煤炭的催化轉(zhuǎn)化及非催化轉(zhuǎn)化制備燃?xì)獾募夹g(shù)問題,有必要設(shè)計(jì)出能解決上述問題的煤炭氣化干餾聯(lián)產(chǎn)裝置及方法。
本實(shí)用新型的所提供的一種聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)庋b置,包括煤氣化系統(tǒng)(1)和煤干餾系統(tǒng)(2)。其中,所述煤氣化系統(tǒng)(1)包括:流化床氣化爐(3)、旋風(fēng)分離器(4)、爐渣收集裝置(5)和氣化劑供應(yīng)系統(tǒng);所述流化床氣化爐(3)包括爐體(6)和外殼(10),爐體(6)內(nèi)下部設(shè)置錐形分布板(7), 錐形分布板(7)上方設(shè)置的煤料入口(8)以及灰焦入口(9);所述氣化爐(3)上部設(shè)置貫穿所述爐體(6)和外殼(10)的合成氣出口(11),爐膛(6)和外殼(10)形成的環(huán)形空腔,所述環(huán)形空腔內(nèi)設(shè)置微波加熱裝置(12),所述微波加熱裝置(12)設(shè)置在錐形分布板(7)與合成氣出口(11)之間;錐形分布板(7)中部開設(shè)排渣口(13),排渣口(13)通過排渣管(14)與爐渣收集裝置(5)連通;錐形分布板(7)下方與外殼(10)下封頭之間形成氣室(15),氣化劑進(jìn)氣管(16)貫穿所述外殼(10)和爐體(6)設(shè)置。所述煤干餾系統(tǒng)(2)包括流化床干餾爐(2-1)、氣固分離器(2-2)和合成氣煤氣處理器(2-3);所述流化床干餾爐(2-1)包括第一爐體(2-4)、第一爐體(2-4)內(nèi)下部設(shè)置第一錐形分布板(2-5)、第一錐形分布板(2-5)上方設(shè)置的第一煤料入口(2-6);第一錐形分布板(2-5)中部開設(shè)排焦口(2-7),排焦口(2-7)通過第一排焦管(2-8)與所述灰焦入口(9)連通;第一錐形分布板(2-5)下方與第一爐體(2-4)內(nèi)壁之間形成流化氣體分布室(2-9);貫穿第一爐體(2-4)外壁上設(shè)置與所述流化氣體分布室(2-9)連通的流化氣體進(jìn)風(fēng)管(2-10);所述氣固分離器(2-2)內(nèi)置于所述流化床干餾爐(2-1)的頂部,所述氣固分離器(2-2)氣體出口通過管道與合成氣煤氣處理器(2-3)進(jìn)氣口連通;合成氣煤氣處理器(2-3)頂部設(shè)置多個(gè)第一等離子炬(2-11),合成氣煤氣處理器(2-3)氣體出口通過第一燃?xì)夤艿酪来芜B接鍋爐(2-12)和氣體緩沖存儲罐(2-13)。所述旋風(fēng)分離器(4)進(jìn)氣口和出氣口分別與所述合成氣出口管道(11)和所述流化氣體進(jìn)風(fēng)管(2-10)連通;所述旋風(fēng)分離器(4)固體排料口與所述灰焦入口(9)連通。
優(yōu)選地,所述氣固分離器(2-2)包括相互連通離心除塵器和過濾元件。更優(yōu)選地,過濾元件(2-13)為陶瓷多孔材料或鐵鋁金屬燒結(jié)多孔材料。
優(yōu)選地,所述流化床氣化爐(3)的排渣管(14)上還設(shè)有兩根對稱分布的第二等離子炬(17),且第二等離子炬(17)與排渣管(14)軸線成30-60度角開口斜向上設(shè)置。更優(yōu)選地,第二等離子炬(17)與所述排渣管(14)軸線成45度角開口斜向上設(shè)置。
優(yōu)選地,所述合成氣煤氣處理器(2-3)上方設(shè)置多個(gè)第一等離子炬(2-11)的數(shù)量為3-5支,且成圓周對稱布置。更優(yōu)選地,所述第一等離子炬(2-11)的數(shù)量為4支,所述第一等離子炬(2-11)與所述合成氣煤氣處理器(2-3)豎直方向 軸線成45度角開口斜向下設(shè)置。
