專利名稱：多級流化床載氧煤氣發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用載氧體將低灰份煤/煤焦/石油焦進(jìn)行類似于純氧氣化的煤氣化的裝置，尤其涉及一種多級流化床載氧煤氣發(fā)生器。
背景技術(shù)：
能源利用的可持續(xù)發(fā)展策略之一，實(shí)現(xiàn)能源的高效清潔利用。煤作為第一大化石能源，煤氣化是實(shí)現(xiàn)煤的高效清潔利用的主要方法。常規(guī)煤氣化方法，主要通過部分燃燒的方法實(shí)現(xiàn)煤的氣化，使用空氣作為氣化介質(zhì)是，煤氣的熱值較低，且伴有氮氧化物生成；使用純氧作為氣化介質(zhì)，可以避免氮氧化物的生成，煤氣的熱值也得到提高，但是制取純氧，需要消耗大量的能源(如用于煤氣化發(fā)電，可占廠用電率10％以上)，因此，以純氧作為氣化介質(zhì)的制取煤氣方法和裝置存在著能耗大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種低能耗的類似于純氧氣化的純氧置換煤氣化裝置，由本實(shí)用新型制得的煤氣具有熱值高的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種多級流化床載氧煤氣發(fā)生器，由循環(huán)流化床1和鼓泡流化床3組成，在循環(huán)流化床1內(nèi)放置有金屬硫化物，在循環(huán)流化床1的下端設(shè)有流化空氣進(jìn)口A，在鼓泡流化床3的下端設(shè)有流化氣體的進(jìn)口C，在循環(huán)流化床1的上部連通有貧氧空氣分離器5，在貧氧空氣分離器5的下端連接有喇叭形返料腿6且貧氧空氣分離器5的下端與喇叭形返料腿6的小端口連接，喇叭形返料腿6的大端口與鼓泡流化床3的下部相通，在鼓泡流化床3的上部連通有煤氣分離器4。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)在循環(huán)流化床內(nèi)，金屬硫化物(如硫化鈣、硫化鈉等)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)
反應(yīng)生成的CaSO4、Na2SO4經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后，進(jìn)入料腿，與燃料一起，進(jìn)入鼓泡流化床，在鼓泡流化床內(nèi)，載氧后的硫酸鹽與煤發(fā)生還原反應(yīng)，釋放出氧
產(chǎn)生的煤氣，經(jīng)過旋風(fēng)分離器分離出固體物料，排出煤氣。分離的固體物料可經(jīng)料腿與貧氧空氣旋風(fēng)分離器的返料和燃料一起，進(jìn)入鼓泡流化床。鼓泡流化床反應(yīng)后的金屬硫化物(CaS、Na2S)可通過料腿進(jìn)入移動(dòng)床，再返回到循環(huán)流化床，進(jìn)行氧化再生反應(yīng)，完成載氧再生過程。
(2)本實(shí)用新型采用了兩種變截面積的返料腿，連接兩個(gè)旋風(fēng)分離器和鼓泡床的料腿；采用上部連接旋風(fēng)分離器處的截面積小、下部連接鼓泡流化床處的截面積大的結(jié)構(gòu)，保證燃料與載氧體的充分混合；連接鼓泡流化床和移動(dòng)床的料腿采用料上面鼓泡流化床處的截面積大、連接移動(dòng)床處的截面積小的結(jié)構(gòu)；連接鼓泡流化床和移動(dòng)床的料腿以及循環(huán)流化床和移動(dòng)床之間的隔板阻止了循環(huán)流化床和鼓泡流化床之間的氣體泄漏摻混。鼓泡流化床的運(yùn)行溫度維持在1000℃左右，在鼓泡流化床內(nèi)固體燃料與載氧體進(jìn)行反應(yīng)，生成煤氣，經(jīng)過分離器，得到干凈的煤氣。床內(nèi)溫度可適當(dāng)通過加熱設(shè)備予以維持。載氧體的載氧再生是在循環(huán)流化床內(nèi)完成內(nèi)，循環(huán)流化床的運(yùn)行溫度可控制在1250℃左右，剩余熱量可以通過鋪設(shè)受熱面予以控制。
(3)本實(shí)用新型通過金屬硫酸鹽作為載氧體，與低灰份煤/煤焦/石油焦再1000℃的條件下，直接反應(yīng)制取煤氣，制取煤氣的方式類似于純氧作氣化劑制取煤氣，但是無需制取純氧的能量消耗(通常對于發(fā)電來說，其制氧能量消耗占廠用電10％以上)，制取的煤氣熱值相對以空氣作為氧化劑高(通常以空氣作為氣化劑時(shí)，煤氣被空氣中大量的氮?dú)庀♂?，熱值較低，且在后續(xù)的燃燒中，會(huì)生成大量的NOx，而脫除NOx需要額外的能源消耗和設(shè)備投資)。
