CN203807413U - 一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，包括两个子***组成，分别为燃烧***和气化***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接。燃烧***主要采用循环流化床燃烧方式，将部分热灰循环给料进入气化炉熔渣段，以提供气化所需热量，气化后的上部非熔渣段半焦回料给循环流化床燃烧室，以保证物料平衡和提高碳转化率，以及能量利用效率，实现热、电、气等多联产的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，属于多联产技术领域。
背景技术
二氧化碳是最重要的认为温室气体，能源活动是其主要的排放源。据政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)第四次评估报告，全球大气中CO2的浓度从1750年的0.280mL/L增加到2005年的0.379mL/L，增加了35％，2004年全球CO2的排放量比1970年增加了月80％。报告还指出，工业化时期以来大气CO2浓度的增加，主要源于化石燃料的使用。我国人均累计CO2排放量很低，但是排放总量已位居世界第一，而且中国能源结构以煤为主，在电源结构方面将继续维持燃煤机组为主体的基本格局。近年来随着火电装机容量的迅速增发，燃煤电厂CO2排放的绝对量和相应比例将进一步增加。2000年我国火电厂单位发电量的CO2排放量高达1.09kg/(kW·h)，减少火电厂CO2排放及其捕集封存和资源化，对于控制和减少温室气体的排放，应对温室效应、全球变暖问题具有重要意义。
热电化多联产***是指以煤等含碳物质为原料，利用锅炉或者气化炉等***将含碳原料转化成热蒸汽或者合成气，用于推动燃气轮机和蒸汽轮机发电、供热以及合成化工产品，充分利用工艺过程中产生的余热的***。其中，多种燃料转化技术的优化集成方式既可能是“并联”，也可能是“串联”，还有可能是更复杂的组合方式。
多联产技术，按照现有技术应用情况可分为两类，一类是以气化技术为龙头技术，产品以合成气为主，可副产部分中低压蒸汽，该***可实现合成气用于燃气轮机发电、蒸汽轮机发电、合成气转化成化工原料合成化学品，以及实现区域供暖等功能的多联产***，如中国山东兖矿集团建设的我国首座60MW级IGCC发电和24万吨甲醇/年示范工程。另外一种技术是以燃烧为龙头技术，联合热解炉实现发电、合成气、煤焦油等为主要产品的多联产***，如中国专利CN200910153522和CN201210064139等，该***在国内已建成300MW等级燃煤循环流化床复合热解多联产装置，并投入试运行。IGCC发电多联产***由于IGCC ***目前主要采用气流床气化技术，其技术本身处于发展期，与发电***的集成存在一定问题，目前主要出于探索阶段，且由于其高昂的建设费用，IGCC多联产技术的发展困难重重。以循环流化床锅炉为基础集成化工反应***实现的多联产技术相对投资低、技术可靠，但必须充分发挥热电和化工两个不同专业方向各自的技术优势，将其最佳融合和集成，才能实现多联产***的高效、稳定和经济运行。目前已投运的循环流化床-热解多联产技术存在热解后焦油难分离，导致管道、阀门***堵塞和腐蚀等问题，热解***过分依赖锅炉***提供的热量，负荷受限，使***可靠性和稳定性收严重影响。
因此，开发一种易于执行大型化放大、运行稳定可靠的多联产***，是提高我国煤炭等含碳物质多元化高效利用的关键技术途径之一。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种运行稳定可靠、易于大型化放大、环保节能，实现了物料平衡和提高碳转化率，实现了化学法显热回收过程，提高了合成气有效气组成比例和冷煤气效率，提高气化反应速率，降低了碳捕捉经济性的双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，解决了目前循环流化床-热解多联产技术存在热解后焦油难分离，导致管道、阀门***堵塞和腐蚀，热解***过分依赖锅炉***提供的热量，负荷受限，使***可靠性和稳定性收严重影响的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，其特征在于，包括燃烧***、气化***和循环回料***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接；
