双流化床间接气化装置

摘要

本发明提供一种双流化床间接气化装置，该双流化床间接气化装置包括：燃料供给单元，包括用于储存燃料的燃料储存单元和用于从所述燃料储存单元输送燃料的螺杆送料机；气化反应单元，利用通过所述燃料供给单元输送的燃料进行气化反应；以及燃烧反应单元，提供所述气化反应单元的反应所需的热源。所述双流化床间接气化装置与循环流化床反应装置相比，因安装位置低而能够减少制作费用，与现有的双流化床气化装置相比，因其形状简单而可通过标准化产品来制作，因此容易制作，与单流化床气化装置相比，能够实现与现有的双流化床气化装置相同的高气化效率。

权利要求

1.一种双流化床间接气化装置，其包括：

燃料供给单元，包括用于储存燃料的燃料储存单元和用于从所述燃料储存单元输送燃料的螺杆送料机；

气化反应单元，利用通过所述燃料供给单元输送的燃料进行气化反应；以及燃烧反应单元，提供所述气化反应单元的反应所需的热源，所述气化反应单元包括：

气化反应装置，其下部的一侧与所述螺杆送料机连接，从而接收从所述燃料供给单元供给的燃料，并通过所述燃料供给单元输送的燃料和通过所述燃烧反应单元输送的热源以及从下部流入的载运气体混合而进行气化反应；

气化旋风分离器，位于所述气化反应装置的上部，将经过气化反应后所产生的反应气体分离为生成气体、焦碳固体物质、粉尘；以及下部排出管，从所述气化旋风分离器的下部连接到所述燃烧反应单元，将被分离的物质中的焦碳固体物质供给至所述燃烧反应单元，所述燃烧反应单元包括：

燃烧反应装置，与所述下部排出管连接，从所述下部排出管流入的焦碳固体物质和从下部流入的空气进行燃烧反应，并对所述燃烧反应装置内的流沙进行加热；

燃烧旋风分离器，分离已被燃烧的气体；以及

流沙移动管，包括：下部流沙移动管，位于所述燃烧反应装置的下部，用于将所述燃烧反应装置的流沙移动至所述气化反应装置；上部流沙移动管，位于所述下部流沙移动管与所述气化旋风分离器之间，用于将所述气化反应装置的流沙移动至所述燃烧反应装置。

2.根据权利要求1所述的双流化床间接气化装置，其特征在于，所述燃烧反应单元将流沙作为所述热源。

3.根据权利要求1所述的双流化床间接气化装置，其特征在于，所述燃料包括生物质或低级煤。

4.根据权利要求1所述的双流化床间接气化装置，其特征在于，所述燃料包括有机废弃资源。

5.根据权利要求1所述的双流化床间接气化装置，其特征在于，所述燃料包括废弃物固体燃料。

6.根据权利要求1所述的双流化床间接气化装置，其特征在于，所述燃料包括废弃塑料固体燃料。

说明书

双流化床间接气化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种双硫化床间接气化装置，更详细地，涉及一种气化反应装置和火焰反应装置均由气泡流化床反应装置构成的双气泡流化床气化装置。

背景技术

[0002] 气化工艺根据其反应及气化生成物的目的来决定气化装置和开工条件等，一般情况下，可根据气化装置的种类分为气流床(Entrained Bed)、移动床(Moving Bed)以及流化床(Fluidized Bed)气化装置。

[0003] 流化床气化装置是固体层在向上流动的反应气体的作用下以悬浮的状态流动的同时进行混合而产生气化反应的装置，通过高温流动介质和燃料以及氧化剂的完全混合来实现气体和固体的充分的接触，由此能够提高反应速度和效率。而且，可使用的燃料的种类比较广泛，且反应温度为1000℃以下而比较低，从而灰分通过干式的方式来被处理，具有能够减少由排放灰分熔渣(Slag)导致的热损失的特征。

[0004] 通常，流化床气化装置是在可替代能源开发及废弃物处理等各种化学工艺领域中，与煤炭、熔渣、废弃聚合物、废弃木材以及废弃轮胎等的气化相关的能源转换工艺及能源回收工艺中使用，而且目前正对此进行广泛的研究。

[0005] 与其他的各种流化床气化反应装置相比，流化床气化装置具有优异的热传导特性，由于反应炉内的温度分布均匀而气化生成气体的产出率及组成固定，且固体反应物在反应炉内的滞留时间长，而且固体具有如流体一样的流动性，因此具有容易处理固体等的各种优点。如上所述，流化床气化装置的主要目的在于获得处理固体时所生成的高质量的合成气体和高温燃烧气体，因此为了实现高热量化和产出率的增加，以各种方式进行研发。