(4)本實(shí)用新型的鼓泡流化床和移動(dòng)床之間的收縮口料腿、移動(dòng)床和移動(dòng)床與循環(huán)流化床之間的隔板三者之間的組合，能有效地將鼓泡流化床產(chǎn)生的煤氣與循環(huán)流化床中的空氣有效的隔絕，阻止兩股氣流的串流，而且保持鼓泡流化床內(nèi)反應(yīng)后的金屬硫化物流入循環(huán)流化床路徑的暢通。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖中E為煤氣出口，F(xiàn)為貧氧空氣出口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種用于多級流化床載氧煤氣發(fā)生器，由循環(huán)流化床1和鼓泡流化床3組成，在循環(huán)流化床1內(nèi)放置有金屬硫化物，在循環(huán)流化床1的下端設(shè)有流化空氣進(jìn)口A，在鼓泡流化床3的下端設(shè)有流化氣體的進(jìn)口C，其特征在于在循環(huán)流化床1的上部連通有貧氧空氣分離器5，在貧氧空氣分離器5的下端連接有喇叭形返料腿6且貧氧空氣分離器5的下端與喇叭形返料腿6的小端口連接，喇叭形返料腿6的大端口與鼓泡流化床3的下部相通，在鼓泡流化床3的上部連通有煤氣分離器4，在本實(shí)施例中，在循環(huán)流化床1與鼓泡流化床3之間設(shè)有移動(dòng)床2，在鼓泡流化床3的中部連通有收縮口料腿7，收縮口料腿7的小端口與移動(dòng)床2的下部相通，移動(dòng)床2的上部與循環(huán)流化床1的中下部相通，在移動(dòng)床2的下端設(shè)有流化風(fēng)的進(jìn)口B，循環(huán)流化床1的床層與移動(dòng)床2的床層為內(nèi)部互通的一體化床層，在位于一體化床層的下部邊緣設(shè)有隔板12且由隔板12與一體化床層下部構(gòu)成的空腔為移動(dòng)床2的床層，由隔板12與一體化床層構(gòu)成的另一空腔為循環(huán)流化床1床層，在隔板12的上端設(shè)有能使循環(huán)流化床(1)床層與移動(dòng)床2床層互通的孔121，煤氣分離器4的下端與喇叭形返料腿6連通，在喇叭形返料腿6上設(shè)有燃料進(jìn)口D，貧氧空氣分離器5和煤氣分離器4均為旋風(fēng)分離器。
權(quán)利要求1.一種多級流化床載氧煤氣發(fā)生器，由循環(huán)流化床(1)和鼓泡流化床(3)組成，在循環(huán)流化床(1)內(nèi)放置有金屬硫化物，在循環(huán)流化床(1)的下端設(shè)有流化空氣進(jìn)口(A)，在鼓泡流化床(3)的下端設(shè)有流化氣體的進(jìn)口(C)，其特征在于在循環(huán)流化床(1)的上部連通有貧氧空氣分離器(5)，在貧氧空氣分離器(5)的下端連接有喇叭形返料腿(6)且貧氧空氣分離器(5)的下端與喇叭形返料腿(6)的小端口連接，喇叭形返料腿(6)的大端口與鼓泡流化床(3)的下部相通，在鼓泡流化床(3)的上部連通有煤氣分離器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生器，其特征在于在循環(huán)流化床(1)與鼓泡流化床(3)之間設(shè)有移動(dòng)床(2)，在鼓泡流化床(3)的中部連通有收縮口料腿(7)，收縮口料腿(7)的小端口與移動(dòng)床(2)的下部相通，移動(dòng)床(2)的上部與循環(huán)流化床(1)的中下部相通，在移動(dòng)床(2)的下端設(shè)有流化風(fēng)的進(jìn)口(B)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤氣發(fā)生器，其特征在于循環(huán)流化床(1)的床層與移動(dòng)床(2)的床層為內(nèi)部互通的一體化床層，在位于一體化床層的下部邊緣設(shè)有隔板(12)且由隔板(12)與一體化床層下部構(gòu)成的空腔為移動(dòng)床(2)的床層，由隔板(12)與一體化床層構(gòu)成的另一空腔為循環(huán)流化床(1)床層，在隔板(12)的上端設(shè)有能使循環(huán)流化床(1)床層與移動(dòng)床(2)床層互通的孔(121)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的煤氣發(fā)生器，其特征在于煤氣分離器(4)的下端與喇叭形返料腿(6)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤氣發(fā)生器，其特征在于在喇叭形返料腿(6)上設(shè)有燃料進(jìn)口(D)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤氣發(fā)生器，其特征在于貧氧空氣分離器(5)和煤氣分離器(4)均為旋風(fēng)分離器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多級流化床載氧煤氣發(fā)生器，由循環(huán)流化床1和鼓泡流化床3組成，在循環(huán)流化床1內(nèi)放置有金屬硫化物，在循環(huán)流化床1的下端設(shè)有流化空氣進(jìn)口A，在鼓泡流化床3的下端設(shè)有流化氣體的進(jìn)口C，在循環(huán)流化床1的上部連通有貧氧空氣分離器5，在貧氧空氣分離器5的下端連接有喇叭形返料腿6且貧氧空氣分離器5的下端與喇叭形返料腿6的小端口連接，喇叭形返料腿6的大端口與鼓泡流化床3的下部相通，在鼓泡流化床3的上部連通有煤氣分離器4，本實(shí)用新型具有由本實(shí)用新型制得的煤氣具有熱值高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C10J3/54GK2758263SQ20042005494
公開日2006年2月15日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者向文國, 李政 申請人:東南大學(xué)