所述的燃烧***包括循环流化床本体，循环流化床本体的底部设有循环流化床下渣口和流化风入口，流化风入口通过循环流化床下渣口正上方的循环流化床布风板与循环流化床本体接通，循环流化床本体的侧面设有沙土给料仓和循环流化床煤粉给料口，循环流化床本体顶部的循环流化床出口与循环流化床出口旋风分离器连接相通；
所述的气化***包括气化炉本体，气化炉本体分为上段的气化炉低温段和下段的气化炉高温段，气化炉本体的顶部设有气化炉煤粉给料口、气化炉煤粉仓和煤粉给料均布器，气化炉高温段的外面设有冷却夹套，气化炉高温段的底部设有 气化炉进气口和气化炉下渣口，气化炉进气口通过气化炉下渣口正上方的流化床气化炉布风板与气化炉高温段接通，气化炉低温段上侧面的气化炉合成气出口与气化炉出口旋风分离器连接相通；
所述的循环回料***包括循环流化床出口旋风分离器和气化炉出口旋风分离器，循环流化床出口旋风分离器的顶部设有烟气出口，循环流化床出口旋风分离器的底部与第二集灰室连接，第二集灰室的两侧分别通过第一回料腿、第二回料腿与循环流化床本体、气化炉高温段连接，气化炉出口旋风分离器的顶部设有合成气出口，气化炉出口旋风分离器的底部与第一集灰室连接，第一集灰室的两侧分别通过第四回料腿、第三回料腿与循环流化床本体、气化炉低温段连接，第一集灰室和第二集灰室的底部分别设有第一流化风和第二流化风。
优选地，所述气化炉低温段的操作温度为600℃～800℃，所述气化炉高温段的操作温度为800℃～1100℃。
优选地，所述气化炉进气口包括气化剂流化风入口、循环烟气入口和合成气循环气入口。
优选地，所述气化炉进气口设置方向为水平向气化炉高温段内。
一种使用双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置的双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：燃料进入循环流化床本体后，在空气的氧化作用下发生燃烧反应，烟气出口的烟气夹带了灰分进入循环流化床出口旋风分离器，在离心力的作用下，灰分颗粒被分离落入第二集灰室，烟气则循环至循环烟气入口进入气化炉高温段的底部；
步骤2)：落入第二集灰室的灰分颗粒的50～80％在底部第一流化风的作用下被送入气化炉高温段，剩余部分返回循环流化床本体；
步骤3)：燃料从气化炉本体顶部的气化炉煤粉给料口给入，经煤粉给料均布器进入气化炉本体内，气化炉本体内的温度由上至下依次下降，气化剂由气化炉下半部气化炉高温段底部的气化剂流化风入口给入，在气化剂的给入区域发生强烈的燃烧和气化反应，该区域温度可到800℃～1100℃，反应产生大量的混合气体，灰渣在该区域呈现熔融或半熔融状态，直接由气化炉本体底部的气化炉下渣口排出；
步骤4)：混合气体由下往上流动，经气化炉高温段上方燃料层时与燃料发生气化、热解和脱挥发份的反应，形成以CO、H2和CH4为主的合成气，燃料也同时转化为半焦状态落入气化炉高温段内进一步发生燃烧和气化反应，由于热解和脱挥发份过程为吸热过程，合成气由高温区的800℃～1100℃降低到300～550℃；
步骤5)：合成气夹带有部分半焦颗粒进入气化炉出口旋风分离器，在离心力的作用下颗粒被分离落入第一集灰室，合成气经过合成气净化***后，一部分可以供煤气，另一部分则循环至合成气循环气入口进入气化炉高温段的底部；
步骤6)：落入第一集灰室的灰分颗粒的50～80％在底部第一流化风的作用下被送入循环流化床本体的下半部分炉膛内，剩余部分返回气化炉本体内。
优选地，所述步骤1)中烟气出口的烟气温度达到800℃～1000℃。
优选地，所述步骤1)中烟气出口的烟气夹带了总进入燃料所含灰分5％wt-30％wt的灰分。
优选地，所述步骤1)中落入第二集灰室的灰分颗粒温度为800℃～1000℃。
优选地，所述步骤3)中的气化剂包含富氧空气、水蒸汽、二氧化碳。
