一種細粒子生物質或固體化石燃料的氣化工藝系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于能源化工領域內的清潔燃料轉化高新技術，具體涉及一種細粒子生物質或固體化石燃料的氣化工藝系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于目前國內環(huán)境污染、破壞劇烈，國家對環(huán)境保護的要求更加嚴格，因此不允許生物質、煤炭直接燃燒的現(xiàn)狀，并且要考慮生物質、煤炭的可持續(xù)發(fā)展。常用的氣化工藝系統(tǒng)中:載熱體與物料粒徑過大，導致混合不均勻，換熱不充分，影響氣化、裂解反應；旋風分離器分離效率低，導致氣化過程氣攜帶走大量的循環(huán)灰，影響氣化、裂解反應，并對后續(xù)設備造成較嚴重的腐蝕與磨損；氣化過程的高溫蒸汽取自其他工藝系統(tǒng)，浪費自身能源；分離排出的廢渣直接排放，污染環(huán)境；氣化過程氣的凈化過程不徹底導致產(chǎn)氣不純凈，含有腐蝕性氣體及灰塵，長時間易腐蝕管路危害安全。經(jīng)文獻檢索，中國專利號為ZL20070063368.2的發(fā)明專利提出了一種循環(huán)流化床熱解氣化方法及裝置，中國專利號為ZL200410070766.3的發(fā)明專利提出了一種煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法及帶熱解氣化室的循環(huán)流化床鍋爐，中國專利號為ZL200710119476.7的發(fā)明專利提出了一種固體燃料解耦流化床氣化方法及氣化裝置，裝過專利號為ZL200410027427.7的發(fā)明專利提出了生物質混合氣化工藝方法及裝置，上述幾種裝置均存在著床料、物料等流化不良、混合不均勻、流速過快、滯留時間短，導致產(chǎn)氣量少、產(chǎn)氣熱值低的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的在于，解決現(xiàn)有循環(huán)流化床燃燒不完全，飛灰中含碳量高，高污染的問題；解決現(xiàn)有氣化、裂解裝置產(chǎn)氣量少，熱值低的問題；充分利用自身資源進行氣化、裂解反應，降低成本；變廢為寶、解決環(huán)境的污染的問題；解決現(xiàn)有煤氣產(chǎn)品不純凈，熱值低的問題。進而提供一種細粒子生物質或固體化石燃料的氣化工藝系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，采用以下技術方案:
[0005]一種細粒子生物質或固體化石燃料的氣化工藝系統(tǒng)，具體包括循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)、細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、灰渣處理系統(tǒng)和氣化過程氣凈化系統(tǒng)，循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)分別與細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)和余熱利用系統(tǒng)通過管道連接，細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)與余熱利用系統(tǒng)通過管道連接，余熱利用系統(tǒng)通過管道連接分別與灰渣處理系統(tǒng)和氣化過程氣凈化系統(tǒng)通過管道連接，灰渣處理系統(tǒng)與氣化過程氣凈化系統(tǒng)通過管道連接。
[0006]所述的循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)包括燃燒器、一次風室、水冷水平布風板1、平板式定向風帽1、二次風噴嘴、返料管道、返料器、位于返料器下部的松動風風室、位于返料器頂部的返料器返料入口、煙氣側一級旋風分離器、位于煙氣側一級旋風分離器下部的循環(huán)灰出口、煙氣側二級旋風分離器、位于煙氣側二級旋風分離器下部的放灰口、位于煙氣側二級旋風分離器上部的煙氣出口 I ;采用床下點火啟動方式，燃燒器布置在床下，一次風室內設置有啟動加熱裝置；布風采用平板式定向風帽I，制造特定的流動狀態(tài)，使床料與風混合均勻，實現(xiàn)細粒子低速流化焚燒，平板式定向風帽I由耐熱不銹鋼制成。平板式定向風帽I的固定及冷卻采用水冷水平布風板I。在爐膛前、后墻上布置了下傾式二次風入口，為爐膛內補充充足的風量。返料器與返料管道連接，防止返料器堵塞。設置兩級高效旋風分離器，即煙氣側一級旋風分離器、煙氣側二級旋風分離器，該高效旋風分離器采用夾套結構，煙氣進入高效旋風分離器后在夾套內高速旋轉，通過離心力將煙氣中的粉塵分離出來。
