專利名稱：雙循環(huán)流化床煤氣－蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法及雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的燃煤鍋爐和氣化爐只能單一地產(chǎn)生蒸汽或者煤氣，而現(xiàn)有的煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)鍋爐又往往只保證煤氣生產(chǎn)的穩(wěn)定，不能同時保證蒸汽生產(chǎn)的穩(wěn)定。對于流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，常用的煤氣化室有兩種形式移動床煤氣化室和鼓泡床煤氣化室。在移動床煤氣化室中，循環(huán)灰不易與煤混合均勻，制約了碳轉(zhuǎn)化率的提高；此外，氣化室中的半焦返回燃燒室常采用自流方式，這種方式無法控制物料在氣化室中的停留時間，影響了碳的轉(zhuǎn)化率；而常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐上的返料器也不適用于移動床氣化室，因為半焦的粒徑遠(yuǎn)大于常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)灰粒徑，流動性也大不相同。鼓泡床氣化室可以方便地控制物料的返料，但由于流化氣速高于移動床，被揚(yáng)析夾帶的顆粒大大增加，增大了飛灰含碳損失，還增加了煤氣中的雜質(zhì)含量。同時，現(xiàn)有的流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)工藝，多采用循環(huán)灰全部進(jìn)入氣化室的方式，使得燃燒和氣化難以分別控制，煤氣和蒸汽產(chǎn)率獨(dú)立調(diào)節(jié)困難。
中國發(fā)明專利92100503.2提供了一種燃?xì)庹羝?lián)產(chǎn)工藝及裝置，采用流化床煤氣化爐，煤通過氣化爐進(jìn)入爐膛，在氣化爐內(nèi)的反應(yīng)時間較短；而且燃燒產(chǎn)生的循環(huán)灰全部進(jìn)入氣化爐，只能保證煤氣產(chǎn)率，不能同時保證蒸汽和煤氣的供應(yīng)及調(diào)節(jié)；產(chǎn)生的煤氣直接外供，飛灰損失較大，降低了碳轉(zhuǎn)化率。
中國發(fā)明專利92100912.7提供了一種生產(chǎn)干餾煤氣的方法及裝置，由循環(huán)流化床鍋爐、流化床干燥器、干餾器及物料氣力輸送系統(tǒng)等構(gòu)成。循環(huán)物料部分直接回到爐膛，部分進(jìn)入干餾器；但干餾器以移動床方式運(yùn)行，循環(huán)灰與煤分別加入，不易混合均勻，氣化效率不高；加入干餾器的煤通過干餾器進(jìn)入爐膛，在干餾器中的反應(yīng)時間較短；此外物料分配通過機(jī)械閥實(shí)現(xiàn)，可靠性低。
中國實(shí)用新型專利01230778.5提供了一種循環(huán)流化床粉煤氣化煤氣發(fā)生爐，具有雙流化床，流化床燃燒爐后帶有煙氣分離器，流化床煤氣爐后帶有煤氣分離器，但所有物料都要依次流過煤氣爐、煤氣分離器、燃燒爐和煙氣分離器，因而其燃燒與氣化不具備單獨(dú)循環(huán)回路，而是燃燒回路與氣化回路的串聯(lián)循環(huán)，并不是嚴(yán)格意義上的雙循環(huán)流化床；循環(huán)氣化反應(yīng)所需熱量都是通過燃燒產(chǎn)生的熱物料帶入煤氣爐的；該爐僅供應(yīng)煤氣，不能同時生產(chǎn)蒸汽。此外，經(jīng)過氣化后的煤粒尺度較小，部分煤粒未經(jīng)燃盡就會隨煙氣或煤氣排放了，降低了碳轉(zhuǎn)化率；所有物料都是交替通過煤氣爐和燃燒爐，這種運(yùn)行方式要求煤顆粒必須較細(xì)才能一次帶出，與常規(guī)循環(huán)流化床(物料粒徑在0-10mm之間)有很大區(qū)別，這樣無法發(fā)揮循環(huán)流化床的多次循環(huán)和多次燃燒的作用，且使系統(tǒng)調(diào)節(jié)困難，氣化效率和燃燒效率勢必較低。此外冷熱物料的輸送通過機(jī)械式的螺旋輸送機(jī)完成，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種煤氣一蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法。