优选地，所述步骤5)中的落入第一集灰室的灰渣颗粒温度为300℃～550℃。
本实用新型运行稳定可靠、易于大型化放大、环保节能，相比现有技术，本实用新型还具有如下有益效果：
(1)采用循环流化床飞灰部分循环至气化***的技术方案实现了燃烧***向气化***供热的技术目标，降低了气化***氧气消耗量，提高了合成气有效气组成比例和冷煤气效率；
(2)采用气化炉部分气化后半焦回料至循环流化床***实现了燃料碳转化率和燃烧热负荷的双重保证，使循环流化床床料得到平衡，并能保证难气化的半焦中的残炭被充分利用；
(3)采用气化技术分为高温气化区和中低温热解干馏区，使高温合成气的显热得到了回收，实现了化学法显热回收过程，另外气化炉本体下部高温区的设置也将为充分发生气化反应提供了充分的条件；
(4)本实用新型的装置可实现供发电蒸汽、供城市煤气和供暖气蒸汽等的三联供并将燃烧后得到的烟气进行充分利用，大大降低了碳捕捉经济性。
本实用新型将合成气夹带的难气化颗粒和少量焦油通过循环流化床进行燃烧，解决了焦油析出堵塞管道和气化炉下渣口流出灰渣中残炭含量高的问题。
附图说明
图1为一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置示意图。
附图标记说明
1-循环流化床本体；2-气化炉本体；2a-气化炉低温段；2b-气化炉高温段；3-循环流化床出口旋风分离器；4-气化炉煤粉给料口；5-气化炉煤粉仓；6-煤粉给料均布器；7-第一集灰室；8-气化炉出口旋风分离器；9-循环流化床布风板；10-沙土给料仓；11-循环流化床煤粉给料口；12-流化风入口；13-合成气出口；14-第二集灰室；15-第一回料腿、16-第二回料腿、20-第三回料腿、21-第四回料腿；17-烟气出口；18-循环流化床出口；19-气化炉进气口，19a-气化剂流化风入口，19b-循环烟气入口，19c-合成气循环气入口，22-循环流化床下渣口，23-气化炉下渣口，24-气化炉合成气出口，25-第一流化风、26-第二流化风，27-合成气净化***，28-流化床气化炉布风板，29-冷却夹套。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，包括两个子***组成，分别为燃烧***和气化***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接。如图1所示，为一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置示意图。燃烧***主要采用循环流化床燃烧方式，将部分热灰循环给料进入气化炉熔渣段，以提供气化所需热量，气化后的上部非熔渣段半焦回料给循环流化床燃烧室，以保证物料平衡和提高碳转化率，以及能量利用效率，实现热、电、气等多联产的功能。
燃烧***包括循环流化床本体1，循环流化床本体1首先由循环流化床本体1侧面的沙土给料仓10和循环流化床煤粉给料口11送入沙土和燃料，由循环流化床本体1底部的流化风入口12送入流化风，经循环流化床下渣口22正上方的循环流化床布风板9分成多股气流向上窜行进入循环流化床本体1内，在循环流化床本体1中形成流态化进行燃烧，燃烧后的灰渣从循环流化床本体1底部的循环流化床下渣口22排出，烟气自下而上由循环流化床出口18导入循环流化床出 口旋风分离器3。
气化***包括气化炉本体2，气化炉本体2分为上段的气化炉低温段2a和下段的气化炉高温段2b两个部分，整体为流化床气化炉，煤粉从气化炉本体2顶部的气化炉煤粉给料口4给入气化炉煤粉仓5，由气化炉煤粉仓5下料，经过煤粉给料均布器6下料进入气化炉低温段2a，气化炉本体2下段气化炉高温段2b底部安装有气化炉进气口19，气化炉进气口19通过气化炉下渣口23正上方的流化床气化炉布风板28与气化炉高温段2b接通。气化炉进气口19设置方向为水平向气化炉高温段2b内，气化炉进气口19包括气化剂流化风入口19a、循环烟气入口19b和合成气循环气入口19c。气化剂主要以O2等氧化气为主，与煤在气化炉高温段2b发生激烈的燃烧和气化反应，形成高温段，反应产生燃尽熔渣从气化炉高温段2b底部的气化炉下渣口23排出，为保证气化高温段(即气化炉高温段2b)的温度，气化炉高温段2b外面的壁面采用冷却夹套29保护，反应产生的热烟气向上进入气化炉低温段2a，与煤粉逆流发生热解、气化和脱挥发份等反应，合成气温度随之迅速下降，煤粉也被反应剩下部分难燃尽的半焦和残炭，行下落入气化炉高温段2b继续反应，合成气经气化炉出口旋风分离器8将颗粒分离后进入合成气净化***27，最终得到清洁的合成气，可供城市煤气。
