本發(fā)明涉及煤氣化與能源利用系統(tǒng)及煤氣化與能源利用方法，具體說(shuō)是一種由煤氣化反應(yīng)裝置、煤氣化劑發(fā)生裝置、煤氣凈化處理裝置、加料與閉鎖裝置、密閉排渣裝置、氧化劑輸入裝置等構(gòu)成的煤氣化與能源利用系統(tǒng)及煤氣化與能源利用方法。所述煤氣化與能源利用系統(tǒng)和煤氣化與能源利用方法的獨(dú)特性包括，由產(chǎn)生乏氧高溫氣化劑和實(shí)現(xiàn)發(fā)生煤氣化反應(yīng)的兩個(gè)裝置：即煤氣化劑發(fā)生裝置，其產(chǎn)生煤料氣化所需和溫度可根據(jù)煤料和工藝要求有效控制的乏氧高溫氣化劑；煤氣化反應(yīng)裝置，其為煤料直接與乏氧高溫氣化劑進(jìn)行充分接觸和作用而發(fā)生氣化反應(yīng)提供有效氣化反應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件。而且，根據(jù)煤氣化和能源利用需要，在維持一部分乏氧高溫氣化劑進(jìn)入煤氣化反應(yīng)裝置與煤料直接接觸而發(fā)生煤氣化反應(yīng)的同時(shí)，另一部分乏氧高溫氣化劑則作為高溫?zé)崮茌敵觯瑢?shí)現(xiàn)熱能的潔凈高效利用。煤氣化反應(yīng)產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)處理后成為可以維持煤氣化系統(tǒng)穩(wěn)定工作或可以外輸?shù)臐崈裘簹猓⑸a(chǎn)可輸出和利用的高溫?zé)崮堋１景l(fā)明所述由煤氣化反應(yīng)裝置和煤氣化劑發(fā)生裝置等設(shè)備構(gòu)成的煤氣化與能源利用系統(tǒng)及煤氣化與能源利用方法，氣化效率高，能耗和水耗低，煤焦油等污染小，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效氣化和能源高效利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭高效氣化系統(tǒng)和方法，以及煤清潔能源利用系統(tǒng)和方法，具體說(shuō)是一種煤氣化系統(tǒng)、一種能源利用系統(tǒng)、以及煤氣化方法與能源利用方法。

背景技術(shù)

我國(guó)缺油、少氣、煤炭資源相對(duì)而言比較豐富的自然資源結(jié)構(gòu)，決定了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)和煤炭長(zhǎng)期在工業(yè)和經(jīng)濟(jì)中的重要地位。如何清潔利用我國(guó)相對(duì)豐富的煤炭資源優(yōu)勢(shì)，提升我國(guó)能源與工業(yè)技術(shù)水平和發(fā)展煤化工已成為國(guó)家能源和資源利用的重大發(fā)展方向。各種規(guī)模的高能耗工業(yè)生產(chǎn)和煤化工過(guò)程離不開(kāi)煤氣化與合成氣的制備，煤氣化是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔和高效利用的基礎(chǔ)和必要手段。

經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，現(xiàn)有煤氣化及其裝置和技術(shù)已從最初的盧奇爐技術(shù)原理和基本裝置結(jié)構(gòu)發(fā)展和繁衍出種類繁多的煤氣化技術(shù)和裝置。一般以氣化裝置壓力可分類為，常用氣化和加壓氣化(中壓氣化、高壓氣化)；以氣化溫度可分類為，低溫氣化、中溫氣化、高溫氣化；以煤料在氣化爐內(nèi)的移動(dòng)狀態(tài)可分類為，固定床、流化床、氣流床；以氣化煤料的材料狀態(tài)可分類為，粉煤、塊煤、水煤漿；以煤氣化采用的氧化劑可分類為，空氣、富氧、純氧；以氣化裝置煤氣產(chǎn)出位置可分類為，一段式、二段式、多段式等等。

現(xiàn)有煤氣化技術(shù)和裝置往往是以上多種分類特點(diǎn)的組合和發(fā)展，比如常壓固定層間歇式無(wú)煙煤氣化技術(shù)、常壓固定層無(wú)煙煤富氧連續(xù)氣化技術(shù)、魯奇固定層煤加壓氣化技術(shù)、灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)、恩德沸騰層(溫克勒)粉煤氣化技術(shù)、GE德士古(Texaco)水煤漿加壓氣化技術(shù)、多元料漿加壓氣化技術(shù)、多噴嘴(四燒嘴)水煤漿加壓氣化技術(shù)、殼牌(Shell)干煤粉加壓氣化技術(shù)、GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)、兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)、四噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)等等。現(xiàn)有各種煤氣化工藝技術(shù)和系統(tǒng)都有其特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，及適用范圍。而且，現(xiàn)有各種煤氣化工藝技術(shù)和系統(tǒng)都只完成煤炭氣化生產(chǎn)，而不能直接利用所產(chǎn)出煤氣產(chǎn)生可供不同應(yīng)用的熱能或二次能源，實(shí)現(xiàn)煤氣的清潔高效利用。

現(xiàn)有煤氣化技術(shù)及特點(diǎn)

現(xiàn)有煤氣化技術(shù)的核心特征是其氣化劑由氧化劑(空氣、富氧、或純氧)和水蒸汽構(gòu)成，其中氧化劑與煤料在煤氣化空間內(nèi)發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生煤料氣化所需要的熱能；通過(guò)控制氧化劑量使煤料處于燃燒-半燃燒狀態(tài)，生產(chǎn)維持煤氣化反應(yīng)所需要的熱能。其具體特征可以從煤料在煤氣化裝置內(nèi)的三種運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行歸納，并綜合對(duì)比煤氣化裝置的功能和作用，特別是氣化劑的構(gòu)成與功能和作用。

1.固定床：

固定床氣化爐是最早開(kāi)發(fā)出的煤氣化爐，其下部為爐排，用以支撐上面的固定煤層。通常，煤從氣化爐的頂部加入，而氣化劑(氧或空氣和水蒸汽)則從爐子的下部供入，形成氣固間的逆向流動(dòng)。氣化劑進(jìn)入煤氣化爐(煤氣化裝置)，其中的氧與低部的煤發(fā)生燃燒，產(chǎn)生煤氣化所需要的熱能；通過(guò)控制氣化劑進(jìn)入煤氣化爐的量，在底部形成和維持一個(gè)燃燒-半燃燒層，實(shí)現(xiàn)其上方煤層的持續(xù)煤干餾和氣化反應(yīng)。這種煤氣化技術(shù)的特點(diǎn)是技術(shù)和爐體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可為常壓或加壓氣化，但單位容積的煤處理量小、效率低、污染嚴(yán)重、大型化困難。