專利名稱：固體燃料的間接氣化裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為固體燃料氣化的一種裝置及方法，尤其是固體燃料的間接氣化裝置 及方法。
背景技術(shù)：
固體燃料氣化是實(shí)現(xiàn)固體燃料的高效清潔利用的主要途徑之一?，F(xiàn)有的固體 燃料氣化方法，主要通過(guò)在單一反應(yīng)器內(nèi)和空氣或氧氣進(jìn)行部分燃燒的方法實(shí)現(xiàn) 固體燃料的氣化過(guò)程，以空氣為氣化劑，固體燃料在氣化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行部分燃燒 和氣化，固體燃料氣化所需熱量由燃燒過(guò)程提供，結(jié)果使得燃燒產(chǎn)生的煙氣摻混到氣化產(chǎn)物中，顯著降低固體燃料氣化產(chǎn)物的品質(zhì)；使用純氧作為氣化介質(zhì)，可 以顯著地提高固體燃料氣化產(chǎn)物的熱值，但需要制取純氧，消耗大量的能量。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種固體燃料的間接氣化裝置及方法，將 固體燃料的氣化和燃燒過(guò)程分隔開(kāi)來(lái)，用該方法氣化固體燃料能得到高品質(zhì)的氣 化產(chǎn)物，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。技術(shù)方案本發(fā)明釆用兩個(gè)不同的反應(yīng)器一氣化反應(yīng)器和燃燒反應(yīng)器，將 固體燃料氣化和燃燒過(guò)程分隔開(kāi)來(lái)，固體燃料氣化過(guò)程在噴動(dòng)流化床氣化反應(yīng)器 內(nèi)進(jìn)行，燃燒過(guò)程發(fā)生在循環(huán)流化床燃燒反應(yīng)器內(nèi)，兩個(gè)反應(yīng)器之間依靠惰性熱 載體顆粒進(jìn)行熱量傳遞，氣化過(guò)程產(chǎn)生的燃料氣體和燃燒產(chǎn)生的煙氣分隔開(kāi)來(lái)， 得到高品質(zhì)的燃料氣體。本發(fā)明的固體燃料的間接氣化裝置包括循環(huán)流化床、旋風(fēng)分離器、噴動(dòng)流化 床、外置隔離器和返料管；循環(huán)流化床上部與旋風(fēng)分離器的上部相連通，旋風(fēng)分 離器下部的料腿插入噴動(dòng)流化床中，噴動(dòng)流化床下部和外置隔離器下部相連通， 外置隔離器通過(guò)返料管和循環(huán)流化床的下部相連通，循環(huán)流化床的底部設(shè)有空氣 /氧氣進(jìn)氣口，旋風(fēng)分離器的頂部為燃燒煙氣出氣口，噴動(dòng)流化床的上部為燃料氣體出氣口，噴動(dòng)流化床的底部設(shè)有氣化介質(zhì)進(jìn)口，噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域設(shè) 有固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口，外置隔離器的底部設(shè)有隔離氣體進(jìn)口，循環(huán)流 化床、噴動(dòng)流化床和外置隔離器內(nèi)的床料為惰性熱載體顆粒。固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法為a 熱解氣化反應(yīng)采用氣力輸送的方法將固體燃料從噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域 的固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口輸送進(jìn)入噴動(dòng)流化床內(nèi)，氣化介質(zhì)從噴動(dòng)流 化床底部的氣化介質(zhì)進(jìn)口進(jìn)入噴動(dòng)流化床中，循環(huán)流化床內(nèi)的高溫惰性熱載 體顆粒經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后進(jìn)入噴動(dòng)流化床，噴動(dòng)流化床內(nèi)的高溫惰性熱載 