通过中心排渣管41、中心射流气化烧嘴8气化剂通道 31和布风板7所设的气化剂喷口 35送入反应器，首先在下气化室内发生燃烧和气化反应， 中心射流气化产生约1300°C高温，将粉体燃料熔融团聚，热量辐射至周边用于气化，气化剂 携带燃料颗粒形成流态化，气流携带部分颗粒向上流动进入上段气化室，在二段烧嘴室12 喷入的气化剂作用下发生二次气化反应，并建立稳定的床层，合成气通过反应器顶部出口 18排出，并夹带有部分未完全反应的燃料颗粒，在一级旋风分离器2和二级旋风分离器3的 作用下，颗粒被分离，分别通过回料腿16和17至返料装置，粗颗粒被第一旋风分离器2分 离后，依次经下降料腿14、返料装置13和回料腿6直接返回气化炉1，细颗粒被第二旋风分 离器3分离后返回粉体燃料仓23,形成循环气化，达到较高的循环倍率和气化效率，煤种可 燃物被彻底转化。
[0048] 气化反应装置中气化反应器1、一 /二级旋风分离器2、3等设备均采用耐火材料衬 里结构，向火面采用防磨耐火衬里。
[0049] 气化剂可选择水蒸汽、氧气、富氧空气（02体积浓度> 21% )和二氧化碳及其混合 气体，氧气作为氧化剂不需达到一定的流量与燃料发生燃烧和气化反应。大部分气化剂从 中心射流气化烧嘴8、布风板7和中心排渣管41送入，其余气化剂通过二段气化烧嘴室12 喷入气化反应器。
[0050] 以一台日处理量2000吨褐煤的复合式循环流化床气化反应装置为例。燃料煤的 煤质数据见表1所示。气化反应装置的设计参数如下：
[0051]操作压力：4.OMPaG;
[0052]操作温度：1160°C;
[0053] 气化剂：纯氧和水蒸汽；
[0054] 碎煤燃料粒径：0~10mm，平均粒径6mm，总质量占比80%;
[0055] 粉煤燃料粒径：0~200ym，平均粒径65ym，总质量占比15%，采用N2输送；
[0056] 循环灰占粉体燃料给入总量5%;
[0057] 反应器结构：下段气化室内径1100mm，高7500mm，上段气化室内径1750mm，高 16800_，锥形段缩口角度45° ;
[0058] 循环倍率：25 ;
[0059] 气化剂分配：中心射流气化烧嘴占50%，布风板25%，二段烧嘴室15%、中心排渣 管 10% ;
[0060]排渣温度：1000°C;
[0061] 反应器内截面表观流速：~3. 5m/s。
[0062] 表1燃料煤煤质分析数据
【主权项】
1. 一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：由反应器本体、多级旋风分离 器、颗粒燃料给入系统、粉体燃料给入系统、中心射流气化烧嘴和回料系统组成； 反应器本体包括气化炉本体（1)，反应器出口（18)设于气化炉本体（1)顶部，气化炉本 体（1)底部设有中心排渣管（41)，布风板（7)同轴设于中心排渣管（41)上方，布风板（7)下 方为气化剂分布室（9);中心排渣管（41)内设有中心射流气化烧嘴（8)，中心排渣管（41) 下方设有气化剂入口；气化炉本体（1)分为上、下两段气化室，上、下两段气化室通过锥形 缩口段连接，上段气化室下端设有二段气化烧嘴室（12)，锥形缩口段下方、布风板（7)上方 连接颗粒燃料给入系统和回料系统； 多级旋风分离器为至少两级旋风分离器串联，反应器出口（18)与一级旋风分离器（2) 连接，一级旋风分离器（2)出口与二级旋风分离器（3)连接；一级旋风分离器（2)底部连接 回料系统，二级旋风分离器（3)底部连接粉体燃料给入系统；粉体燃料给入系统与中心射 流气化烧嘴（8)连接。
2. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述中心 排渣管（41)顶部为喇叭口结构，所述布风板（7)为锥形结构，中心排渣管（41)扩口端与布 风板⑵缩口端相连接冲心射流气化烧嘴（8)、布风板（7)以及中心排渣管（41)同轴设 置。
3. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述中心 排渣管（41)底部设有灰渣缓冲冷却罐（27)。
4. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述上段 气化室直径Dl大于下段气化室直径D2,两者比值范围D1/D2 =I. 1~3。
5. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述颗粒 燃料给入系统包括燃料仓（4)和燃料给料腿（5)，燃料仓（4)通过燃料给料腿（5)与气化炉 本体（1)的下段气化室连接。
6. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述回料 系统包括第一返料装置（15)，所述一级旋风分离器（2)通过一旋回料腿（17)与第一返料装 置（15)连接，第一返料装置（15)通过返料管（14)与第二返料装置（13)连接，第二返料装 置（13)通过回料腿（6)连接所述气化炉本体（1)的下段气化室。
7. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述粉体 燃料给入系统包括粉体燃料仓（23)，所述二级旋风分离器（3)底部设有二旋下料腿（16)， 二旋下料腿（16)连接粉体燃料仓（23)，除尘系统（22)与粉体燃料仓（23)连接，粉体燃料 给料罐（25)通过粉体燃料锁斗（24)连接粉体燃料仓（23)，粉体燃料给料罐（25)通过粉体 燃料入口（28)与所述中心射流气化烧嘴（8)连接。
8. 如权利要求7所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述中心 射流气化烧嘴（8)包括由内到外同轴设置的粉体燃料通道（32)、气化剂通道（31)、冷却剂 进入通道（33)和冷却剂出口通道（34)，所述粉体燃料给料罐（25)通过粉体燃料入口（28) 与粉体燃料通道（32)连接；所述中心射流气化烧嘴（8)中部设有一折角a，a范围90°~ 150。。
9. 如权利要求1所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述布风 板（7)与气化剂分布室（9)通过设于布风板上的布风板气化剂喷口（35)相通，所述气化剂 分布室（9)连接气化剂入口管（10);所述布风板（7)带冷却系统。
10.如权利要求1或9所述的一种复合式循环流化床气化反应装置，其特征在于：所述 布风板（7)上均匀设有5~30圈筛孔喷口（42)，每圈筛孔喷口（42)数量相等，每圈筛孔喷 口（42)直径沿布风板径向递减，靠近中心排渣管（41)的筛孔喷口（42)直径最小，筛孔喷 口（42)下方设有筛孔挡板（43)。
【专利摘要】本实用新型提供了一种复合式循环流化床气化反应装置，由反应器本体、多级旋风分离器、颗粒燃料给入系统、粉体燃料给入系统、中心射流气化烧嘴和回料系统组成；反应器出口与一级旋风分离器连接，一、二级旋风分离器连接，经一级旋风分离器分离下来的粗颗粒通过回料系统返回气化炉本体，经二级旋风分离器分离下来的细颗粒通过粉体燃料给入系统进入中心射流气化烧嘴，最终喷入气化炉本体。本实用新型采用循环流化床反应器为气化反应本体，采用中高温气化实现连续排渣，采用高温射流两段式分级气化，提高碳转化率和冷煤气效率，简化的排渣装置与布风板设计相结合，提高了操作和运行稳定性，适合于各类含碳固体燃料的气化转化。
【IPC分类】C10J3-72, C10J3-56
【公开号】CN204455026
【申请号】CN201420873145
【发明人】倪建军, 杨震, 张翔, 池国镇
【申请人】上海锅炉厂有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月30日