合成气上流至气化炉低温段2a上侧面的气化炉合成气出口24，此时合成气夹带有部分半焦颗粒，合成气由气化炉合成气出口24进入气化炉出口旋风分离器8。
气化炉低温段2a的操作温度为600℃～800℃，气化炉高温段2b的操作温度为800℃～1100℃。
循环回料***包括循环流化床出口旋风分离器3和气化炉出口旋风分离器8，循环流化床出口旋风分离器3夹带的部分灰粉颗粒在离心力的作用下被分离进入与其底部连接的第二集灰室14，烟气由循环流化床出口旋风分离器3顶部的烟气出口17流出燃烧***。被分离下来的灰分在第二集灰室14底部的第一流化风25的作用下，部分通过第一回料腿15返回循环流化床本体1，部分通过第二回料腿16被送入气化炉高温段2b补充气化所需热量。合成气夹带的部分灰粉颗粒在离心力的作用下被气化炉出口旋风分离器8分离进入与其底部连接的第一集灰室7，合成气由气化炉出口旋风分离器8顶部的合成气出口13流出气化 ***。被分离下来的灰分在第一集灰室7底部的第二流化风26的作用下，大部分半焦通过第四回料腿21进入循环流化床本体1进行燃烧，剩余部分通过第三回料腿20回流至气化炉低温段2a继续反应。
燃料主要从循环流化床本体1的侧面给料口和气化炉本体2顶部的给料口给入整个***，可采用固态粉体燃料，包括煤、石油焦、煤矸石、生物质等含碳固体燃料。
循环流化床本体1内主要发生燃烧反应，在循环流化床本体1底部喷入的流化风采用空气。气化炉本体2内主要发生热解和气化反应，在气化炉本体2侧下方喷入的气化剂采用富氧空气(氧气浓度≥21％)、水蒸汽、二氧化碳等气体。
旋风分离器均采用耐火衬里设计，保证物流在旋风分离器内的最小热损失。
循环流化床出口旋风分离器3和气化炉出口旋风分离器8底部集灰室所使用的流化风通常采用N2、CO2、Ar等气体或其混合物。
一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产方法，其包括以下步骤：
步骤1)：燃料进入循环流化床本体1后，在空气的氧化作用下发生燃烧反应，烟气出口17的烟气温度达到800℃～1000℃，烟气出口17的烟气夹带了5％wt-30％wt的灰分(总进入燃料所含灰分)进入循环流化床出口旋风分离器3，在离心力的作用下，灰分颗粒被分离落入第二集灰室14，烟气则循环至循环烟气入口19b进入气化炉高温段2b的底部；
步骤2)：落入第二集灰室14的灰分颗粒温度为800℃～1000℃，落入第二集灰室14的灰分颗粒的50～80％在底部第一流化风25的作用下被送入气化炉高温段2b，剩余部分返回循环流化床本体1；
步骤3)：燃料(1000t/d煤)从气化炉本体2顶部的气化炉煤粉给料口4给入，经煤粉给料均布器6进入气化炉本体2内，气化炉本体2内的温度由上至下依次下降，气化剂(体积浓度99.6％的氧气等，氧碳原子摩尔比0.75)和50％的循环烟气由气化炉下半部气化炉高温段2b底部的气化剂流化风入口19a给入，在气化剂的给入区域发生强烈的燃烧和气化反应，该区域温度可到800℃～1100℃，反应产生大量的混合气体，灰渣在该区域呈现熔融或半熔融状态，直接由气化炉本体2底部的气化炉下渣口23排出；
步骤4)：混合气体由下往上流动，经气化炉高温段2b上方燃料层时与燃料 发生气化、热解和脱挥发份的反应，形成以CO、H2和CH4为主的合成气，燃料也同时转化为半焦状态落入气化炉高温段2b内进一步发生燃烧和气化反应，由于热解和脱挥发份过程为吸热过程，合成气由高温区的800℃～1100℃降低到300～550℃；
步骤5)：合成气夹带有部分半焦颗粒进入气化炉出口旋风分离器8，在离心力的作用下颗粒被分离落入第一集灰室7，合成气经过合成气净化***27后，最终得到清洁的合成气，一部分可以供城市煤气，另一部分则循环至合成气循环气入口19c进入气化炉高温段2b的底部；