優(yōu)選地、所述流化床氣化爐(3)的氣化劑進(jìn)氣管(16)的數(shù)量為4-10根且為偶數(shù),所述多根氣化劑進(jìn)氣管(16)成圓周對稱分布,所述氣化劑進(jìn)氣管(16)為套管形式,中心內(nèi)管用于通過含氧氣體,內(nèi)管與外管之間的環(huán)隙通入不含氧氣的水蒸汽或者還原性氣體例如干餾燃?xì)?。更?yōu)選地,貫穿所述錐形分布板(7)設(shè)置2-5個(gè)噴嘴(19),所述噴嘴(19)位于同一圓周上且均勻設(shè)置。所述噴嘴(19)為套筒結(jié)構(gòu),所述噴嘴(19)的中心內(nèi)管用于通過含氧氣體,中心內(nèi)管與外管之間的環(huán)隙通入不含氧氣的水蒸汽;所述噴嘴(19)中心內(nèi)管前端面與其外管前端面間的距離L為20-35mm,即貫穿所述錐形分布板(7)伸入氣化爐爐腔內(nèi)的所述噴嘴(19)的中心內(nèi)管前端面長于其外管前端面;所述噴嘴(19)通過連接構(gòu)件例如法蘭與所述氣化劑進(jìn)氣管(16)間隔地連接。具體他,例如當(dāng)氣化劑進(jìn)氣管(16)的數(shù)量為4根時(shí),所述噴嘴(19)的數(shù)量為2根,第一個(gè)噴嘴、第二個(gè)噴嘴分別連接于第一根氣化劑進(jìn)氣管和第三根氣化劑進(jìn)氣管,第二根氣化劑進(jìn)氣管和第四根氣化劑進(jìn)氣管送入的氣化劑進(jìn)入所述氣室(15),所述氣室(15)內(nèi)的氣化劑通過所述錐形分布板(7)上的小孔進(jìn)入爐體(6)爐膛內(nèi)。以此類推。
優(yōu)選地、所述流化床干餾爐(2-1)的流化氣體進(jìn)風(fēng)管(2-10)的數(shù)量為4-10根且為偶數(shù),所述流化氣體進(jìn)風(fēng)管(2-10)成圓周對稱分布。更優(yōu)選地,貫穿所述第一錐形分布板(2-5)設(shè)置2-5個(gè)第一噴管(2-14),所述第一噴管(2-14)位于同一圓周上且均勻設(shè)置。
優(yōu)選地,所述爐渣收集裝置(5)為套筒結(jié)構(gòu),其由內(nèi)筒、中筒和外筒組成,內(nèi)筒與中筒之間的環(huán)隙流通蒸汽,外筒與中筒之間的環(huán)隙流通氧氣。
用于所述流化床氣化爐(3)的氣化劑流經(jīng)該爐渣收集裝置(5)回收熱量后進(jìn)入所述氣化劑進(jìn)氣管(16)。優(yōu)選地,所述爐渣收集裝置(5)由內(nèi)筒和外筒組成,的套筒結(jié)構(gòu)環(huán)形空腔內(nèi)設(shè)置兩組蛇管換熱管,第一組蛇管換熱管用于流通空氣分離設(shè)備分離出的氧氣形成預(yù)熱的氧化劑之氧氣,水源(自來水或含有機(jī)物的污水)經(jīng)鍋爐(2-12)副產(chǎn)的蒸汽經(jīng)第二組蛇管換熱管換熱后形成過熱蒸汽,預(yù)熱的氧氣和過熱蒸汽分別進(jìn)入所述氣化劑進(jìn)氣管(16)的中心內(nèi)管和內(nèi)管與外管之間的環(huán)隙。
優(yōu)選地,所述排渣管(14)由耐高溫材料制成。優(yōu)選地,所述耐高溫材料 包含氧化鋯和氧化硅。
優(yōu)選地,所述排渣管(14)還設(shè)有細(xì)灰入口(20),細(xì)灰入口(20)位于所述第二等離子炬(17)上方;所述細(xì)灰入口(20)與所述第二等離子炬(17)的垂直高度為0.15-0.3m。更優(yōu)選地,所述兩根噴管(18)在圓周上對稱分布且開口向下與水平面成40度角設(shè)置。
優(yōu)選地、所述煤煤氣化系統(tǒng)(1)的旋風(fēng)分離器(4)包括第一旋風(fēng)分離器和第二旋風(fēng)分離器,所述合成氣出口(11)、第一旋風(fēng)分離器、第二旋風(fēng)分離器依次連接,第二旋風(fēng)分離器的進(jìn)氣口與出氣口分別與第一旋風(fēng)分離器的出氣口和煤干餾系統(tǒng)(2)中的所述流化氣體進(jìn)風(fēng)管(2-10)連通;所述第一旋風(fēng)分離器固體出料口與所述灰焦入口(9)連通,所述第二旋風(fēng)分離器固體細(xì)灰出料口與設(shè)置在所述排渣管(14)上的細(xì)灰入口(20)連通,所述細(xì)灰入口(20)位于所述第二等離子炬(17)上方;所述細(xì)灰入口(20)與所述第二等離子炬(17)的垂直高度為0.15-0.3m。