[0006] 现有的双流化床气化装置可分为两种方式。第一个方式为，如图1a所示，燃烧装置和气化装置均由循环流化床反应装置构成的双循环流化床气化装置，并具有如下结构：流沙经由气化装置、旋风分离器(Cyclone)、流沙移动管移动至燃烧装置，并再次通过旋风分离器、流沙移动管移动至气化装置。

[0007] 第二个方式的特征在于，两个反应装置中的一个反应装置是循环流化床反应装置，另一个反应装置是气泡流化床反应装置，图1b表示由循环流化床方式构成，图1c表示由气泡流化床方式构成。

发明内容

[0008] (一)要解决的技术问题

[0009] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种气化反应装置和燃烧反应装置均由气泡流化床反应装置构成的双气泡流化床气化装置。

[0010] 本发明的目的并不局限于以上所提及的目的，本领域的技术人员能够通过以下记载的内容明确地理解在此未被提及的其他的目的。

[0011] (二)技术方案

[0012] 用于解决上述技术问题的本发明的一个方面的双流化床间接气化装置，其包括：燃料供给单元，包括用于储存燃料的燃料储存单元和用于从所述燃料储存单元输送燃料的螺杆送料机；气化反应单元，利用通过所述燃料供给单元输送的燃料进行气化反应；以及燃烧反应单元，提供所述气化反应单元的反应所需的热源。

[0013] 用于解决上述技术问题的本发明的另一个方面的双流化床间接气化装置，其中，所述气化反应单元包括：气化反应装置，通过所述燃料供给单元输送的燃料和通过所述燃烧反应单元输送的热源以及从下部流入的载运气体(carrier gas)混合而进行气化反应；气化旋风分离器，将气化反应后所产生的反应气体分离为生成气体、焦碳(Char)等固体物质、粉尘等；以及下部排出管(downcomer)，将所述被分离的物质中的焦碳等固体物质供给至所述燃烧反应单元。

[0014] 用于解决上述技术问题的本发明的另一个方面的双流化床间接气化装置，其中，所述燃烧反应单元的特征在于，将流沙用作所述热源，并且，所述燃烧反应单元包括：燃烧反应装置，与所述下部排出管连接，从所述下部排出管流入的焦碳等固体物质和从下部流入的空气进行燃烧反应；燃烧旋风分离器，分离已被燃烧的气体；以及至少一个以上的流沙移动管，能够使用作热源的流沙移动至所述气化反应单元。

[0015] 用于解决上述技术问题的本发明的另一个方面的双流化床间接气化装置，其特征在于，所述燃料为生物燃料、低级煤、有机废弃资源、废弃物固体燃料(Refuse Derived Fuel；RPF)、废弃塑料固体燃料(Refuse Plastic Fuel；RPF)中的一种或一种以上的混合物。

[0016] (三)有益效果

[0017] 本发明的双流化床间接气化装置与循环流化床反应装置相比，因安装位置低而能够减少制作费用，与现有的双流化床气化装置相比，因其形状简单而可通过标准产品来制作，因此容易制作，与单流化床气化装置相比，能够实现与现有的双流化床气化装置相同的高气化效率。

附图说明

[0018] 图1a至图1c是示出现有的双流化床气化装置的图。

[0019] 图2是示出本发明的一个实施例的双流化床间接气化装置的使用状态的图。

[0020] 附图说明标记

[0021] 10：燃料供给单元             11：燃料储存单元

[0022] 12：螺杆送料机               20：气化反应单元

[0023] 21：气化反应装置             22：气化旋风分离器

[0024] 23：下部排出管               30：燃烧反应单元

[0025] 31：燃烧反应装置          32：燃烧旋风分离器

[0026] 33：流沙移动管

具体实施方式

[0027] 下面，参照附图及后述的内容对本发明的优选实施例进行详细说明。但是，本发明并不限定于在此说明的实施例，可以以其他形式实施。在这里说明的实施例是为了使公开的内容完整而清楚，并向本领域的技术人员充分传达本发明的思想而提供的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。另外，在本说明书中使用的术语是用来说明实施例的，而不是用来限定本发明的。在本说明书中除非另有特别说明，单数形式包括复数形式。在说明书中使用的“包括(comprises)”和/或“具有(comprising)”的含义并不排除在所提及的组件、步骤、操作和/或构件中存在或添加一个以上的其他的组件、步骤、操作和/或组件。

[0028] 下面，参照图1a至图1c以及图2，对本发明的一个实施例的双流化床间接气化装置进行详细的说明。图1a至图1c是示出现有的双流化床气化装置的图，图2是示出本发明的一个实施例的双流化床间接气化装置的使用状态的图。

