循环流化床纯氧气化技术介绍

纯氧连续气化制煤气技术方案

青岛钢铁焦化有限公司

纯氧连续气化制30000Nm3/h煤气

技术方案

江西昌昱实业有限公司

2014年06月

第一部分设计条件 .......................................................................................................................................... 2

第二部分固定床纯氧连续气化 ...................................................................................................................... 3

第三部分系统配置及占地面积 .................................................................................................................... 13

第四部分电力装机表 .................................................................................................................................... 14

第五部分消耗表 ............................................................................................................................................ 15

第六部分投资估算 ........................................................................................................................................ 16

循环流化床锅炉的工作原理

循环流化床锅炉是一种利用循环流化床技术进行燃烧和热能转化的热力设备。其工作原理可以简述如下：

1. 准备燃料：将燃料(如煤、生物质等)送入锅炉的燃料仓，经过预处理后，将燃料颗粒化并保持一定湿度。

2. 引风：启动引风机，引入足够的气流，使燃料在炉膛内燃烧时得到充分氧化。

3. 循环流化床：燃料和一定量的惰性物料(如矿石颗粒)一起投入到炉内的循环流化床中。床内通过风机供气，使床层内的颗粒保持悬浮的状态，形成循环流化床。床内气体与颗粒之间的剧烈混合增加了传热和物质传递的效率。

4. 燃烧：燃料进入炉膛后，在较高温度下进行氧化反应，释放出热能。同时，床内的惰性物料的作用有助于抑制燃料的剧烈燃烧，使炉膛内的温度保持在合适的范围。

5. 煤渣排除：燃料在炉内燃烧后，生成的煤渣会随着循环床内的气流一起进入锅炉后部的分离设备。在这里，煤渣和床内颗粒会通过离心力的作用分离开来。床内颗粒会返回床内进行循环利用，而煤渣则被排出锅炉。

6. 余热回收：废气由引风机抽出，经过余热回收系统后，将烟气中的热能回收，提高整个系统的热效率。

总之，循环流化床锅炉通过床内颗粒的循环流动，实现了燃料的高效燃烧和热能转化。相较传统的锅炉技术，循环流化床锅炉具有热效率高、燃烧效果好、抑制氮氧化物排放等优点，广泛应用于工业生产和供热领域。

流化床双氧水工艺

1. 原理：流化床双氧水工艺基于流化床反应器技术。在该工艺中，氢气和氧气通过流化床反应器中的催化剂床层进行反应，生成过氧化氢。

2. 催化剂：流化床双氧水工艺通常使用催化剂来加速氢气和氧气的反应。常用的催化剂包括钯、铂等贵金属或其合金。

3. 反应条件：该工艺一般在高温和高压条件下进行。反应温度通常在几十摄氏度到一百多摄氏度之间，反应压力一般在几个大气压到几十个大气压之间。

4. 优点：流化床双氧水工艺具有一些优点，如催化剂的高效利用、良好的传热和传质性能、反应器的连续操作等。这些优点使得该工艺在大规模过氧化氢生产中具有较高的效率和经济性。

5. 应用领域：过氧化氢在许多行业中有广泛的应用，如造纸、纺织、环保、医药、化工等领域。流化床双氧水工艺可以满足这些行业对过氧化氢的大量需求。

需要注意的是，流化床双氧水工艺的具体实施方式和技术细节可能因不同的生产厂家和应用领域而有所差异。如果你对特定的流化床双氧水工艺有更详细的问题，建议参考相关的技术文献、专利或咨询专业人士。

生物质热解气化技术

作者简介:王华，女，工程师，学士，从事天然气高效利用及新能源技术研究工作。收稿日期:2018－10－15;修回日期:2019－01－

14·燃气气源与加工利用·

生物质热解气化技术

王华1，罗东晓1、2

(1．滨海投资(天津)有限公司，天津300300;2．中山大学，广东广州510275)