燃料在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)入熱交換器加熱水產(chǎn)生蒸汽，被旋風(fēng)分離器捕集的循環(huán)灰一部分直接返回燃燒室，另一部分進(jìn)入氣化室，燃料發(fā)生熱解和部分煤氣化反應(yīng)產(chǎn)生煤氣，反應(yīng)后的焦/半焦返回燃燒室燃燒；特點(diǎn)是物料在燃燒室及煙氣分離器、返料器組成的燃燒循環(huán)回路，和氣化室及煤氣分離器、返料器組成的氣化循環(huán)回路，兩個循環(huán)回路內(nèi)部循環(huán)，同時還在兩循環(huán)回路之間循環(huán)流動，兩循環(huán)回路可聯(lián)合運(yùn)行也可獨(dú)立運(yùn)行；燃燒產(chǎn)生的熱量用于加熱給水或/和提供熱解氣化反應(yīng)所需熱量；熱解氣化反應(yīng)所需熱量來自燃燒產(chǎn)生的高溫循環(huán)灰，或者燃料和煤氣的補(bǔ)燃；燃料和循環(huán)灰摻混均勻，在氣化爐中停留時間長，所產(chǎn)煤氣成分穩(wěn)定熱值高；系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活，燃料的利用率高；該方法可以用于熱解或氣化的燃料不僅包括煤，還包括含碳廢棄物和替代燃料(如生物質(zhì)、破碎的橡膠、塑料和干燥污泥等)。
本發(fā)明的目的還在于提出一種雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)裝置，該聯(lián)產(chǎn)裝置具有雙循環(huán)流化床回路，即循環(huán)流化床燃燒室、煙氣分離器、返料器組成的燃燒回路，和循環(huán)流化床氣化室、煤氣分離器、返料器組成的氣化回路，其中燃燒室所配返料器為可將循環(huán)灰送至燃燒室和氣化室的熱灰分配器，氣化室所配返料器為將循環(huán)灰返送回氣化室的常規(guī)返料器；兩個循環(huán)回路之間通過熱灰分配器和氣化室底部的床料返料器連通，進(jìn)行耦合，使燃燒和氣化過程即相互關(guān)聯(lián)，又相互獨(dú)立，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽和煤氣的穩(wěn)定輸出和獨(dú)立調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法，燃料在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)入熱交換器加熱水產(chǎn)生蒸汽，被旋風(fēng)分離器捕集的循環(huán)灰一部分直接返回燃燒室，另一部分進(jìn)入氣化室，燃料發(fā)生熱解和部分氣化反應(yīng)產(chǎn)生煤氣，反應(yīng)后的半焦返回燃燒室燃燒；其特征在于物料在燃燒室及煙氣分離器、返料器組成的燃燒循環(huán)回路，以及氣化室及煤氣分離器、返料器組成的氣化循環(huán)回路，兩個循環(huán)回路內(nèi)部循環(huán)；同時還在兩循環(huán)回路之間循環(huán)流動，燃燒產(chǎn)生的循環(huán)灰通過氣動控制的熱灰分配器分配，一部分直接返回爐膛，另一部分進(jìn)入氣化室，氣化室中的焦/半焦及循環(huán)灰通過氣化室底部的氣動控制的床料返料器返送至燃燒室；兩循環(huán)回路可聯(lián)合運(yùn)行也可獨(dú)立運(yùn)行；氣化室的流化介質(zhì)為空氣、蒸汽和煤氣，或者為空氣與蒸汽的混合氣，或者為空氣與煤氣的混合氣；燃燒產(chǎn)生的熱量用于加熱給水或/和提供熱解氣化反應(yīng)所需熱量；熱解氣化反應(yīng)所需熱量主要來自燃燒產(chǎn)生的高溫循環(huán)灰，如果氣化室溫度不夠高，可以采用燃料和煤氣的補(bǔ)燃。
該方法可以用于熱解或氣化的燃料不僅包括煤，還包括含碳廢棄物和替代燃料(如生物質(zhì)、破碎的橡膠、塑料和干燥污泥等)。
所述燃料和煤氣的補(bǔ)燃在氣化室內(nèi)、熱灰分配器內(nèi)或煤氣出口進(jìn)行。所述燃燒室的工作溫度為800-1000℃，熱解氣化室的工作溫度為700-950℃。