體顆粒對(duì)固體燃料和氣化介質(zhì)進(jìn)行加熱，固體燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，產(chǎn)生 氫氣、 一氧化碳和甲烷等燃料氣體，固體燃料中焦炭顆粒進(jìn)一步與氣化介質(zhì) 發(fā)生氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng)剩余的焦炭顆粒和惰性熱載體顆粒從噴動(dòng)流化床下 部經(jīng)過(guò)外置隔離器和返料管流入循環(huán)流化床，固體燃料氣化的氣體產(chǎn)物從噴 動(dòng)流化床上部的燃料氣體出氣口排出，隔離氣體從外置隔離器底部的隔離氣 體進(jìn)口進(jìn)入外置隔離器，對(duì)外置隔離器內(nèi)惰性熱載體顆粒進(jìn)行流化，調(diào)節(jié)隔 離氣體的流量大小，控制循環(huán)流化床和噴動(dòng)流化床之間的惰性熱載體顆粒循 環(huán)速率，維持噴動(dòng)流化床內(nèi)氣化溫度，所述的氣化介質(zhì)為水蒸汽或二氧化碳， 所述的隔離氣體為水蒸汽、二氧化碳、氮?dú)獾炔缓鯕獾臍怏w，所述的惰性 熱載體顆粒為砂子、灰渣等惰性固體顆粒；b 燃燒反應(yīng)循環(huán)流化床釆用空氣/氧氣流化，從噴動(dòng)流化床經(jīng)過(guò)外置隔離器 和返料管進(jìn)入到循環(huán)流化床內(nèi)的焦炭顆粒和空氣/氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，放出 的熱量對(duì)惰性熱載體顆粒進(jìn)行加熱，加熱后的高溫惰性熱載體顆粒經(jīng)旋風(fēng)分 離器分離后返回到噴動(dòng)流化床內(nèi)，為固體燃料熱解氣化提供熱源；C采用雙重顆粒密封的方法，即利用外置隔離器和料腿的顆粒物料進(jìn)行密封， 阻止循環(huán)流化床內(nèi)燃燒的煙氣產(chǎn)物和噴動(dòng)流化床內(nèi)氣化的氣體產(chǎn)物的雙向 竄混，避免噴動(dòng)流化床氣化反應(yīng)器爆炸燃燒，保證整個(gè)裝置的安全運(yùn)行，同 時(shí)從噴動(dòng)流化床上部的燃料氣體出氣口獲得不含燃燒煙氣產(chǎn)物的高品質(zhì)燃 料氣體。所述的氣化介質(zhì)為水蒸汽或二氧化碳。所述的隔離氣體為水蒸汽、二氧化碳、 氮?dú)獾炔缓鯕獾臍怏w。所述的惰性熱載體顆粒為砂子、灰渣等惰性固體顆粒。所述的，循環(huán)流化床處于900 120(TC的狀態(tài)，噴動(dòng)流化床處于600 100(TC的 狀態(tài)。將噴動(dòng)流化床底部的氣化介質(zhì)進(jìn)口并入噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域的固體燃 料和氣力輸送氣體進(jìn)口，氣化介質(zhì)全部從固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口輸送進(jìn)入 噴動(dòng)流化床。有益效果常規(guī)的流化床固體燃料氣化，以砂子、灰渣為床料，空氣(氧氣)、 水蒸汽或氧氣和水蒸汽的混合氣體為流化氣體，固體燃料在流化床內(nèi)進(jìn)行部分燃 燒和氣化，固體燃料氣化所需熱量由燃燒過(guò)程提供，結(jié)果使得燃燒產(chǎn)生的煙氣產(chǎn) 物摻混到氣化產(chǎn)物中，使得固體燃料氣化產(chǎn)物品質(zhì)低下。本發(fā)明為固體燃料間接氣化的一種方法，具體為固體燃料熱解氣化反應(yīng)器采 用噴動(dòng)流化床，焦炭燃燒反應(yīng)器采用循環(huán)流化床，將固體燃料熱解氣化和焦炭的 燃燒過(guò)程分隔開(kāi)來(lái)，噴動(dòng)流化床和循環(huán)流化床之間依靠惰性熱載體顆粒進(jìn)行熱量 傳遞；將氣化介質(zhì)從噴動(dòng)流化床底部加入噴動(dòng)流化床內(nèi)，從噴動(dòng)流化床底部中心 區(qū)域進(jìn)來(lái)的固體燃料顆粒和氣力輸送氣體向上穿過(guò)噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域，并 