摘要:介绍生物质热解气化技术的分类，以上气式逆流固定床气化反应器及循环流化床气

化反应器为例，介绍其主要特点和工作过程。分析生物质热解气化气的组成、粉尘和焦油的脱除方

法。

关键词:生物燃气;生物质热解气化;热解气化气净化

中图分类号:TQ54文献标志码:B文章编号:1000－4416(2019)04－0B22－04

1生物质热解气化技术的分类

完整的热解气化反应过程可分为干燥、热解、氧

化和还原等环节［1－2］。生物质热解气化技术一般可

分为干馏气化、空气气化、氧气气化、水蒸气气化、

“水蒸气+氧气”混合气化等多种［3］161，只有干馏气

化不需要使用气化剂。

1．1干馏气化

干馏气化是指在完全无氧或少量氧条件下，对

生物质进行有限气化但气化又不是大量发生，即生

物质的部分气化。在一定温度作用下，生物质的挥

发分得以热解挥发，生成固体碳、木焦油和木醋液

(可凝挥发物)与气化气(不可凝挥发物)等4种产

物，气化气只是其中的副产品。此过程是吸热反应，

需提供外部热能反应才能连续进行。

1．2空气气化

以空气作为气化剂，空气中的氧气与生物质中

的可燃组分发生氧化反应，产生气化气，反应过程所

放出的热量为气化反应的其他过程(干燥、热解与

还原)提供所需的热能，整个气化过程是一个自供

热系统。

空气气化的优点是气化剂来源方便、成本低。

局限是气化气中氮气含量高，使用受限。1．3氧气气化

氧气气化是借助于气化剂———氧气，与生物质

进行氧化还原反应产生可燃气体，气化气中主要是

一氧化碳、氢气及甲烷等，基本上不含N2组分。氧

气气化的局限是气化剂(氧气)获取成本较高。与

空气气化比较，其优势在于:反应温度高、反应速率

循环流化床锅炉的工作原理 2

循环流化床锅炉的工作原理

循环流化床锅炉是一种利用循环流化床技术进行燃烧的锅炉。其工作原理如下：

1. 燃料供给：将燃料（如煤炭、生物质或废弃物等）送入循环流化床锅炉中。

2. 燃烧气体进入循环流化床：通过给燃料供应充分的氧气，燃烧产生的高温燃烧气体进入循环流化床。

3. 循环流化床：循环流化床是由高速气流和燃料颗粒组成的流化床。床内的气流维持颗粒悬浮，并使其呈现类似流体的状态。

4. 燃料燃烧：在流化床中，燃料颗粒与气流混合并燃烧。燃料颗粒中的固体燃料被氧化为燃烧产物（如二氧化碳、水蒸汽等）。

5. 温度调控：通过调节燃料供应和床内气流速度，控制循环流化床的温度，使其保持在适宜的燃烧温度范围内。

6. 固体分离：燃烧后的固体残渣（灰渣）通过装置（如旋风分离器）从循环流化床中分离出来。燃烧气体进一步通过喷射器和其他副燃烧器等装置进行处理。

7. 热能回收：循环流化床锅炉燃烧过程产生的热能通过烟汽换热器等装置回收，以便用于发电、供热或其他用途。

总的说来，循环流化床锅炉的工作原理是通过在床内产生循环气流来维持颗粒床的流化状态，使燃料颗粒与气流充分混合并燃烧，从而实现热能的释放和利用。这种技术具有高热效率、低污染排放和适应多种燃料等优点，所以被广泛应用于能源产业。

我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状

张进

（化工学院能源化学工程14-1班 06142588）

摘要：第一台工业流化床自1954年投产以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。近年来，使用循环流化床（CFB）做气化炉的工艺得到了迅速发展，使燃烧效率、碳转换率等得到了较明显的提高。在国内煤气化领域中，主要用流化床气化炉来气化碎煤。流化床气化炉在气化高活性、低阶煤种方面,具有其它煤气化技术不可比拟的优势。[1]综述了循环流化床煤气化工艺流程，并对循环流化床气化的应用情况和工艺特点加以说明。

关键词：流化床煤气化循环流化床气化炉工艺特点

煤炭气化是清洁煤利用技术之一。流化床煤气化技术作为一种清洁煤气化技术更受到了国内外的普遍重视。循环流化床技术是近年来在沸腾炉上发展起来的一项新技术。在环保、能源的充分利用、热效率的提高等方面都比沸腾炉效果好，而且在气化高活性、低阶煤种方面，具有其它煤气化技术不可比拟的优势。[1]发展循环流化床气化技术是适合我国国情的，对满足我国城市民用煤气和工业用煤气的需求、发展清洁煤利用技术有重大作用。