本發(fā)明提供的雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)裝置，包括一燃燒室1；所述的流化床燃燒室1下部室壁上設(shè)有爐前給料口11、脫硫劑加入口14、循環(huán)灰返料口12和半焦返料口13，燃燒室1底部設(shè)有流化空氣入口15以及底渣排放口，燃燒室1內(nèi)布置有水冷受熱面或做成絕熱壁面；一與燃燒室1上部相連通的煙風(fēng)分離器2；該煙風(fēng)分離器2的頂部煙氣出口管21連通一帶蒸汽出口的熱交換器8；一熱灰分配器5；所述熱灰分配器5包括設(shè)置在上部的進(jìn)料段51和位于進(jìn)料段51兩側(cè)的返料段52和53；進(jìn)料段51和返料段52，53的底部相連通，其下方布置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板54；布風(fēng)板54下方布置一字排列的風(fēng)室55，56，57和58；其左側(cè)風(fēng)室55位于左側(cè)返料段52的正下方，右側(cè)風(fēng)室58位于右側(cè)返料段53的正下方，位于中間的風(fēng)室56和57位于進(jìn)料段51的正下方；所述進(jìn)料段51與煙風(fēng)分離器2底部相連通；所述左側(cè)返料段52與燃燒室1下部的循環(huán)灰返料口12相連通；
一熱解氣化室3；所述熱解氣化室3下部室壁上設(shè)有給料口31、燃燒循環(huán)灰入口32和氣化循環(huán)灰返料口33，底部設(shè)有氣化劑入口34；所述燃燒循環(huán)灰入口32與熱灰分配器5的返料段53相連通；一床料返料器6；該床料返料器6位于氣化室3底部并與氣化室3底部相通，包括設(shè)置在熱解氣化室布風(fēng)板以下的進(jìn)口段61和位于進(jìn)口段61另一側(cè)的出口段62，進(jìn)口段61與出口段62底部連通，其下方布置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板63，布風(fēng)板63下方布置有一字排列的風(fēng)室64、65和66，右側(cè)風(fēng)室64位于進(jìn)口段61正下方，左側(cè)風(fēng)室65位于出口段62正下方，所述出口段62與燃燒室1下部半焦返料口13相連通；其特征在于，還包括一煤氣分離器4；該煤氣分離器4入口與氣化室3上部相連通，頂部設(shè)有煤氣出口管41；一返料器7；該返料器7位于煤氣分離器4下方，其入口與煤氣分離器4相連通，出口與氣化室3下部的氣化循環(huán)灰返料口33相連通。
本發(fā)明的聯(lián)產(chǎn)方法和聯(lián)產(chǎn)裝置，能夠同時穩(wěn)定地生產(chǎn)蒸汽和煤氣，能分別調(diào)節(jié)熱解氣化參數(shù)和蒸汽參數(shù)，并且可控制物料在熱解氣化室中的停留時間，提高氣化效率，還可通過控制熱解氣化室的溫度抑制大分子(如焦油)的生成；可以通過向熱解氣化室內(nèi)加入石灰石等脫硫劑，可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)高效脫硫，大幅度降低煤氣中H2S的濃度。
本發(fā)明的聯(lián)產(chǎn)方法和聯(lián)產(chǎn)裝置，具有兩個循環(huán)流化床物料回路，一個燃燒回路和一個氣化回路，兩個回路通過熱灰分配器和床料返料器耦合，使燃燒和熱解氣化過程既相互關(guān)聯(lián)又相對獨(dú)立，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽與煤氣穩(wěn)定輸出和獨(dú)立調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的聯(lián)產(chǎn)方法和聯(lián)產(chǎn)裝置，運(yùn)行方式靈活，除聯(lián)產(chǎn)方式運(yùn)行外，還可作為兩個獨(dú)立的裝置運(yùn)行，即熱灰分配器將循環(huán)灰全部返送回燃燒室，熱解氣化室底部的床料返料器不返送物料至燃燒室；燃燒室仍生產(chǎn)蒸汽，熱解氣化室以部分燃燒部分氣化方式運(yùn)行，生產(chǎn)煤氣。
