本公開一般涉及流化床氣化技術領域，尤其涉及了一種高效強聚低循環(huán)倍率的流化床氣化爐。

背景技術：

作為能源消費大國，煤多油少的現(xiàn)實決定了以煤炭為主的能源消費結構將長期存在，但隨著環(huán)保要求的日趨嚴格，煤的清潔利用技術將保持持續(xù)高增長，其中將煤氣化制成合成氣后再用于化工、發(fā)電等領域，是符合國家綠色能源政策要求的潔凈用煤的主要技術之一，世界各國廣泛開展煤氣化技術的研究，迄今為止已開發(fā)出的煤氣化方法和設備已經很多，并在我國有諸多應用，其中煤氣化技術的關鍵設備是氣化爐。

以魯奇爐為代表的固定床氣化爐和以殼牌、航天爐等為代表的氣流床氣化爐得到了較多應用，且應用比較成功，但存在諸多固有缺陷，限制了其應用范圍。如固定床氣化爐要求采用塊煤，隨著機械化采煤技術的普及，塊煤比例較低，會有大量粉煤無法利用，且固定床氣化技術焦油含量較高，產生大量難以處理的廢水；氣流床氣化爐則對煤的水含量、灰熔點等有著嚴格要求，也限制了其應用范圍；我國的煤質特性決定有50％以上的煤不適用于固定床氣化爐和氣流床氣化爐，因此對于煤種適應性更廣的流化床氣化爐寄予了更多期望，但流化床的理論更加復雜，操作難度更大，使其工業(yè)化應用之路走得更艱難，應用實例較少。

對于傳統(tǒng)的灰融聚粉煤流化床氣化爐，其主要問題是飛灰循環(huán)倍率高，達到10倍以上，旋風分離器捕集的含碳飛灰經返料管從氣化爐側壁進入爐內后，不能進入高溫區(qū)有效的再氣化和灰融聚，使得大量飛灰在爐內和旋風分離器之間重復循環(huán)，造成很高的循環(huán)倍率，浪費了大量能量，碳轉化率低，也增加了后續(xù)設備的初投資和運行負擔；

中國專利CN201010582393.3降低了灰融聚粉煤流化床氣化爐飛灰的循環(huán)倍率，提高了飛灰團聚率，但灰的團聚率并沒有達到理想值，循環(huán)倍率還是很高，而且沒有解決返回管道的磨損問題。

中國專利CN201010582393.3中提供的返回高溫氧化區(qū)的飛灰僅僅是煤氣凈化過程中被除塵器捕集下來的冷焦粉，靠氣力輸送經過增壓后送入高溫氧化區(qū)，并不節(jié)能，且旋風分離器捕集的絕大部分飛灰沒有返回到高溫氧化區(qū)，循環(huán)倍率仍然較高。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術的問題，本實用新型提供一種提高灰團聚率和碳轉化率的高效強聚低循環(huán)倍率的流化床氣化爐。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案是：

一種高效強聚低循環(huán)倍率的流化床氣化爐，包括氣化爐，所述氣化爐的下部設有返料口，所述氣化爐的上部通過聯(lián)通管道連接一級旋風分離器的上部，所述一級旋風分離器的下部通過第一管道連接第一返料器；所述第一返料器連接所述返料口。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型直接將高壓、高溫的飛灰全部直接返回氣化爐的高溫氧化區(qū)，維持原來的溫度和壓力，極大提高了灰團聚率和碳轉化率，且節(jié)能效果顯著；射入中心氧化區(qū)的返料管采用引射器引設方式，水平送入氣化爐高溫氧化區(qū)，基本沒有磨損，維持長周期運行；氣化劑射流入口設置在下排渣管外，使高溫氧化區(qū)更加穩(wěn)定，并解決了磨損問題。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型實施例提供的高效強聚低循環(huán)倍率的流化床氣化爐的結構示意圖。

圖中：1-氣化爐，2-一級旋風分離器，3-二級旋風分離器，4-第一返料器，5-第二返料器，6-引射器，7-氣化劑分布板，8-粉煤進口，9-氣化劑入口，10-氣化劑射流入口，11-下排渣口，12-返料口，13-聯(lián)通通道，14-反應區(qū)域，15-第一管道，16-氣化劑腔室，17-第二管道，18-吹送氣，19-粗合成氣，20-氣化劑，21-煤粉，22-底渣。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關實用新型，而非對該實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實用新型相關的部分。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。