[0007]所述的細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)包括:反應器、循環(huán)灰入口、補充循環(huán)灰入口、物料入口、平板式定向風帽I1、水冷水平布風板I1、高溫蒸汽入口、松料風入口、反應器的返料出口、反應器的煤氣出口 1、煤氣側一級旋風分離器、位于煤氣側一級旋風分離器下部的卸灰口 1、煤氣側二級旋風分離器、位于煤氣側二級旋風分離器下部的卸灰口 I1、位于煤氣側二級旋風分離器上部的煤氣出口 II ;反應器的循環(huán)灰入口與位于煙氣側一級旋風分離器下部的循環(huán)灰出口通過管道連通，反應器的返料出口與位于返料器頂部的返料器返料入口通過管道連接；布風板采用平板式定向風帽II，制造特定的流動狀態(tài)，使載熱體與物料混合均勻，同時載熱體與物料接觸面積小，接觸時間長，實現(xiàn)了細粒子低速流化氣化和合理排除大顆粒物料，該平板式定向風帽II由耐熱不銹鋼制成，平板式定向風帽II的固定及冷卻采用水冷水平布風板II。松料風入口送入的熱空氣經(jīng)平板式定向風帽II噴入反應器后與高溫蒸汽入口噴入反應器的高溫蒸汽以及由物料入口送入反應器的物料進行混合，在低速流化及特定的流動狀態(tài)下進行氣化反應。氣化產(chǎn)生的煤氣通過反應器煤氣出口 I排出，依次通過煤氣側一級旋風分離器、煤氣側二級旋風分離器進行分離，將分離下來的灰渣通過管道輸送到廢固余熱鍋爐進行余熱回收。
[0008]所述的余熱利用系統(tǒng)包括:汽包、煤氣側過熱器、煤氣側蒸發(fā)器、煙氣側蒸發(fā)器、煙氣側空氣預熱器；煤氣側過熱器的煤氣入口 I與位于細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)中煤氣側二級旋風分離器上部的煤氣出口 II通過管道進行連通，煤氣側過熱器的煤氣出口III與煤氣側蒸發(fā)器的煤氣入口 II通過管道連通，煙氣側蒸發(fā)器的煙氣入口I與循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)中位于煙氣側二級旋風分離器上部的煙氣出口I通過管道連通，煤氣側過熱器的煤氣出口III與煤氣側蒸發(fā)器II的煤氣入口，煙氣側空氣預熱器的煙氣入口 II與煙氣側蒸發(fā)器的煙氣出口 II通過管道連通。汽包內具有旋風分離器對汽水混合物進行一次分離，分離后的蒸汽再通過鋼絲網(wǎng)分離器進行二次分離，保證蒸汽含有較低的水分后進入煤氣側過熱器，防止煤氣側過熱器的本體發(fā)生爆管事故；汽包內還設置有合理的給水裝置、加藥裝置、連續(xù)排污裝置、液位監(jiān)視裝置、汽包壓力監(jiān)視裝置以及超壓保護裝置。煤氣側過熱器、煤氣側蒸發(fā)器、煙氣側蒸發(fā)器和煙氣側空氣預熱器的殼體均采用折邊技術，減少焊縫來確保密封；所述的煤氣側過熱器本體采用了蛇形盤管對流受熱面，由高溫合金鋼制作而成，蛇形盤管最上方兩排管子上布置有防磨瓦，有效地保護對流受熱面，蛇形盤管之間設計合理的節(jié)距來保證煤氣通道的暢通和適當?shù)拿簹饬魉?，并且煤氣側過熱器本體中部設有面式減溫器通過調節(jié)減溫水量來調節(jié)最終的高溫蒸汽出口溫度。蒸汽過熱成高溫蒸汽后通過管道輸送到細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)中的高溫蒸汽入口，最終進入反應器進行氣化反應；所述的煤氣側蒸發(fā)器本體和煙氣側蒸發(fā)器本體均采用傾斜角度為10°的對流管組，避免管內存氣爆管現(xiàn)象發(fā)生，對流管組管子之間設計合理的節(jié)距來保證煙氣通道的暢通和適當?shù)臒煔饬魉伲咳齻€小管組通過匯集集箱連通組成一個大管組，每個小管組的最上方兩排管子上布置有防磨瓦，有效地保護對流受熱面。
[0009]所述的灰渣處理系統(tǒng)包括:廢固余熱鍋爐，廢固余熱鍋爐設有灰渣入口、熱水出口、廢冷水入口、熱空氣出口、廢固出口、冷空氣入口 ；灰渣入口與循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)中位于煙氣側二級旋風分離器下部的放灰口、細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)中位于煤氣側一級旋風分離器下部的卸灰口I和位于煤氣側二級旋風分離器下部的卸灰口 I1、余熱利用系統(tǒng)中煤氣側過熱器的落灰口 1、煤氣側蒸發(fā)的落灰口 I1、煙氣側蒸發(fā)器落灰口II1、煙氣側空氣預熱器落灰口IV通過管道連通?；以苫以肟谶M入廢固余熱鍋爐，之后與由廢固余熱鍋爐冷水入口進入的冷水以及由廢固余熱鍋爐冷空氣入口進入的冷空氣進行換熱。降溫后的灰渣由廢固余熱鍋爐廢固出口排出，在灰渣中加入添加劑制成水泥后裝袋運出。被加熱后的熱水經(jīng)廢固余熱鍋爐的熱水出口送到余熱利用系統(tǒng)中的汽包中再次加熱；被加熱后的熱空氣經(jīng)廢固余熱鍋爐熱空氣出口送到余熱利用系統(tǒng)中的空氣預熱器中再次加熱。該灰渣處理系統(tǒng)將余熱帶回循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)、細粒子生物質或固體化石燃料的流化床氣化反應器系統(tǒng)以及余熱利用系統(tǒng)中。
[0010]所述的氣化過程氣凈化系統(tǒng)包括:煤氣側、煙氣側分別采用相同的降溫脫硫除塵塔以及煤氣側的煤氣干燥設備。降溫脫硫除塵塔包括氣體入口、第一次噴淋、第一次噴淋水循環(huán)出口、下部排污口、第二次噴淋、托盤1、上部排污口、第三次噴淋、托盤I1、第四次噴淋、汽水分離裝置、氣體出口、一次沉降室、二次沉降室、石灰水循環(huán)利用池；兩個氣體入口分別與余熱利用系統(tǒng)中煤氣側蒸發(fā)器II的煤氣出口IV和煙氣側空氣預熱器的煙氣出口III通過管道連通。氣體由氣體入口進入降溫脫硫除塵塔，依次通過第一次噴淋、第二次噴淋、第三次噴淋、第四次噴淋，噴淋后的氣體再經(jīng)過