一種聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒?,所述方法包括?a)、混有催化劑或不混有催化劑的煤粉經(jīng)流化床氣化爐(3)的煤料入口(8)送入所述氣化爐(3)爐膛,預(yù)熱的氣化劑經(jīng)所述流化床氣化爐(3)的錐形分布板(7)送入所述氣化爐(3)爐膛流化所述煤粉,煤粉氣化所需的熱量由位于氣化爐(3)的爐體(6)和外殼(10)環(huán)形空腔內(nèi)的微波加熱裝置(12)提供,流化床氣化爐(3)內(nèi)形成的高溫合成氣通過所述氣化爐(3)上的合成氣出口(11)引出;(b)、所述高溫合成氣經(jīng)旋風(fēng)分離器(4)處理后經(jīng)流化床干餾爐(2-1)的流化氣體進(jìn)風(fēng)管(2-10)及第一錐形分布板(2-5)進(jìn)入所述流化床干餾爐(2-1)爐膛用于充當(dāng)流化介質(zhì)及熱載體使通過位于所述第一錐形分布板(2-5)上方設(shè)置的第一煤料入口(2-6)進(jìn)入所述流化床干餾爐(2-1)爐膛內(nèi)的煤粉流化、干餾形成燃?xì)?,所述燃?xì)饨?jīng)流化床干餾爐(2-1)爐頂內(nèi)置的氣固分離器(2-2)除塵后送入合成氣煤氣處理器(2-3);(c)、合成氣煤氣處理器(2-3)頂部設(shè)置的第一等離子炬(2-11)通過電弧放電產(chǎn)出2500℃以上的等離子體使燃?xì)庵械慕褂汀⒅刭|(zhì)烴裂解形成小分子可燃?xì)怏w,經(jīng)合成氣煤氣處理器(2-3)處理后的燃?xì)夥譃橹辽賰刹糠郑徊糠忠胨隽骰矚饣癄t(3)用于流化爐內(nèi)煤料,另一部分經(jīng)鍋爐(2-12)回收熱量副產(chǎn)蒸汽后送入氣體緩沖存儲罐(2-13)。
優(yōu)選地,上述聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄊ褂帽緦?shí)用新型上述的聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)庋b置實(shí)施。
優(yōu)選地,上述預(yù)熱的氣化劑的包含氧氣和蒸汽,所述氧氣由空分設(shè)備分離制得,所述蒸汽為過熱蒸汽。更優(yōu)選地,所述過熱蒸汽包括水源經(jīng)鍋爐(2-12)加熱副產(chǎn)蒸汽再經(jīng)所述流化床氣化爐(3)爐渣收集裝置(5)的夾套式結(jié)構(gòu)的夾層空腔回收熱量后形成的過熱蒸汽,所述水源包括自來水和/或含有有機(jī)物的污水。
優(yōu)選地,所述煤煤氣化系統(tǒng)(1)的旋風(fēng)分離器(4)包括第一旋風(fēng)分離器和第二旋風(fēng)分離器,第一旋風(fēng)分離器分離的固體顆粒以及經(jīng)流化床干餾爐(2-1)第一排焦管(2-8)排出的半焦通過流化床氣化爐(3)上的灰焦入口(9)循環(huán)進(jìn)入流化床氣化爐(3);第二旋風(fēng)分離器分離出的細(xì)灰送入所述排渣管(14)上的細(xì)灰入口(20),位于所述細(xì)灰入口(20)下方的第二等離子炬(17)產(chǎn)出3000℃以上中心火焰,使細(xì)灰及經(jīng)流化床氣化爐(3)所述錐形分布板(7)排渣口(13)排出的灰渣熔融、在所述排渣管(14)上設(shè)有的兩根噴管(18)噴入水蒸汽作用下進(jìn)一步氣化形成合成氣。
與現(xiàn)有技術(shù)煤炭轉(zhuǎn)化裝置相比,本實(shí)用新型的具有如下優(yōu)點(diǎn):