1循环流化床煤气化工艺流程

原料煤经皮带运输至破碎机粉碎至4mm以下，送入煤仓备用。煤粉在开车前将经给料、输送机送入立管中。开车过程中，细煤粉经给料器、斗式提升机送到计量煤斗，经升压后进入料煤斗，由此稳定地经旋转阀、水冷螺旋给料器进入进料管，并送入循环流化床气化炉下部。过程中所用空气(或氧气)来自压缩机，经预热后与废热锅炉所产生的水蒸气混合，由炉底经分布板进入炉内。如有必要可以将气化剂的一部分做为二次气化剂由炉的中下部送入。生成的煤气由气化炉顶部引出，粗煤气中含有大量的未转化碳颗粒和水蒸气。经过分离系统分离后，95%以上的颗粒收集下落入立管中，经返料系统返回到气化炉底部。此外，在喇叭状炉床内还形成物料的内循环。由于新鲜原料、气化剂和大多数炉灰的循环物质之间的迅速混合，气化反应在气化炉底部附近立即开始进行。循环物料和新加入的原料之比可高达40，因此碳转化率较高。底部灰经水冷螺旋出料器，由旋转阀排入灰仓送出界区。

好氧流化床废水处理技术若干问题探讨

1 引言

在废水生物处理工艺中，生物流化床技术是一种新型的生物膜法工艺，是继流化床技术在化工领域广泛应用后于20世纪70年代初发展起来的。其载体在流化床内呈流化状态，使固（生物膜）、液（废水）、气（空气）3相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术能使床内保持高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时间短，运转负荷比一般活性污泥法高10～20倍[1]，耐冲击负荷能力强。另外，流化床高径比较大，反应器占地面积小等优点，使它越来越受到水处理界的重视，许多国家都开展了这方面的研究工作。进入20世纪80～90年代以后，该研究领域十分活跃，本文仅对其技术问题作若干探讨。

2 反应器的结构与工艺

好氧流化床的基本结构形式主要有：圆筒式、锥筒式、导流筒式、逆导流筒式、侧循环式、外循环式等。导流筒式流化床（或称内循环流化床）是一种很有前途的流化床技术，它在传统3相流化床内设置了导流筒，提高了反应器内反应介质的混合程度，近年来，有关这种流化床的研究较多。改造流化床结构有提高反应器操作能力的潜力。周平等[2]对内循环3相生物流化床处理丙烯酸废水进行了研究，氧利用率可高达17%。郑礼胜等[3]人在利用好氧生物流化床处理生活污水的中试中，平均去除COD容积负荷达10.4kg/（m3.d）。笔者对内循环流化床结构进行了改进（称为双循环2点布气内循环流化床反应器），将其用于实际生活废水的处理（已另文发表），取得了较好的效果。能在较低的气水比情况下（4.8～6 ：1），使COD平均去除容积负荷达14.76～15.09kg/（m3.d）。

值得注意的是，好氧流化床的出水水质不如其它生物法。笔者认为，在进一步挖掘该类反应器能力的同时，应当结合其它工艺，开发一些组合工艺或复合结构以提高出水水质。栾金义等 [4]开发了一种具有全混合型和置换型叠加的复合生物流化床，兼有流化床处理负荷高与接触氧化法出水水质好的特点。华北工学院在复合生物流化床基础上，研制了一种新型自充氧内循环3相复合生物流化床反应器[5]，除了具有优良的自充氧特性外，兼有流化床处理效率高和接触氧化滤床出水好、气水比低、能耗小和适应性好等优点。

循环流化床燃烧原理

- 1 - 循环流化床燃烧原理

循环流化床燃烧是一种高效的燃烧技术，其原理是将燃料和空气在一定的条件下混合，形成细小的颗粒状物质，在循环流化床内进行燃烧。循环流化床燃烧技术具有高效、低污染、可适应性强等优点，被广泛应用于煤炭、生物质等领域。其原理主要包括以下几个方面：

首先，循环流化床内的流体化气固两相流动状态可以保证燃料和空气充分混合，从而提高燃烧效率，减少污染物的排放。

其次，循环流化床内的床层温度均匀，可以有效防止燃烧温度过高或过低，从而保证燃烧过程的稳定性和安全性。

再次，循环流化床内的燃料和物料可以高度循环利用，节约能源，减少燃料消耗和废弃物的产生，有利于环境保护和可持续发展。

最后，循环流化床燃烧技术具有较强的适应性，可以适用于不同类型的燃料，如煤炭、生物质等，提高了其应用范围和实用性。

总之，循环流化床燃烧技术是一种高效、低污染、可持续的燃烧技术，具有广泛的应用前景。

循环流化床煤气化工艺的原理和特点

摘要：本文从工艺流程、关键技术以及工艺特点三个方面就循环流化床煤气化工艺展开了详细介绍，并指出循环流化床煤气化工艺由于具有的强适应性、高碳转化率与气化强度，以及使用原料范围广等优势，因而得到了广泛的应用。