步骤6)：落入第一集灰室7的灰渣颗粒温度为300℃～550℃，落入第一集灰室7的灰分颗粒的50～80％在底部第一流化风26的作用下被送入循环流化床本体1的下半部分炉膛内，剩余部分返回气化炉本体2内。
以上步骤主要实现了将主要用于发电的循环流化床技术和用于化工合成气生产的气化技术有机整合在一起，达到了热、电、合成气等的多联产目的，将燃烧过程中部分飞灰显热用于气化***供气化反应吸热，未气化完全或难气化半焦进入循环流化床执行燃烧反应，以上过程实现了能量利用的最优化，实现了燃烧显热部分供给气化反应，气化后半焦用于燃烧补足燃烧热负荷，实现发电供热***与化工***的优势互补。
本实用新型通过将流化床燃烧和气化炉气化两者功能相结合的优势互补，实现流化床为流化床气化炉供热，气化炉为流化床补充部分热量的功能，实现热、电、合成气等多联产目的，同时在开启流化床本体，烟气循环至流化床气化炉后可实现低碳燃烧。
下表说明本发明专利提供的多联产技术与采用相同原料的其他典型技术的主要技术经济指标对比。
实施例1
为了达到热、电、和合成气等的多联产，针对300MW发电量的循环流化床锅炉***和1000t/d煤处理量的固定床气化***进行多联产设计，本实用新型提供了一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，包括两个子***组成，分别为燃烧***和气化***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接。气化***包括气化炉本体2，气化炉本体2包括气化炉低温段2a和气化炉高温段2b。气化炉低温段2a的操作温度为600℃，气化炉高温段2b的操作温度为800℃。
一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产方法，其包括以下步骤：
步骤1)：燃料进入循环流化床本体1后，在空气的氧化作用下发生燃烧反应，烟气出口17的烟气温度达到800℃，烟气出口17的烟气夹带了5％wt的灰分(总进入燃料所含灰分)进入循环流化床出口旋风分离器3，在离心力的作用下，灰分颗粒被分离落入第二集灰室14，烟气则循环至循环烟气入口19b进入气化炉高温段2b的底部；
步骤2)：落入第二集灰室14的灰分颗粒温度为800℃，落入第二集灰室14的灰分颗粒的50％在底部第一流化风25的作用下被送入气化炉高温段2b，剩余部分返回循环流化床本体1；
步骤3)：燃料(1000t/d煤)从气化炉本体2顶部的气化炉煤粉给料口4给入，经煤粉给料均布器6进入气化炉本体2内，气化炉本体2内的温度由上至下依次下降，气化剂(体积浓度99.6％的氧气等，氧碳原子摩尔比0.75)和50％的循环烟气由气化炉下半部气化炉高温段2b底部的气化剂流化风入口19a给入，在气化剂的给入区域发生强烈的燃烧和气化反应，该区域温度可到800℃，反应产生大量的混合气体，灰渣在该区域呈现熔融或半熔融状态，直接由气化炉本体2底部的气化炉下渣口23排出；
步骤4)：混合气体由下往上流动，经气化炉高温段2b上方燃料层时与燃料发生气化、热解和脱挥发份的反应，形成以CO、H2和CH4为主的合成气，燃料也同时转化为半焦状态落入气化炉高温段2b内进一步发生燃烧和气化反应，由于热解和脱挥发份过程为吸热过程，合成气由高温区的800℃降低到300℃；
步骤5)：合成气夹带有部分半焦颗粒进入气化炉出口旋风分离器8，在离心力的作用下颗粒被分离落入第一集灰室7，合成气经过合成气净化***27后，最终得到清洁的合成气，一部分可以供城市煤气，另一部分则循环至合成气循环气入口19c进入气化炉高温段2b的底部；
步骤6)：落入第一集灰室7的灰渣颗粒温度为300℃，落入第一集灰室7的灰分颗粒的50％在底部第一流化风26的作用下被送入循环流化床本体1的下半部分炉膛内，剩余部分返回气化炉本体2内。
实施例2