本發(fā)明的聯(lián)產(chǎn)方法和聯(lián)產(chǎn)裝置，燃燒室以常規(guī)燃燒方式運(yùn)行，熱解氣化室可以三種方式運(yùn)行a)燃料的熱解。熱解氣化室通入煤氣或CO2、N2等惰性氣體作為流化介質(zhì)，燃料吸收熱灰分配器送入的循環(huán)灰?guī)氲臒崃?，發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解煤氣；b)燃料的氣化。氣化室通入空氣、水蒸汽、氧氣或這些氣體的混合物作為流化介質(zhì)，燃料在氣化室中發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)生煤氣；c)燃料的氣化和補(bǔ)燃。當(dāng)熱解氣化室內(nèi)溫度偏低時，燃料在熱解氣化過程中易產(chǎn)生焦油等大分子有機(jī)物；此時可以通過燃燒一部分燃料或煤氣的方式提升溫度，分解這些大分子有機(jī)物。補(bǔ)燃可在三種位置進(jìn)行①在氣化室內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)燃，通入空氣或者蒸汽與空氣的混合氣作為氣化室的流化介質(zhì)，部分燃料和煤氣燃燒放出熱量，作為燃料發(fā)生氣化反應(yīng)所需熱量的補(bǔ)充；②在熱灰分配器與氣化室連通的返料段內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)燃，通入空氣作為該返料段的流化介質(zhì)，使循環(huán)灰中的燃料繼續(xù)燃燒，提高循環(huán)灰的溫度，從而帶入更多熱量到氣化室中，并提高氣化室的溫度；③在氣化室煤氣出口進(jìn)行補(bǔ)燃，在煤氣出口提供空氣與部分煤氣燃燒放熱，提高煤氣溫度。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于①可單獨(dú)作為蒸汽鍋爐運(yùn)行，也可實(shí)現(xiàn)煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)，蒸汽可用于工業(yè)應(yīng)用或發(fā)電，煤氣中大分子有機(jī)物(如焦油)的含量很低；②可應(yīng)用于新建循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)爐，也可以用于將常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐改建為煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)爐；③熱解氣化爐以循環(huán)流化床方式運(yùn)行，燃料與循環(huán)灰摻混均勻，在氣化爐內(nèi)停留時間長，氣化反應(yīng)完全，產(chǎn)生的煤氣經(jīng)旋風(fēng)分離器凈化后輸出，成分穩(wěn)定，煤氣熱值高；③熱解氣化爐可以熱解或氣化煤，以及含碳廢棄物和替代燃料(如生物質(zhì)、破碎的橡膠、塑料和干燥污泥等)；④煤氣生產(chǎn)流程運(yùn)行方式多樣，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活機(jī)動；⑤氣化爐中產(chǎn)生的半焦送入燃燒室燃盡，可有效提高燃料利用率；⑥通過向熱解氣化室內(nèi)加入石灰石等脫硫劑，可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)高效簡廉脫硫，減少環(huán)境污染。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的熱灰分配器部件圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的床料返料器部件圖。
燃燒室1 爐前給料口11 循環(huán)灰返料口12半焦返料口13 脫硫劑加入口14流化空氣入口15煙氣分離器2 煙氣出口管21 氣化室3氣化室給料口31 燃燒循環(huán)灰入口32 氣化循環(huán)灰返料口33氣化劑入口34 煤氣分離器4 煤氣出口管41