與向下運(yùn)動(dòng)的高溫惰性熱載體顆粒形成逆流接觸，固體燃料和氣化介質(zhì)、高溫惰 性熱載體顆粒劇烈混合，發(fā)生強(qiáng)烈的熱量和質(zhì)量交換，使得剛進(jìn)入噴動(dòng)流化床內(nèi) 的固體燃料瞬間加熱到床內(nèi)溫度(600 100(TC)，固體燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)， 產(chǎn)生氫氣、 一氧化碳和甲烷等燃料氣體，固體燃料中的焦炭顆粒進(jìn)一步與氣化介 質(zhì)發(fā)生氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng)剩余的焦炭顆粒和惰性熱載體顆粒從外置隔離器經(jīng)過(guò) 返料管流入循環(huán)流化床，固體燃料氣化的氣體產(chǎn)物從噴動(dòng)流化床上部排出；循環(huán) 流化床內(nèi)焦炭顆粒和空氣/氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)惰性熱載 體顆粒進(jìn)行加熱，高溫惰性熱載體經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后返回到噴動(dòng)流化床內(nèi)，為 固體燃料熱解氣化提供熱源；采用隔離氣體對(duì)外置隔離器內(nèi)惰性熱載體顆粒進(jìn)行 流化，將循環(huán)流化床內(nèi)燃燒過(guò)程和噴動(dòng)流化床內(nèi)固體燃料熱解氣化分隔開(kāi)來(lái)，外 置隔離器和旋風(fēng)分離器的料腿阻止循環(huán)流化床內(nèi)燃燒的煙氣產(chǎn)物和噴動(dòng)流化床 內(nèi)氣化的氣體產(chǎn)物的雙向竄混，避免噴動(dòng)流化床爆炸燃燒，保證整個(gè)裝置的安全 運(yùn)行，同時(shí)從噴動(dòng)流化床上部出氣口獲得不含燃燒煙氣產(chǎn)物的高品質(zhì)燃料氣體； 外置隔離器的另一個(gè)功能是顯著增加該氣化裝置中噴動(dòng)流化床的床料高度，使得 固體燃料在噴動(dòng)流化床內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，促使固體燃料在噴動(dòng)流化床內(nèi)充分熱解氣化，提高氣化效率，降低固體燃料氣化產(chǎn)物中焦油含量。在整個(gè)固體燃料氣化反應(yīng)過(guò)程中，循環(huán)流化床處于900 1200。C的狀態(tài)，噴動(dòng)流化床處于600 1000 'C的狀態(tài)，循環(huán)流化床和噴動(dòng)流化床之間依靠惰性熱載體顆粒進(jìn)行熱量傳遞，其 裝置及方法有著廣泛的社會(huì)效益和工業(yè)應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中有循環(huán)流化床l，惰性熱載體顆粒11， 旋風(fēng)分離器2，旋風(fēng)分離器的料腿21，噴動(dòng)流化床3，外置隔離器4，返料管5， 空氣/氧氣進(jìn)氣口A，燃燒煙氣出氣口B，燃料氣體出氣口C，氣化介質(zhì)進(jìn)口D， 固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口E，隔離氣體進(jìn)口F。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的固體燃料的間接氣化裝置，由循環(huán)流化床l、旋風(fēng)分離器2、噴動(dòng) 流化床3、外置隔離器4以及返料管5串聯(lián)組成。循環(huán)流化床1的上部與旋風(fēng)分 離器2的上部相連通，旋風(fēng)分離器2下部的料腿21插入噴動(dòng)流化床3中，噴動(dòng) 流化床3下部和外置隔離器4下部相連通，外置隔離器4通過(guò)返料管5和循環(huán)流 化床1的下部相連通，循環(huán)流化床1的底部設(shè)有空氣/氧氣進(jìn)氣口 A，旋風(fēng)分離 器2的頂部為燃燒煙氣出氣口B，噴動(dòng)流化床3的上部為燃料氣體出氣口C，噴 動(dòng)流化床3底部設(shè)有氣化介質(zhì)進(jìn)口 D，噴動(dòng)流化床3底部中心區(qū)域設(shè)有固體燃料 和氣力輸送氣體進(jìn)口E，外置隔離器4底部設(shè)有隔離氣體進(jìn)口 F，循環(huán)流化床l、 噴動(dòng)流化床3和外置隔離器4內(nèi)床料為惰性熱載體顆粒11。