为了达到热、电、和合成气等的多联产，针对300MW发电量的循环流化床锅炉***和1000t/d煤处理量的固定床气化***进行多联产设计，本实用新型提供了一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，包括两个子***组成，分别为燃烧***和气化***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接。气化***包括气化炉本体2，气化炉本体2包括气化炉低温段2a和气化炉高温段2b。气化炉低温段2a的操作温度为700℃，气化炉高温段2b的操作温度为850℃。
一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产方法，其包括以下步骤：
步骤1)：燃料进入循环流化床本体1后，在空气的氧化作用下发生燃烧反应，烟气出口17的烟气温度达到850℃，烟气出口17的烟气夹带了20％wt的灰分(总进入燃料所含灰分)进入循环流化床出口旋风分离器3，在离心力的作用下，灰分颗粒被分离落入第二集灰室14，烟气则循环至循环烟气入口19b进入气化炉高温段2b的底部；
步骤2)：落入第二集灰室14的灰分颗粒温度为850℃，落入第二集灰室14的灰分颗粒的60％在底部第一流化风25的作用下被送入气化炉高温段2b，剩余部分返回循环流化床本体1；
步骤3)：燃料(1000t/d煤)从气化炉本体2顶部的气化炉煤粉给料口4给入，经煤粉给料均布器6进入气化炉本体2内，气化炉本体2内的温度由上至下 依次下降，气化剂(体积浓度99.6％的氧气等，氧碳原子摩尔比0.75)和50％的循环烟气由气化炉下半部气化炉高温段2b底部的气化剂流化风入口19a给入，在气化剂的给入区域发生强烈的燃烧和气化反应，该区域温度可到850℃，反应产生大量的混合气体，灰渣在该区域呈现熔融或半熔融状态，直接由气化炉本体2底部的气化炉下渣口23排出；
步骤4)：混合气体由下往上流动，经气化炉高温段2b上方燃料层时与燃料发生气化、热解和脱挥发份的反应，形成以CO、H2和CH4为主的合成气，燃料也同时转化为半焦状态落入气化炉高温段2b内进一步发生燃烧和气化反应，由于热解和脱挥发份过程为吸热过程，合成气由高温区的850℃降低到450℃；
步骤5)：合成气夹带有部分半焦颗粒进入气化炉出口旋风分离器8，在离心力的作用下颗粒被分离落入第一集灰室7，合成气经过合成气净化***27后，最终得到清洁的合成气，一部分可以供城市煤气，另一部分则循环至合成气循环气入口19c进入气化炉高温段2b的底部；
步骤6)：落入第一集灰室7的灰渣颗粒温度为450℃，落入第一集灰室7的灰分颗粒的60％在底部第一流化风26的作用下被送入循环流化床本体1的下半部分炉膛内，剩余部分返回气化炉本体2内。
实施例3
为了达到热、电、和合成气等的多联产，针对300MW发电量的循环流化床锅炉***和1000t/d煤处理量的固定床气化***进行多联产设计，本实用新型提供了一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，包括两个子***组成，分别为燃烧***和气化***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接。气化***包括气化炉本体2，气化炉本体2包括气化炉低温段2a和气化炉高温段2b。气化炉低温段2a的操作温度为800℃，气化炉高温段2b的操作温度为1100℃。
一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产方法，其包括以下步骤：
步骤1)：燃料进入循环流化床本体1后，在空气的氧化作用下发生燃烧反应，烟气出口17的烟气温度达到1000℃，烟气出口17的烟气夹带了30％wt的灰分(总进入燃料所含灰分)进入循环流化床出口旋风分离器3，在离心力的作用下，灰分颗粒被分离落入第二集灰室14，烟气则循环至循环烟气入口19b进入气化炉高温段2b的底部；
步骤2)：落入第二集灰室14的灰分颗粒温度为1000℃，落入第二集灰室14的灰分颗粒的80％在底部第一流化风25的作用下被送入气化炉高温段2b，剩余部分返回循环流化床本体1；