熱灰分配器5 進(jìn)料段51 返料段52，53布風(fēng)板54風(fēng)室55、56、57、58床料返料器6返料器7 熱交換器8具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述如附圖1所示，本發(fā)明提供雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)爐，包括燃燒室1、旋風(fēng)分離器2、熱灰分配器5、氣化室3、旋風(fēng)分離器4、返料器7、床料返料器6及輔助管道等；所述的燃燒室1下部室壁上設(shè)有爐前給料口11、脫硫劑加入口14、循環(huán)灰返料口12和半焦返料口13，燃燒室1的底部設(shè)有流化空氣入口15，燃燒室壁為水冷受熱面或絕熱壁面；所述的旋風(fēng)分離器2入口與燃燒室1上部相連通，頂部的煙氣出口21與熱交換器6連通；所述的氣化室3下部室壁上設(shè)有給料口31、燃燒循環(huán)灰入口32和氣化循環(huán)灰返料口33，底部設(shè)有氣化劑入口34；所述的旋風(fēng)分離器4入口與氣化室3上部相連通，頂部設(shè)有煤氣出口管41；如附圖2所示，所述熱灰分配器5包括設(shè)置在上部的進(jìn)料段51和位于進(jìn)料段31兩側(cè)的返料段52和53；進(jìn)料段51、返料段52和返料段53底部相連通，其下方布置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板54；布風(fēng)板54下方布置一字排列的風(fēng)室55、56、57和58；其左側(cè)風(fēng)室55位于左側(cè)返料段52的正下方，右側(cè)風(fēng)室58位于右側(cè)返料段53的正下方，位于中間的風(fēng)室56和57位于進(jìn)料段51的正下方；所述進(jìn)料段51與旋風(fēng)分離器2的底部相連通；所述左側(cè)返料段52與燃燒室1下部連通；所述右側(cè)返料段53與氣化室3下部連通；所述返料器7入口與煤氣分離器4相連通，出口與氣化室3下部的氣化循環(huán)灰返料口33相連通；如附圖3所示，所述床料返料器6包括設(shè)置在氣化室布風(fēng)板以下的入口段61和與燃燒室1下部半焦返料口13連通的出口段62；進(jìn)口段61與出口段62底部連通，其下方布置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板63，布風(fēng)板下方布置風(fēng)室64、65和66，右側(cè)風(fēng)室64位于進(jìn)口段61正下方，左側(cè)風(fēng)室65位于出口段62正下方，中間風(fēng)室66位于進(jìn)口段61與出口段62之間的底部連通部分的正下方；所述熱交換器8與煙氣分離器2的煙氣出口管21相連，來自燃燒室1水冷受熱面的熱水，或直接進(jìn)入熱交換器8的給水，被來自煙氣分離器2的煙氣加熱，產(chǎn)生蒸汽。
本發(fā)明的雙循環(huán)流化床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)爐運(yùn)行時，從爐前給料口11加入的燃料在燃燒室1內(nèi)流化燃燒，燃燒室1溫度控制在950℃左右，煙氣流經(jīng)煙氣分離器2，循環(huán)灰被捕集，煙氣經(jīng)煙氣出口管21流經(jīng)熱交換器8，加熱來自燃燒室1水冷受熱面的熱水或給水，產(chǎn)生蒸汽；溫度約930℃左右的循環(huán)灰進(jìn)入熱灰分配器5，一部分直接返回燃燒室，另一部分進(jìn)入氣化室4，與從氣化室給料口31加入的燃料一起被氣化劑流化并充分混合，將氣化室4內(nèi)的溫度控制在不易產(chǎn)生焦油的850℃左右的范圍內(nèi)，發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，生成煤氣，煤氣流經(jīng)煤氣分離器4，焦/半焦和循環(huán)灰被捕集，經(jīng)返料器7送回氣化室3，煤氣經(jīng)煤氣出口管41輸出；氣化室3內(nèi)的焦/半焦通過床料返料器6送回燃燒室1繼續(xù)燃燒；從脫硫劑加入口12加入的石灰石在高溫下煅燒分解生成氧化鈣，在燃燒回路中與二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成固態(tài)的硫酸鈣，在氣化室4中與燃料中的硫生成的硫化氫發(fā)生反應(yīng)生成固態(tài)的硫化鈣，它們穩(wěn)定地富集在底渣和飛灰中排出，大大降低了煙氣和煤氣中的硫含量。
床料返料器6為一個氣動控制的返料閥，其進(jìn)口段為移動床，出口段為鼓泡床，通過調(diào)節(jié)風(fēng)室64、65和66的流化風(fēng)量，可以控制通過該床料返料器的物料流率，從而實(shí)現(xiàn)對從氣化室返送回燃燒室的焦/半焦量的控制。