將固體燃料從噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域輸送進(jìn)入噴動(dòng)流化床，氣化介質(zhì)從噴 動(dòng)流化床底部進(jìn)入噴動(dòng)流化床中，噴動(dòng)流化床內(nèi)的高溫惰性熱載體顆粒對(duì)固體燃 料和氣化介質(zhì)進(jìn)行加熱，固體燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣、 一氧化碳和甲 垸等燃料氣體，固體燃料中焦炭顆粒進(jìn)一步與氣化介質(zhì)發(fā)生氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng) 剩余的焦炭顆粒和惰性熱載體顆粒經(jīng)過(guò)外置隔離器和返料管流入循環(huán)流化床；循 環(huán)流化床采用空氣/氧氣流化，焦炭顆粒和空氣/氧氣進(jìn)行燃燒，同時(shí)對(duì)惰性熱載 體顆粒進(jìn)行加熱，加熱后的高溫惰性熱載體顆粒經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后返回到噴動(dòng) 流化床，為固體燃料熱解氣化提供熱源；本裝置釆用噴動(dòng)流化床作為固體燃料的 氣化反應(yīng)器，具有以下特點(diǎn)從底部中心區(qū)域進(jìn)來(lái)的固體燃料顆粒和氣力輸送氣 體向上穿過(guò)噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域，并與向下運(yùn)動(dòng)的高溫惰性熱載體顆粒形成逆流接觸，具有良好的氣固接觸性能，而在噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域之外的其它 區(qū)域氣體基本上以臨界流化速度通過(guò)顆粒床層，同時(shí)固體燃料顆粒在噴動(dòng)流化床 內(nèi)作有規(guī)律的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，顯著強(qiáng)化固體燃料在噴動(dòng)流化床內(nèi)熱解氣化反應(yīng)過(guò)程。其具體的結(jié)構(gòu)為循環(huán)流化床的上部與旋風(fēng)分離器的上部相連通，旋風(fēng)分離 器下部的料腿插入噴動(dòng)流化床中，噴動(dòng)流化床下部和外置隔離器下部相連通，外 置隔離器通過(guò)返料管和循環(huán)流化床的下部相連通，噴動(dòng)流化床上部為燃料氣體出 氣口，旋風(fēng)分離器頂部為燃燒煙氣出氣口，循環(huán)流化床底部設(shè)有空氣/氧氣進(jìn)口， 噴動(dòng)流化床底部設(shè)有氣化介質(zhì)進(jìn)口 ，噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域設(shè)有固體燃料和氣 力輸送氣體進(jìn)口，外置隔離器底部設(shè)有隔離氣體進(jìn)口。本發(fā)明的一種固體燃料的間接氣化方法為采用氣力輸送的方法將固體燃料 從噴動(dòng)流化床底部中心區(qū)域輸送進(jìn)入噴動(dòng)流化床內(nèi)，氣化介質(zhì)從噴動(dòng)流化床底部 進(jìn)入噴動(dòng)流化床中，固體燃料、氣化介質(zhì)和噴動(dòng)流化床內(nèi)高溫惰性熱載體顆粒劇 烈混合，發(fā)生強(qiáng)烈的熱量和質(zhì)量交換，使得剛進(jìn)入噴動(dòng)流化床內(nèi)的固體燃料瞬間 加熱到床內(nèi)溫度(600 1000°C)，固體燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣、一 