(一)、本實(shí)用新型裝置能實(shí)現(xiàn)煤氣化、干餾聯(lián)產(chǎn),采用獨(dú)立運(yùn)行的流化床氣化爐和流化床熱解爐分別實(shí)施氣化和干餾操作,容易控制且適合大型化生產(chǎn)。
(二)、氣化爐采用微波加熱、使煤炭能從內(nèi)部到外部同時(shí)加熱,加熱效率高、改善氣化反應(yīng),通過微波加熱可精確控制氣化反應(yīng)溫度,尤其對煤的催化氣化反應(yīng)效果更明顯;實(shí)用新型提供的裝置能同時(shí)適用于煤炭催化氣化干餾聯(lián)產(chǎn)及煤炭非催化氣化干餾聯(lián)產(chǎn)。
(三)、本實(shí)用新型裝置將高溫氣化合成氣作為流化床干餾爐的流化介質(zhì)及熱載體,充分利用系統(tǒng)中的熱能來增加燃?xì)獾纳a(chǎn),同時(shí)避免采用水激冷降溫造成的能量損失和形成廢水污染;也減少了采用鍋爐回收熱量帶來的投資及維護(hù)成本。
(四)、流化床熱解爐內(nèi)置氣固分離器包括相互連通離心除塵器和過濾元件能使出自流化床熱解爐的燃?xì)夂瑝m量小于8mg/Nm3,將上述氣固分離器內(nèi)置流化床熱解爐可顯著地降低焦油在過濾元件表面的積聚造成堵塞,延長過濾元件使用壽命,由于流化床干餾爐內(nèi)爐頂溫度保持高于550℃,燃?xì)庵械慕褂蛶缀醪慌c細(xì)灰 凝聚。
(五)、通過頂部設(shè)有的第一等離子炬的合成氣煤氣處理器對經(jīng)過除塵燃?xì)鉄崃呀?,第一等離子炬電弧放電產(chǎn)出2500℃以上的等離子體使燃?xì)庵械慕褂?、重質(zhì)烴裂解形成小分子可燃?xì)怏w,增加了燃?xì)鉄嶂担?jīng)處理熱裂解后燃?xì)庵薪褂秃啃∮?ppm,可直接用于發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)燃燒發(fā)電。
(六)、合成氣煤氣處理器后設(shè)置鍋爐副產(chǎn)蒸汽作為流化床氣化爐氣化劑,實(shí)現(xiàn)了熱效利用;將經(jīng)回收熱量后的部分凈化燃?xì)庾鳛榱骰矚饣癄t流化介質(zhì),降低了流化床介質(zhì)的投入、增加了燃?xì)庥行ЫM分濃度提高了燃?xì)鉄嶂怠?/p>
(七)、流化床氣化爐的旋風(fēng)分離器包含串聯(lián)的第一旋風(fēng)分離器和第二旋風(fēng)分離器用于深度分離高溫合成氣夾帶的固體顆粒,降低了流化床干餾爐內(nèi)置氣固分離運(yùn)行壓力;將第一旋風(fēng)分離器分離的粗顆粒及流化床干餾爐排焦口排出的焦炭循環(huán)送入流化床氣化爐氣化,提高了碳的轉(zhuǎn)化率。流化床氣化爐排渣管上設(shè)置多根對稱分布的開口斜向上設(shè)置的第二等離子炬能產(chǎn)生3000℃以上中心火焰,第二旋風(fēng)分離器分離出的細(xì)灰送入流化床氣化爐排渣管上的細(xì)灰入口與排渣口排出的爐渣混合,在3000℃以上條件下熔融,通過排渣管上設(shè)有的噴管噴入蒸汽既充當(dāng)冷卻劑對熔渣冷卻又充當(dāng)氣化劑與熔融的碳料氣化形成合成氣。
(八)、流化床氣化爐分布板上貫穿設(shè)置套筒結(jié)構(gòu)的噴嘴,強(qiáng)化了爐膛內(nèi)煤粉與氣化劑的混合效果,避免分布板附近區(qū)域形成死區(qū),造成燒結(jié)損壞分布板。流化床干餾爐分布板上貫穿設(shè)置噴管,強(qiáng)化了爐膛內(nèi)煤粉與熱載體的湍流混合效果,加熱均勻,減少焦油的形成。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)庋b置示意圖。
