为流化床煤气化炉供高温空气的系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103013573A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103013573A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201110280668.2(22)申请日2011.09.21(71)申请人张诚地址100084北京市海淀区清华大学中2楼3单元302室申请人吕俊复李健敏(72)发明人张诚吕俊复李健敏(51)Int.Cl.C10J3/48(2006.01)C10J3/72(2006.01)C10J3/80(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称为流化床煤气化炉供高温空气的系统(57)摘要本发明是一种为流化床煤气炉提供高温空气的系统，该系统主要包括一个燃用流化床煤气化炉排出的含碳渣和细灰的循环流化床燃烧炉、一个低速燃尽流化床、一个交叉流气固流化床换热器。其特征在于用循环流化床燃烧炉和低速燃尽流化床燃尽流化床煤气化炉排出的含碳渣和细灰以及借助于固体热载体在循环流化床燃烧炉、低速燃尽流化床和交叉流气固流化床换热器之间循环将燃烧热量的大部分通过交叉流气固流化床换热器用于产生高温空气，这些空气用于流化床煤气化炉。CN10357ACN103013573A权利要求书1/1页1.一种为流化床煤气炉提供高温空气的系统，该系统主要包括一个燃用流化床煤气化炉排出的含碳渣和细灰的循环流化床燃烧炉、一个低速燃尽流化床、一个交叉流气固流化床换热器。其特征在于用循环流化床燃烧炉和低速燃尽流化床燃尽流化床煤气化炉排出的含碳渣和细灰以及借助于固体热载体在循环流化床燃烧炉、低速燃尽流化床和交叉流气固流化床换热器之间循环将燃烧热量的大部分通过交叉流气固流化床换热器用于产生高温空气，这些空气用于流化床煤气化炉。2.依据权利要求一，循环流化床燃烧炉燃烧室温度为800～950℃，空塔气速为4～10m/s。低速床空塔气速为0.7～1.5m/s，床温为950～1050℃。3.依据权利要求一，。由煤灰颗粒和其他耐热且有较高硬度的颗粒组成的固体热载体在燃烧炉中被加热和提升，固体热载体以及未燃尽颗粒与燃烧烟气在高温旋风分离器中完成分离。高温固体颗粒被送入低速燃尽流化床。循环流化床燃烧炉和低速燃尽流化床底部分别送入燃烧用空气。低速燃尽流化床烟气汇入循环流化床燃烧炉上部。从高温旋风分离器分离的未燃尽颗粒中的粗颗粒在低速燃尽流化床内燃尽，所形成的灰颗粒是固体热载体的一部分；较小颗粒随烟气再次进入高温旋风分离器，如此循环可达到较高的燃尽程度，其灰分将随高温旋风分离器出口烟气一起排出。4.依据权利要求一，低速燃尽流化床底部有一个排料管，高温固体热载体通过它被送入交叉流气固流化床换热器。交叉流气固流化床换热器的横断面长宽比为5～20，高温固体热物料从长度方向一端进入，从另一端流出，床内静止料层厚度为0.2～0.4m，空塔气速为0.5～1.2m/s。来自管式空气预热器，温度为300～350℃的空气通过位于换热器底部的风帽或管式供风管供入，它们与高温固体热载体进行热交换，温度达700℃以上的高温空气从交叉流气固流化床换热器上部流出，用于流化床煤气化炉。从交叉流气固流化床换热器流出的已降温的固体热载体被送回到循环流化床燃烧炉再被加热、提升反复循环。5.依据权利要求一，离开高温旋风分离器的高温烟气用于产生和过热气化用水蒸汽以及用管式空气预热器将空气加热到300～350℃。2CN103013573A说明书1/3页为流化床煤气化炉供高温空气的系统所属技术领域[0001]本发明是一种提供高温空气的系统，特别是为流化床煤气炉提供高温空气的系统。背景技术[0002]现有的流化床空气煤气炉(也伴有少量水煤气反应)均存在煤气热值不高和碳损过大的不足。[0003]造成煤气热值不高的原因在于所用空气在供氧的同时带入大量氮气，它们升温需要很多热量，也稀释了可燃物浓度。现有流化床空气煤气炉产生的煤气热值仅为4800～6000kJ/m3，难以满足高加热温度工艺的要求，往往只能采用富氧等措施提高热值，从而增加了投资和成本。人们都知道通过提高入炉空气温度可以提高煤气热值，但现有空气预热设备中，管式或回转式均受金属材质所限，使用碳钢的设备，空气预热温度最高不超过350℃；目前要获得高温空气只能采用蓄热式换热设备，它们体积庞大，空气温度波动，造价也高。本发明是以包括循环流化床燃烧炉循环灰在内的固体热载体为载热介质，载热物材质耐温程度均超过1000℃，可将气化用空气预热至700℃以上，过程连续稳定。气化用空气温度达700℃以上后，煤气热值将达到7300～9000kJ/m3，能满足许多高温加热工艺要求。[0004]流化床煤气炉碳损来自两个方面，一个是密相区必须保持30％以上的含碳量，从中排出的物料含碳高造成碳损；另一方面