氧化碳和甲烷等燃料氣體，固體燃料中的焦炭顆粒進(jìn)一歩與氣化介質(zhì)發(fā)生氣化反 應(yīng)，氣化反應(yīng)剩余的焦炭顆粒和惰性熱載體顆粒從外置隔離器經(jīng)過(guò)返料管流入循 環(huán)流化床，固體燃料氣化的氣體產(chǎn)物從噴動(dòng)流化床上部排出；流入循環(huán)流化床內(nèi) 的焦炭顆粒和空氣/氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，焦炭顆粒燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)惰性熱載體 顆粒進(jìn)行加熱，高溫惰性熱載體經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后返回到噴動(dòng)流化床內(nèi)，為固 體燃料熱解氣化提供熱源；在整個(gè)固體燃料氣化反應(yīng)過(guò)程中，循環(huán)流化床處于900 120(TC的狀態(tài)，噴動(dòng)流化床處于600 100(TC的狀態(tài)，循環(huán)流化床和噴動(dòng)流化床之間依靠惰性熱載體顆粒進(jìn)行熱量傳遞；采用水蒸汽、二氧化碳、氮?dú)獾炔缓鯕獾臍怏w作為隔離氣體對(duì)外置隔離器內(nèi)的惰性熱載體顆粒進(jìn)行流化，調(diào)節(jié)隔離氣體的流量大小，控制循環(huán)流化床和噴動(dòng)流化床之間的惰性熱載體顆粒循環(huán)速率，維持噴動(dòng)流化床的氣化反應(yīng)溫度。所述的固體燃料的間接氣化方法是在該氣化裝置中采用雙重顆粒密封的方 法，即利用外置隔離器和旋風(fēng)分離器的料腿進(jìn)行顆粒密封，阻止循環(huán)流化床內(nèi)燃 燒的煙氣產(chǎn)物和噴動(dòng)流化床內(nèi)氣化的氣體產(chǎn)物的雙向竄混，避免噴動(dòng)流化床爆炸 燃燒，保證整個(gè)裝置的安全運(yùn)行，同時(shí)從噴動(dòng)流化床上部出氣口獲得不含燃燒煙 氣產(chǎn)物的高品質(zhì)燃料氣體。外置隔離器的另一個(gè)功能是顯著增加該氣化裝置中噴動(dòng)流化床的床料高度， 固體燃料在噴動(dòng)流化床內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，使得固體燃料在噴動(dòng)流化床內(nèi)充分熱解 氣化，提高氣化效率，降低固體燃料氣化產(chǎn)物中焦油含量。在噴動(dòng)流化床3內(nèi)將固體燃料與氣化介質(zhì)進(jìn)行熱解氣化反應(yīng)，固體燃料中的 焦炭顆粒進(jìn)一步與氣化介質(zhì)發(fā)生氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng)剩余的焦炭顆粒和惰性熱載 體顆粒從外置隔離器4經(jīng)返料管5流入循環(huán)流化床1，固體燃料氣化的氣體產(chǎn)物 從噴動(dòng)流化床3上部的燃料氣體出氣口 C排出；循環(huán)流化床1內(nèi)焦炭顆粒和空氣 /氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒產(chǎn)生的煙氣從旋風(fēng)分離器2的燃燒煙氣出氣口 B排出，焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)惰性熱載體顆粒11進(jìn)行加熱，加熱后的高溫惰性熱載體顆粒11經(jīng)旋風(fēng)分離器2分離后返回到噴動(dòng)流化床3內(nèi)，為固體燃料熱解氣化提 供熱源；采用隔離氣體對(duì)外置隔離器4內(nèi)的惰性熱載體顆粒進(jìn)行流化，外置隔離 器4將循環(huán)流化床1內(nèi)燃燒氣體產(chǎn)物和噴動(dòng)流化床3內(nèi)固體燃料氣化產(chǎn)物氣體分 隔開(kāi)來(lái)；外置隔離器4的另一個(gè)功能是顯著增加該氣化裝置中噴動(dòng)流化床3的床 料高度，固體燃料在噴動(dòng)流化床3內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，促使固體燃料在噴動(dòng)流化床 3內(nèi)充分熱解氣化，提高氣化效率，降低固體燃料氣化產(chǎn)物中焦油含量。