[0029] 参照图2，本发明的一个实施例的双流化床间接气化装置主要包括燃料供给单元10、气化反应单元20、燃烧反应单元30。

[0030] 所述燃料供给单元10可包括用于储存燃料的燃料储存单元11和用于从所述燃料储存单元11输送燃料的螺杆送料机12。

[0031] 储存于所述燃料储存单元11的燃料可以是生物燃料(biomass)、低级煤、有机废弃资源、废弃物固体燃料(Refuse Derived Fuel；RPF)、废弃塑料固体燃料(Refuse Plastic Fuel；RPF)中的一种或一种以上的混合物。所述燃料通过与燃料储存单元11连接的螺杆送料机12被输送至气化反应单元20。

[0032] 所述气化反应单元20中，通过所述燃料供给单元10输送的燃料和通过所述燃烧反应单元30输送的热源以及从下部流入的载运气体(carrier gas)混合而进行气化反应，特别是进行气泡流化床反应。由于气化反应是吸热反应，因此需要高温热，所述高温热是通过所述燃烧反应单元30供给。此时，热源的供给是利用流沙来进行供给。

[0033] 所述气化反应单元20可包括：气化反应装置21，进行利用所述燃料、热源以及载运气体的气化反应；气化旋风分离器22，将气化反应后所产生的反应气体分离为生成气体、焦碳(Char)等固体物质、粉尘等；以及下部排出管(downcomer)23，将所述被分离的物质中的焦碳等固体物质供给至所述燃烧反应单元30。

[0034] 参照图2，所述气化反应装置21的结构为，其下部的一侧与所述螺杆送料机12连接，从而能够接收从所述燃料储存单元11供给的燃料，而且其下端能够接收载运气体。在所述气化反应装置21的内部利用被用作热源的流沙、燃料、载运气体来进行气泡流化床反应，如图2所示，其结构简单，因此与现有的双流化床气化装置相比，能够容易制作，且节省费用。

[0035] 参照图2，所述气化旋风分离器22位于所述气化反应装置21的上部，并且将经过所述气化反应的反应气体分离为生成气体、焦碳等固体物质、粉尘等。在被分离的物质中，焦碳等固体物质需被供给至所述燃烧反应单元30，以便进行燃烧反应，为此，包括从所述气化旋风分离器22的下部连接到所述燃烧反应单元30的下部排出管23。

[0036] 参照图2，所述燃烧反应单元30的特征在于将流沙用作所述热源，并且包括：燃烧反应装置31，与所述下部排出管23连接，从而从所述下部排出管流入的焦碳等固体物质和从下部流入的空气进行燃烧反应；燃烧旋风分离器32，分离已被燃烧的气体；以及流沙移动管33，使被用作热源的流沙移动至所述气化反应单元20，尤其使流沙移动至气化反应装置21。

[0037] 在所述燃烧反应装置31内，通过所述下部排出管23移动的焦碳等固体物质和空气进行燃烧反应，并对所述燃烧反应装置31内的流沙进行加热。

[0038] 燃烧反应后所产生的排出气体将通过所述燃烧旋风分离器32分离成废气(flue)和粉尘并被排出，燃烧反应装置31内的流沙通过由燃烧反应产生的热而被加热，所述流沙将通过流沙移动管33移动至气化反应装置21。

[0039] 高温流沙在燃料和过热蒸汽(steam gas)的气化吸热反应中起到高温热源的作用，在气化反应之后，低温流沙通过所述流沙移动管33与焦碳等固体物质、焦油等一起再次移动至燃烧反应装置31。

[0040] 此时，与所述燃烧反应装置31相比，所述气化反应装置21因从下部排出的气体的流速快，流沙能够移动至高于所述燃烧反应装置31的流沙的高度的位置，并且，如图2所示，可通过流沙移动管33中位于上部的流沙移动管33移动至燃烧反应装置31。

[0041] 而且，所述燃烧反应装置31内的流沙的单位体积密度高于所述气化反应装置21的内部的流沙的单位体积密度，因此，如图2所示，可通过流沙移动管33中位于下部的流沙移动管33移动至气化反应装置21。

[0042] 利用上述的原理，流沙将由燃烧反应装置31产生的热源供给至气化反应装置21，因此气化反应装置21和燃烧反应装置31均由气泡硫化床反应装置构成，从而实现本发明的一个实施例的双硫化层间接气化装置的目的。

[0043] 以上通过具有代表性的实施例对本发明进行详细的说明，但本发明所属技术领域的普通技术人员能够理解在不脱离本发明的范围的限度内能够对上述的实施例进行多种变形。因此，本发明的权利保护范围不应局限于所说明的实施例，而应根据权利要求书以及从权利要求书的等同概念导出的所有的变更或变形的形式来决定。