圖中,1、煤氣化系統(tǒng);2、煤干餾系統(tǒng);3、流化床氣化爐;4、旋風(fēng)分離器;5、爐渣收集裝置;6、爐體;7、錐形分布板;8、煤料入口;9、灰焦入口;10、外殼;11、合成氣出口;12、微波加熱裝置;13、排渣口;14、排渣管;15、氣室;16、氣化劑進(jìn)氣管;17、第二等離子炬;18、噴管;19、噴嘴;20、細(xì)灰入口;2-1、流化床干餾爐;2-2、氣固分離器;2-3、合成氣煤氣處理器;2-4、第一爐體;2-5第一錐形分布板;2-6、第一煤料入口;2-7、排焦口;2-8、第一排焦管;2-9、流化氣體分布室;2-10、流化氣體進(jìn)風(fēng)管;2-11、第一等離子炬;2-12、 鍋爐;2-13、氣體緩沖存儲罐;2-14、第一噴管。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例,并結(jié)合附圖,對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實(shí)施例1:原料煤(褐煤、無煙煤或長焰煤)經(jīng)干燥處理后含水量為6-10wt%,脫水后的原料煤經(jīng)粉碎、過篩分離出大于10mm小于16mm的碎煤A和4-10mm的碎煤B,碎煤B與催化劑混合形成混合煤C,其中,催化劑為堿金屬或堿土金屬催化劑,碎煤B與催化劑的質(zhì)量比為80-200:1,混合煤C通過流化床氣化爐3的煤料入口8送入流化床氣化爐內(nèi),經(jīng)預(yù)熱的氣化劑(氧氣和蒸汽)經(jīng)氣化劑進(jìn)氣管16通過爐內(nèi)煤料入口8下方的錐形分布板7上的孔隙及貫穿所述錐形分布板7的噴嘴19送入流化床氣化爐3爐膛流化所述混合煤C,其中,控制蒸汽與煤的質(zhì)量比為0.3-0.8:1,氧氣與煤的質(zhì)量比為0.3-0.6:1,調(diào)節(jié)微波加熱裝置12的功率控制氣化爐3內(nèi)的溫度在700-850℃,控制爐內(nèi)壓力為0.1-0.4MPa,其中,在氣化爐爐體6的頂部、中部和下部各設(shè)熱電偶,氣化爐3內(nèi)氣化形成的高溫合成氣通過合成氣出口11引出所述爐體6,經(jīng)旋風(fēng)分離器4除塵后通過管道送入流化床干餾爐2-1的流化氣體進(jìn)風(fēng)管2-10,其中,旋風(fēng)分離器4包括串聯(lián)連接的第一旋風(fēng)分離器和第二旋風(fēng)分離器;高溫合成氣經(jīng)所述流化床干餾爐2-1的第一錐形分布板2-5及貫穿所述第一錐形分布板2-5的噴管(2-14)用于流化、加熱經(jīng)第一煤料入口2-6送入碎煤A,干餾產(chǎn)生的燃?xì)饨?jīng)內(nèi)置于所述流化床干餾爐2-1的頂部的氣固分離器2-2凈化后、通過與所述氣固分離器2-2頂部氣體出口連接的管道送入合成氣煤氣處理器2-3;其中,所述氣固分離器2-2包括相互連通的離心除塵器2-12和過濾元件2-13,合成氣煤氣處理器2-3頂部設(shè)置的多個(gè)第一等離子炬2-11放電產(chǎn)出高于2500℃的等離子體將燃?xì)庵械慕褂?、重質(zhì)烴裂解形成小分子可燃?xì)怏w,經(jīng)合成氣煤氣處理器2-3處理后的燃?xì)夥殖芍辽賰刹糠?,一部分燃?xì)饨?jīng)管道輸送至未與所述噴嘴19通過法蘭連接的氣化劑進(jìn)氣管16(優(yōu)選套管結(jié)構(gòu)的氣化劑進(jìn)氣管16中的外管)進(jìn)入氣化爐3的氣室15,該部分燃?xì)饨?jīng)所述錐形分布板7上的孔隙用于流化爐膛內(nèi)的固體物料;一部分燃?xì)饨?jīng)鍋爐(2-12)換熱并副產(chǎn)蒸汽后送入氣體緩沖存儲罐(2-13)。