在整個(gè)固體燃料氣化反應(yīng)過(guò)程中，循環(huán)流化床1處于900 120(TC的狀態(tài)， 噴動(dòng)流化床3處于600 100(TC的狀態(tài)；循環(huán)流化床1和噴動(dòng)流化床3之間依靠 惰性熱載體顆粒11進(jìn)行熱量傳遞，將固體燃料熱解氣化與焦炭的燃燒過(guò)程分隔 開(kāi)來(lái)。所述的氣化介質(zhì)為水蒸汽或二氧化碳，所述的惰性熱載體顆粒為砂子、灰渣 等惰性固體顆粒，所述的隔離氣體為水蒸汽、二氧化碳、氮?dú)獾炔缓鯕獾臍怏w。
權(quán)利要求
1、一種固體燃料的間接氣化裝置，其特征在于該裝置包括循環(huán)流化床(1)、旋風(fēng)分離器(2)、噴動(dòng)流化床(3)、外置隔離器(4)和返料管(5)；循環(huán)流化床(1)上部與旋風(fēng)分離器(2)的上部相連通，旋風(fēng)分離器(2)下部的料腿(21)插入噴動(dòng)流化床(3)中，噴動(dòng)流化床(3)下部和外置隔離器(4)下部相連通，外置隔離器(4)通過(guò)返料管(5)和循環(huán)流化床(1)的下部相連通，循環(huán)流化床(1)的底部設(shè)有空氣/氧氣進(jìn)氣口(A)，旋風(fēng)分離器(2)的頂部為燃燒煙氣出氣口(B)，噴動(dòng)流化床(3)的上部為燃料氣體出氣口(C)，噴動(dòng)流化床(3)的底部設(shè)有氣化介質(zhì)進(jìn)口(D)，噴動(dòng)流化床(3)底部中心區(qū)域設(shè)有固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口(E)，外置隔離器(4)的底部設(shè)有隔離氣體進(jìn)口(F)，循環(huán)流化床(1)、噴動(dòng)流化床(3)和外置隔離器(4)內(nèi)的床料為惰性熱載體顆粒(11)。
2、 一種如權(quán)利要求1所述的固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法，其特征 在于固體燃料的氣化方法為a 熱解氣化反應(yīng)采用氣力輸送的方法將固體燃料從噴動(dòng)流化床(3)底部中 心區(qū)域的固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口 (E)輸送進(jìn)入噴動(dòng)流化床(3)內(nèi)， 氣化介質(zhì)從噴動(dòng)流化床(3)底部的氣化介質(zhì)進(jìn)口 (D)進(jìn)入噴動(dòng)流化床(3) 中，循環(huán)流化床(1)內(nèi)的高溫惰性熱載體顆粒(11)經(jīng)旋風(fēng)分離器(2)分 離后進(jìn)入噴動(dòng)流化床(3)，噴動(dòng)流化床(3)內(nèi)的高溫惰性熱載體顆粒(11) 對(duì)固體燃料和氣化介質(zhì)進(jìn)行加熱，固體燃料發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣、 一氧化碳和甲垸等燃料氣體，固體燃料中焦炭顆粒進(jìn)一步與氣化介質(zhì)發(fā)生氣 化反應(yīng)，氣化反應(yīng)剩余的焦炭顆粒和惰性熱載體顆粒(11)從噴動(dòng)流化床(3) 下部經(jīng)過(guò)外置隔離器(4)和返料管(5)流入循環(huán)流化床(1)，固體燃料氣 化的氣體產(chǎn)物從噴動(dòng)流化床(3)上部的燃料氣體出氣口 (C)排出，隔離氣 體從外置隔離器(4)底部的隔離氣體進(jìn)口 (F)進(jìn)入外置隔離器(4)，對(duì)外 置隔離器(4)內(nèi)惰性熱載體顆粒(11)進(jìn)行流化，調(diào)節(jié)隔離氣體的流量大 小，控制循環(huán)流化床(1)和噴動(dòng)流化床(3)之間的惰性熱載體顆粒(11) 循環(huán)速率，維持噴動(dòng)流化床(3)內(nèi)氣化溫度，所述的氣化介質(zhì)為水蒸汽或 