通過改變熱灰分配器5的風(fēng)室55、風(fēng)室56、風(fēng)室57和風(fēng)室58的流化風(fēng)量的比例，可調(diào)節(jié)循環(huán)灰進(jìn)入返料段52和返料段53的比例，即調(diào)節(jié)了循環(huán)灰返回燃燒室1與進(jìn)入氣化室3的比例的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)了氣化室3的溫度，配合給料口31的給料量和床料返料器6的返料率的調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)對煤氣產(chǎn)率的控制。再調(diào)節(jié)爐前給料口11的給料量，可實(shí)現(xiàn)對蒸汽產(chǎn)率的控制。從而實(shí)現(xiàn)了燃燒和氣化過程的分開控制，保證了煤氣和蒸汽可以同時按額定產(chǎn)率生產(chǎn)。
當(dāng)蒸汽需求較大，煤氣需求較小時，可調(diào)節(jié)熱灰分配器的流化風(fēng)量，使循環(huán)灰主要返回燃燒室，較少甚至不送入氣化室；若循環(huán)灰?guī)霟崃坎蛔阋詽M足氣化室內(nèi)熱解氣化反應(yīng)的需要，氣化室溫度偏低，無法維持在不易產(chǎn)生焦油的溫度范圍內(nèi)時，可以從氣化室底部通入空氣，利用部分燃料在氣化室中燃燒放熱，滿足其余燃料熱解氣化反應(yīng)的需要；或者在氣化室出口燒掉部分煤氣，提高煤氣溫度分解焦油。
權(quán)利要求
1.一種雙循環(huán)流化床煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法，燃料在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)入熱交換器加熱水產(chǎn)生蒸汽，被旋風(fēng)分離器捕集的循環(huán)灰一部分直接返回燃燒室，另一部分進(jìn)入氣化室，燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)產(chǎn)生煤氣，反應(yīng)后的焦/半焦返回燃燒室燃燒；其特征在于物料在燃燒室及煙氣分離器、返料器組成的燃燒循環(huán)回路，以及氣化室及煤氣分離器、返料器組成的氣化循環(huán)回路，兩個循環(huán)回路內(nèi)部循環(huán)；同時還在兩循環(huán)回路之間循環(huán)流動，燃燒產(chǎn)生的循環(huán)灰通過氣動控制的熱灰分配器分配，一部分直接返回爐膛，另一部分進(jìn)入氣化室，氣化室中的焦/半焦及循環(huán)灰通過氣化室底部的氣動控制的床料返料器返送至燃燒室；兩循環(huán)回路可聯(lián)合運(yùn)行也可獨(dú)立運(yùn)行；氣化室的流化介質(zhì)為空氣、蒸汽和煤氣，或者為空氣與蒸汽的混合氣，或者為空氣與煤氣的混合氣；燃燒產(chǎn)生的熱量用于加熱給水或/和提供熱解氣化反應(yīng)所需熱量；熱解氣化反應(yīng)所需熱量主要來自燃燒產(chǎn)生的高溫循環(huán)灰，或者燃料和煤氣的補(bǔ)燃。
2.按權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)流化床煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，所述的燃料為煤、含碳廢棄物或替代燃料；所述的含碳廢棄物和替代燃料為生物質(zhì)、破碎的橡膠、塑料或干燥污泥。
3.按權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)流化床煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，所述燃料和煤氣的補(bǔ)燃在氣化室內(nèi)、熱灰分配器內(nèi)或煤氣出口進(jìn)行。
4.按權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)流化床煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于，所述燃燒室(1)的工作溫度為800-1000℃，熱解氣化室(2)的工作溫度為700-950℃。