其中,流化床干餾爐2-1內(nèi)形成的半焦經(jīng)第一錐形分布板2-5中部開設(shè)的排焦口2-7、與所述排焦口2-7連通的第一排焦管2-8送入所述流化 床氣化爐3上的灰焦入口9;其中,所述灰焦入口9對置于所述煤料入口8下方;旋風(fēng)分離器4中的第一旋風(fēng)分離器分離出的粗顆粒經(jīng)所述灰焦入口9送入氣化爐3內(nèi)循環(huán)氣化;第二旋風(fēng)分離器分離出的細(xì)灰則送入流化床氣化爐3的排渣管14上設(shè)置的細(xì)灰入口20,流化床氣化爐3氣化產(chǎn)生的灰渣通過錐形分布板7中部開設(shè)的排渣口13進(jìn)入所述排渣管14,所述灰渣及細(xì)灰在重力作用下經(jīng)過細(xì)灰入口20下方設(shè)置的多個(gè)第二等離子炬17形成高溫區(qū)域加熱熔融,其中,所述第二等離子炬17產(chǎn)出3000℃以上中心火焰,經(jīng)鍋爐(2-12)副產(chǎn)的一部蒸汽經(jīng)所述排渣管14上于所述第二等離子炬17下方設(shè)置的噴管18噴入排渣管14,在熱力作用下,經(jīng)噴管18噴射的蒸汽成V型運(yùn)動(dòng),熔融的灰渣及細(xì)灰與排渣管14內(nèi)向上流動(dòng)的蒸汽進(jìn)一步氣化反應(yīng)形成合成氣經(jīng)排渣管14進(jìn)入流化床氣化爐3內(nèi),排渣管14內(nèi)經(jīng)初冷卻的熔渣進(jìn)入爐渣收集裝置5;其中,所述爐渣收集裝置5為套筒結(jié)構(gòu),其可由內(nèi)筒和外筒組成,外筒與內(nèi)筒的環(huán)形空腔內(nèi)設(shè)置兩組獨(dú)立的蛇形換熱管;或者由內(nèi)筒、中筒和外筒組成,內(nèi)筒與中筒之間的環(huán)隙流通蒸汽,外筒與中筒之間的環(huán)隙流通氧氣;經(jīng)空氣分離裝置得到的O2及鍋爐(2-12)副產(chǎn)的另一部蒸汽分別經(jīng)爐渣收集裝置5上的氣體入口進(jìn)入換熱構(gòu)件中與高溫爐渣換熱,加熱后的O2和過熱蒸汽分別送入與所述噴嘴19通過法蘭連接的氣化劑進(jìn)氣管16的內(nèi)管和外管。經(jīng)檢測,爐渣收集裝置5中碳含量小于4wt%,未經(jīng)合成氣煤氣處理器2-3處理的燃?xì)夂褂土看笥?500ppm,氣體緩沖存儲罐(2-13)中燃?xì)夂褂土啃∮?ppm,固體顆粒含塵量小于8mg/Nm3,煤處理量大于180噸/d,系統(tǒng)熱效率大于80%,可連續(xù)運(yùn)行2年無焦油堵塞過濾元件造成系統(tǒng)停車。
實(shí)施例2:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置相同,區(qū)別在于:直接將碎煤B通過流化床氣化爐3的煤料入口8送入流化床氣化爐內(nèi)進(jìn)行非催化氣化,氣化溫度控制為在830-1150℃。經(jīng)檢測,爐渣收集裝置5中碳含量小于3.85wt%,未經(jīng)合成氣煤氣處理器2-3處理的燃?xì)夂褂土看笥?378ppm,氣體緩沖存儲罐(2-13)中燃?xì)夂褂土啃∮?.8ppm,固體顆粒含塵量小于7.8mg/Nm3,煤處理量大于180噸/d,系統(tǒng)熱效率大于82%,連續(xù)運(yùn)行2年無因焦油堵塞過濾元件造成系統(tǒng)停車。
實(shí)施例3:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:將流化床干餾爐內(nèi)置的所述氣固分離器 2-2外置,即通過管道連接于流化床干餾爐爐頂氣體出口,連接管道長0.3-0.6m;其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同,系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行13個(gè)月因過濾元件焦油堵塞造成系統(tǒng)停車。
實(shí)施例4:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:流化床干餾爐內(nèi)置的所述氣固分離器2-2為兩個(gè)串聯(lián)的離心除塵器,其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。經(jīng)檢測,爐渣收集裝置5中碳含量小于4wt%,未經(jīng)合成氣煤氣處理器2-3處理的燃?xì)夂褂土看笥?760ppm,氣體緩沖存儲罐(2-13)中燃?xì)夂褂土啃∮?.5ppm,固體顆粒含塵量大于169mg/Nm3,煤處理量大于180噸/d,系統(tǒng)熱效率大于80%,可連續(xù)運(yùn)行2年無焦油堵塞過濾元件造成系統(tǒng)停車。