二氧化碳，所述的隔離氣體為水蒸汽、二氧化碳、氮?dú)獾炔缓鯕獾臍怏w， 所述的惰性熱載體顆粒(11)為砂子、灰渣等惰性固體顆粒；b 燃燒反應(yīng)循環(huán)流化床(1)采用空氣/氧氣流化，從噴動(dòng)流化床(3)經(jīng)過(guò) 外置隔離器(4)和返料管(5)進(jìn)入到循環(huán)流化床(1)內(nèi)的焦炭顆粒和空 氣/氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，放出的熱量對(duì)惰性熱載體顆粒(11)進(jìn)行加熱，加 熱后的高溫惰性熱載體顆粒(11)經(jīng)旋風(fēng)分離器(2)分離后返回到噴動(dòng)流 化床(3)內(nèi)，為固體燃料熱解氣化提供熱源；c 釆用雙重顆粒密封的方法，即利用外置隔離器(4)和料腿(21)的顆粒物 料進(jìn)行密封，阻止循環(huán)流化床(1)內(nèi)燃燒的煙氣產(chǎn)物和噴動(dòng)流化床(3)內(nèi) 氣化的氣體產(chǎn)物的雙向竄混，避免噴動(dòng)流化床(3)氣化反應(yīng)器爆炸燃燒， 保證整個(gè)裝置的安全運(yùn)行，同時(shí)從噴動(dòng)流化床(3)上部的燃料氣體出氣口 (C)獲得不含燃燒煙氣產(chǎn)物的高品質(zhì)燃料氣體。
3、 如權(quán)利要求2所述的固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法，其特征在于 所述的氣化介質(zhì)為水蒸汽或二氧化碳。
4、 如權(quán)利要求2所述的固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法，其特征在于 所述的隔離氣體為水蒸汽、二氧化碳、氮?dú)獾炔缓鯕獾臍怏w。
5、 如權(quán)利要求2所述的固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法，其特征在于 所述的惰性熱載體顆粒(11)為砂子、灰渣等惰性固體顆粒。
6、 如權(quán)利要求2所述的固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法，其特征在于 所述的，循環(huán)流化床(1)處于900 120(TC的狀態(tài)，噴動(dòng)流化床(3)處于600 IOO(TC的狀態(tài)。
7、 如權(quán)利要求2所述的固體燃料的間接氣化裝置的氣化方法，其特征在于 將噴動(dòng)流化床(3)底部的氣化介質(zhì)進(jìn)口 (D)并入噴動(dòng)流化床(3)底部中心區(qū) 域的固體燃料和氣力輸送氣體進(jìn)口 (E)，氣化介質(zhì)全部從固體燃料和氣力輸送氣 體進(jìn)口 (E)輸送進(jìn)入噴動(dòng)流化床(3)。
全文摘要
固體燃料的間接氣化裝置及方法將固體燃料的氣化和燃燒過(guò)程分隔開(kāi)來(lái)，用該方法氣化固體燃料能得到高品質(zhì)的氣化產(chǎn)物，通過(guò)外置隔離器和返料管將循環(huán)流化床和噴動(dòng)流化床保持連通，循環(huán)流化床、噴動(dòng)流化床和外置隔離器內(nèi)床料為高溫惰性熱載體顆粒，在噴動(dòng)流化床內(nèi)固體燃料、氣化介質(zhì)和高溫惰性熱載體顆粒進(jìn)行混合，固體燃料進(jìn)行熱解氣化，氣化反應(yīng)剩余的焦炭顆粒和惰性熱載體顆粒經(jīng)過(guò)外置隔離器和返料管流入循環(huán)流化床內(nèi)，在循環(huán)流化床內(nèi)焦炭顆粒和空氣/氧氣進(jìn)行燃燒，對(duì)惰性熱載體顆粒進(jìn)行加熱，加熱后的高溫惰性熱載體顆粒經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后返回到噴動(dòng)流化床內(nèi)，為固體燃料熱解氣化提供熱源。
文檔編號(hào)C10J3/56GK101235321SQ20081001882
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者吳家樺, 輝 張, 沈來(lái)宏, 軍 肖 申請(qǐng)人:東南大學(xué)