5.一種雙循環(huán)流化床煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)裝置，包括一燃燒室(1)；所述的流化床燃燒室(1)下部室壁上設(shè)有爐前給料口(11)、脫硫劑加入口(14)、循環(huán)灰返料口(12)和半焦返料口(13)，燃燒室(1)底部設(shè)有流化空氣入口(15)以及底渣排放口，燃燒室(1)內(nèi)布置有水冷受熱面或做成絕熱壁面；一與燃燒室(1)上部相連通的煙風(fēng)分離器(2)；該煙風(fēng)分離器(2)的頂部煙氣出口管(21)連通一帶蒸汽出口的熱交換器(8)；一熱灰分配器(5)；所述熱灰分配器(5)包括設(shè)置在上部的進(jìn)料段(51)和位于進(jìn)料段(51)兩側(cè)的返料段(52)和(53)；進(jìn)料段(51)和返料段52，53)的底部相連通，其下方布置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板(54)；布風(fēng)板(54)下方布置一字排列的風(fēng)室(55，56，57和58)；其左側(cè)風(fēng)室(55)位于左側(cè)返料段(52)的正下方，右側(cè)風(fēng)室(58)位于右側(cè)返料段(53)的正下方，位于中間的風(fēng)室(56)和(57)位于進(jìn)料段(51)的正下方；所述進(jìn)料段(51)與煙風(fēng)分離器(2)底部相連通；所述左側(cè)返料段(52)與燃燒室(1)下部的循環(huán)灰返料口(12)相連通；一熱解氣化室(3)；所述熱解氣化室(3)下部室壁上設(shè)有給料口(31)、燃燒循環(huán)灰入口(32)和氣化循環(huán)灰返料口(33)，底部設(shè)有氣化劑入口(34)；所述燃燒循環(huán)灰入口(32)與熱灰分配器(5)的返料段(53)相連通；一床料返料器(6)；該床料返料器(6)位于氣化室(3)底部并與氣化室(3)底部相通，包括設(shè)置在熱解氣化室布風(fēng)板以下的進(jìn)口段(61)和位于進(jìn)口段(61)另一側(cè)的出口段(62)，進(jìn)口段(61)與出口段(62)底部連通，其下方布置有帶風(fēng)帽的布風(fēng)板(63)，布風(fēng)板(63)下方布置有一字排列的風(fēng)室(64)、(65)和(66)，右側(cè)風(fēng)室(64)位于進(jìn)口段(61)正下方，左側(cè)風(fēng)室(65)位于出口段(62)正下方，所述出口段(62)與燃燒室(1)下部半焦返料口(13)相連通；其特征在于，還包括一煤氣分離器(4)；該煤氣分離器(4)入口與氣化室(3)上部相連通，頂部設(shè)有煤氣出口管(41)；一返料器(7)；該返料器(7)位于煤氣分離器(4)下方，其入口與煤氣分離器(4)相連通，出口與氣化室(3)下部的氣化循環(huán)灰返料口(33)相連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及的煤氣一蒸汽聯(lián)產(chǎn)方法和聯(lián)產(chǎn)爐，燃料在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)入熱交換器加熱水產(chǎn)生蒸汽，被旋風(fēng)分離器捕集的循環(huán)灰一部分直接返回燃燒室，另一部分進(jìn)入氣化室，燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)產(chǎn)生煤氣，反應(yīng)后的焦/半焦返回燃燒室燃燒；聯(lián)產(chǎn)爐具有雙循環(huán)流化床回路，即循環(huán)流化床燃燒室、煙氣分離器、返料器組成的燃燒回路，和循環(huán)流化床氣化室、煤氣分離器、返料器組成的氣化回路，兩個回路通過熱灰分配器和床料返料器耦合，使燃燒和氣化過程既相互關(guān)聯(lián)，又相對獨(dú)立，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽與煤氣穩(wěn)定輸出、獨(dú)立調(diào)節(jié)；其運(yùn)行方式靈活，除作為聯(lián)產(chǎn)爐運(yùn)行外，還可獨(dú)立運(yùn)行。除煤之外，該方法還可用于熱解或氣化含碳廢棄物或替代燃料。
文檔編號F22B33/18GK1754945SQ200410081018
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者呂清剛, 那永潔, 包紹麟, 高鳴, 孫運(yùn)凱, 賀軍, 贠小銀 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所