實(shí)施例5:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:流化床干餾爐內(nèi)置的所述氣固分離器2-2為兩個(gè)串聯(lián)的過濾原件,其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行6個(gè)月因過濾元件堵塞造成系統(tǒng)停車。
實(shí)施例6:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:將第二旋風(fēng)分離器分離的細(xì)灰同樣通過灰焦入口9送入流化床氣化爐,其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。經(jīng)檢測,系統(tǒng)熱效率小于74%,系統(tǒng)運(yùn)行11個(gè)月因過濾元件堵塞造成系統(tǒng)停車;爐渣收集裝置5中碳含量小于4wt%,未經(jīng)合成氣煤氣處理器2-3處理的燃?xì)夂褂土看笥?500ppm,氣體緩沖存儲罐(2-13)中燃?xì)夂褂土啃∮?ppm,固體顆粒含塵量小于8mg/Nm3,煤處理量大于180噸/d,系統(tǒng)熱效率小于74%,可連續(xù)運(yùn)行2年無焦油堵塞過濾元件造成系統(tǒng)停車。
實(shí)施例7:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:流化床氣化爐排渣管上不設(shè)置第二等離子炬,將第二旋風(fēng)分離器分離的細(xì)灰通過灰焦入口9送入流化床氣化爐,其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。經(jīng)檢測,爐渣收集裝置5中碳含量大于10wt%,碳利用率低。
實(shí)施例8:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:流化床氣化爐錐形分布板7上不設(shè)貫穿 所述錐形分布板的噴嘴19,即預(yù)熱后的氣化劑(氧氣和過熱蒸汽)及用于充當(dāng)流化介質(zhì)的部分循環(huán)燃?xì)馔ㄟ^氣化劑進(jìn)氣管16經(jīng)所述錐形分布板7上的孔隙進(jìn)入氣化爐爐膛,其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。經(jīng)檢測,爐渣收集裝置5中碳含量小于4.5wt%,系統(tǒng)運(yùn)行14個(gè)月流化床氣化爐錐形分布板結(jié)渣嚴(yán)重,造成系統(tǒng)被迫停車。
實(shí)施例9:該實(shí)施例進(jìn)行聯(lián)合氣化干餾制備低焦油燃?xì)獾姆椒ㄅc實(shí)施例1所進(jìn)行的方法選用的裝置不同,區(qū)別在于:流化床氣化爐爐渣收集裝置5為非套筒結(jié)構(gòu),即氣化劑不經(jīng)爐渣收集裝置5換熱回收熱量直接送入氣化劑進(jìn)氣管16,其它工藝參數(shù)與實(shí)施例1相同。經(jīng)檢測,系統(tǒng)熱效率小于50%,爐渣收集裝置5中碳含量小于4.1wt%,未經(jīng)合成氣煤氣處理器2-3處理的燃?xì)夂褂土看笥?700ppm,氣體緩沖存儲罐(2-13)中燃?xì)夂褂土啃∮?.3ppm,固體顆粒含塵量小于10mg/Nm3,煤處理量大于180噸/d,可連續(xù)運(yùn)行2年無焦油堵塞過濾元件造成系統(tǒng)停車。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。