关键词：循环流化床煤气化工艺原理与特点

一、引言

我国在很长时期内将煤作为主要的能源，因此寻找出适合我国国情的洁净煤技术具有非常重要的意义。作为高效、洁净利用煤炭途径的煤气化工艺，是现代煤化工、循环发电等洁净能源生产中非常关键的工艺之一。由于循环流化床具有煤种适应性强、传热效率高、易完成大型化操作等优点，因而受到了十分广泛的重视。

二、循环流化床煤气化工艺的流程

循环流化床中的皮带将原料煤运输至破碎机中，在将其粉碎在4毫米以下后，运至煤仓中，已备使用。在开车前，还需利用输送机将煤粉送至立管；在开车过程中，利用提升机将细煤粉送入计量煤斗中，在升高压强后，再将细煤粉从旋转阀、螺旋给料器、进料管中稳定地输送至循环流化床气化炉的下部。在这一过程中，用到的所有空气均来自于压缩机，将其预热后与锅炉产生的水蒸气进行混合，并从炉底的分布板进入到气化炉内。气化炉中的温度应保持在1055℃，，气压保持在0.2MPa，气体的流速为1-5m/s，停留时间大约为4至6s。

煤气生成后，从气化炉的顶部将其引出。由于大量的水蒸气和为转化的碳颗粒夹杂在粗煤气中，因而需要经分离系统进行分离操作。经分离后，超过90%的颗粒下落至立管中，并重新返回到气化炉的底部。此外，原料、气化剂等循环物质由于迅速进行了混合，因而在气化炉的底部附近便立即开始了气化反应。循环物料与加入的新原料之间的比值最高可达到40，因而具有非常高的碳转化率。气化炉底部的灰经过螺旋出料器，再由旋转阀送出[1]。

生产出的粗煤气在经过锅炉以及列管等回收热量后，温度得到下降，再经洗涤塔除尘与降温后，送入煤气灌中进行储存。

三、循环流化床煤气化工艺的关键技术

循环流化床技术概述

摘要:本文论述了发展循环流化床技术的重要性;叙述了循环流化床锅炉的原理;介绍了循环流化床中的基本概念;展望了循环流化床未来的发展;

关键词:循环流化床原理特点发展

前言:

固体粒子经与液体或气体接触而转变为类似流体状态的过程,称为流化过程[1]。流化过程用于燃烧过程,即为流化燃烧,其炉子称为流化床锅炉。流化床锅炉在发展中又增添了循环回燃系统,称为循环流化床锅炉。

循环流化床技术将不可再生的化石能源经过合理的燃烧达到高效利用的目的,和传统的链条锅炉及复炉相比循环流化床技术具有如下优势:⑴煤种适应性广⑵;热效率高,对于合理高效的利用能源具有极其重要的意义;⑶碳氧化物排放低;⑷炉渣含碳量低。

1 发展循环流化床技术的重要性

1.1发展循环流化床技术易于实现灰渣的综合利用

循环流化床属于低温燃烧,同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低,属于

低温烧透,易于实现综合利用。同时循环流化床排出的细灰也可以进行综合利用。

1.2发展循环硫化技术是洁净燃烧的需要

循环流化床锅炉在炉内加入石灰石,可在炉内进行简单脱硫;由于运行中采取低温燃

烧和分级送风,所以氮氧化物生成量极低。

1.3发展循环流化床技术是企业发展的需要

循环流化床锅炉在运行上比传统锅炉更稳定,负荷调节范围更快、更大,更适合现代企业对锅炉的需求。

1.4发展循环流化床技术是煤炭资源持续利用的需要

煤炭资源作为不可再生资源,如何最大化进行利用已经成为现今能源研究的重点,而循环流化床锅炉具有燃烧效率高、燃烧适应性广等技术特点,所以循环流化床技术的应用和推广已成为煤炭资源持续发展的需要[1]。

(1)燃烧效率高。循环流化床锅炉与其他种类锅炉的根本不同在于燃烧系统。循环流化床锅炉的燃烧系统是由物料收集器、燃烧室和返料器组成[2]。高温物料在气流的夹带下进入物料收集器,被收集下来的物料进入返料器,再由返料器送回燃烧室,进行多次循环燃烧,所以燃烧效率很高。