請參考圖1，一種高效強聚低循環(huán)倍率的流化床氣化爐，包括氣化爐1，氣化爐1的下部設有返料口12，氣化爐1的上部通過聯(lián)通管道13連接一級旋風分離器2的上部，一級旋風分離器2的下部通過第一管道15連接第一返料器4；第一返料器4連接返料口12。

優(yōu)選的，一級旋風分離器2的上部連接二級旋風分離器3的上部，二級旋風分離器2的上部設有二級合成氣出氣管，二級合成氣出氣管排出粗合成氣19；

二級旋風分離器3的下部通過聯(lián)通管道13連接第二返料器5，第二返料器5通過第二管道17連接第一管道15。

本實用新型采用兩級串聯(lián)的高效高壓旋風分離器；將一級旋風分離器和二級旋風分離器捕集的高壓、高溫的飛灰全部直接返回氣化爐的高溫氧化區(qū)，維持原來的溫度和壓力，提高灰團聚率和碳轉化率，節(jié)能效果顯著。

優(yōu)選的，第一返料器4通過聯(lián)通管道13連接引射器6，引射器6一端連接吹送氣管18，另一端通過聯(lián)通管道13連接返料口12。

本實用新型射入中心氧化區(qū)的返料管采用引射器引設的方式，水平送入氣化爐高溫氧化區(qū)的反應區(qū)域，基本沒有磨損，維持長周期運行。

本實施例在上述實施例的基礎上，氣化爐1內設置有氣化劑分布板7，氣化劑分布板7將氣化爐1分隔為上部的反應區(qū)域14和下部的氣化劑腔室16，反應區(qū)域14側壁上設有至少一個粉煤進口8，通常設置若干粉煤進口8，粉煤進口8用于輸入粉煤21，反應區(qū)域14連接所述返料口12，氣化劑腔室17的側壁上設有氣化劑入口9，氣化劑入口9用于將部分氣化劑20導入氣化劑腔室16，并通過氣化劑分布板7進入氣化爐1上部的反應區(qū)域14，氣化劑分布板7上帶有孔眼，可以供氣化劑進入氣化劑腔室。

本實施例在上述實施例的基礎上，氣化劑分布板7呈倒錐形布置，氣化劑分布板7的正下部連接下排渣口11，側下部分別連接有氣化劑射流入口10和返料口12，下排渣口11用于排出氣化爐1內的底渣22。

本實用新型的氣化劑射流入口設置在下排渣管外，分為若干分支管經倒錐形分布板側下部射入氣化爐內，使高溫氧化區(qū)更加穩(wěn)定，并解決了磨損問題。

本實施例在上述實施例的基礎上，氣化劑射流入口10的氣化劑射出方向與返料口12的入料方向呈120°-150°，可以是120°、125°130°、135°、140°、145°或150°。

本實用新型氣化劑射流入口和返料口呈一定角度對沖射入氣化爐的反應區(qū)域，合力形成向上的高速射流，利于形成穩(wěn)定的軸心高溫氧化區(qū)，形成穩(wěn)定的流態(tài)化。

本實施例在上述實施例的基礎上，第一返料器4和/或第二返料器5為自動返料器，所述自動返料器能夠自動調節(jié)返料量，用于阻止氣化爐內高壓煤氣從下往上反串。

本實施例在上述實施例的基礎上，氣化爐1的筒體直徑上下一致。

本實用新型取消傳統(tǒng)氣化爐的擴大段，使經由旋風分離器捕集而返回高溫氧化區(qū)的飛灰顆粒度比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)有明顯的提高，有利于飛灰的團聚和煤炭的二次氣化，飛灰的排放流向發(fā)生改變，使絕大部分飛灰在參與團聚以后從氣化爐底部排出，煤氣帶走的灰量降到了極小，碳轉化率提高。

本實用新型的工作過程：

反應區(qū)域生成的粗合成氣夾帶細顆粒粉塵向上經由聯(lián)通管道13進入一級旋風分離器2，較大顆粒被捕集進入第一管道15，未被捕集的細顆粒經由聯(lián)通管道13進入二級旋風分離器3，進行再次分離，較大的顆粒被捕集進入聯(lián)通管道13，聯(lián)通管道13的含碳顆粒經細粉第二返料器5進入第二管道17，并與第一管道15的返料混合，共同經過粗粉第一返料器4進入聯(lián)通管道13，并通過引射器6由吹送氣18引射水平流經聯(lián)通管道13，經返料口12射入氣化爐1的高溫氧化區(qū)的反應區(qū)域14。

以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的實用新型范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述實用新型構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。