步骤3)：燃料(1000t/d煤)从气化炉本体2顶部的气化炉煤粉给料口4给入，经煤粉给料均布器6进入气化炉本体2内，气化炉本体2内的温度由上至下依次下降，气化剂(体积浓度99.6％的氧气等，氧碳原子摩尔比0.75)和50％的循环烟气由气化炉下半部气化炉高温段2b底部的气化剂流化风入口19a给入，在气化剂的给入区域发生强烈的燃烧和气化反应，该区域温度可到1100℃，反应产生大量的混合气体，灰渣在该区域呈现熔融或半熔融状态，直接由气化炉本体2底部的气化炉下渣口23排出；
步骤4)：混合气体由下往上流动，经气化炉高温段2b上方燃料层时与燃料发生气化、热解和脱挥发份的反应，形成以CO、H2和CH4为主的合成气，燃料也同时转化为半焦状态落入气化炉高温段2b内进一步发生燃烧和气化反应，由于热解和脱挥发份过程为吸热过程，合成气由高温区的1100℃降低到550℃；
步骤5)：合成气夹带有部分半焦颗粒进入气化炉出口旋风分离器8，在离心力的作用下颗粒被分离落入第一集灰室7，合成气经过合成气净化***27后，最终得到清洁的合成气，一部分可以供城市煤气，另一部分则循环至合成气循环气入口19c进入气化炉高温段2b的底部；
步骤6)：落入第一集灰室7的灰渣颗粒温度为550℃，落入第一集灰室7的灰分颗粒的80％在底部第一流化风26的作用下被送入循环流化床本体1的下半部分炉膛内，剩余部分返回气化炉本体2内。
Claims (4)
1.一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，其特征在于，包括燃烧***、气化***和循环回料***，燃烧***通过循环回料***与气化***连接；
所述的燃烧***包括循环流化床本体(1)，循环流化床本体(1)的底部设有循环流化床下渣口(22)和流化风入口(12)，流化风入口(12)通过循环流化床下渣口(22)正上方的循环流化床布风板(9)与循环流化床本体(1)接通，循环流化床本体(1)的侧面设有沙土给料仓(10)和循环流化床煤粉给料口(11)，循环流化床本体(1)顶部的循环流化床出口(18)与循环流化床出口旋风分离器(3)连接相通；
所述的气化***包括气化炉本体(2)，气化炉本体(2)分为上段的气化炉低温段(2a)和下段的气化炉高温段(2b)，气化炉本体(2)的顶部设有气化炉煤粉给料口(4)、气化炉煤粉仓(5)和煤粉给料均布器(6)，气化炉高温段(2b)的外面设有冷却夹套(29)，气化炉高温段(2b)的底部设有气化炉进气口(19)和气化炉下渣口(23)，气化炉进气口(19)通过气化炉下渣口(23)正上方的流化床气化炉布风板(28)与气化炉高温段(2b)接通，气化炉低温段(2a)上侧面的气化炉合成气出口(24)与气化炉出口旋风分离器(8)连接相通；
所述的循环回料***包括循环流化床出口旋风分离器(3)和气化炉出口旋风分离器(8)，循环流化床出口旋风分离器(3)的顶部设有烟气出口(17)，循环流化床出口旋风分离器(3)的底部与第二集灰室(14)连接，第二集灰室(14)的两侧分别通过第一回料腿(15)、第二回料腿(16)与循环流化床本体(1)、气化炉高温段(2b)连接，气化炉出口旋风分离器(8)的顶部设有合成气出口(13)，气化炉出口旋风分离器(8)的底部与第一集灰室(7)连接，第一集灰室(7)的两侧分别通过第四回料腿(21)、第三回料腿(20)与循环流化床本体(1)、气化炉低温段(2a)连接，第一集灰室(7)和第二集灰室(14)的底部分别设有第一流化风(25)和第二流化风(26)。
2.如权利要求1所述的一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，其特征在于，所述气化炉低温段(2a)的操作温度为600℃～800℃，所述气化炉高温段(2b)的操作温度为800℃～1100℃。
3.如权利要求1所述的一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，其特征在于，所述气化炉进气口(19)包括气化剂流化风入口(19a)、循环烟气入口(19b)和合成气循环气入口(19c)。
4.如权利要求1或3所述的一种双流化床低碳燃烧与气化热电气多联产装置，其特征在于，所述气化炉进气口(19)设置方向为水平向气化炉高温段(2b)内。
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