本发明涉及煤化工，尤其是一种循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法及处理系统。
背景技术：
1、煤气化技术是煤炭清洁高效利用的重要途径之一。目前，常用的煤气化工艺按照燃料在炉内不同的运动情况，主要分为：固定床、流化床、气流床和熔融床。相比较来说，流化床和气流床气化技术因气化过程中无焦油及酚的排放，且所产生煤气清洁程度较高，在工业上得到了更广泛的应用，已成为清洁煤气制备的主流技术。
2、现有的煤气化技术中，由于流化床气化炉的结构特点以及炉内反应温度较低(1000℃左右)的技术特点，所产煤气中含有未充分反应的飞灰，飞灰含碳率较高，损失了煤炭的部分热值。但是由于飞灰中灰分较多，着火困难，很难将飞灰送往常规燃煤锅炉进行处理；即便在高温下飞灰过氧燃烧，也会产生氮氧化物、硫化物等污染，且容易造成炉膛结焦等问题。目前环保部门对飞灰填埋政策收紧，以及飞灰碳含量较高（～50%）导致建材行业无法利用，因此飞灰很难进行有效的处理。
3、申请号为201610240238.0、公开号为cn105779008a的中国发明专利申请文件公开了一种煤粉的处理方法和系统，该方法将循环流化床气化系统和气流床气化系统组合，气流床气化系统采用循环流化床气化系统的飞灰作为原料，以解决循环流化床煤炭利用率低、飞灰量大难处理的缺点，提高煤炭的转化率。但是，气流床气化炉是气化反应，相较于燃烧反应，碳转化率较低，飞灰处理不够彻底，导致气流床灰渣含碳量仍然较高，不利于后续处理，使整体煤炭利用率较低，设备投资较高。
4、申请号为201410117504.1、公开号为cn103911179a的中国发明专利申请文件公开了一种煤气化方法和装置，将粉煤和气化剂送入循环流化床气化炉进行反应，反应生成的气化炉烟气经第一气固分离器分离出返料粉煤和带粉煤气流，并将返料粉煤循环回循环流化床气化炉继续反应，将带粉煤气流经第二气固分离器分离出煤气和含碳飞灰；将含碳飞灰送入热风炉，使其在高于1300℃燃烧，将产生的热风炉烟气返回循环流化床气化炉中参加反应，燃烧产生的液态渣经冷却后排出。但是热风炉的燃烧温度高于1300℃，温度较高容易发生结焦等，并且对设备耐热材质提出更高的要求；热风炉采用液态渣池，投资较高，占地更大，热量利用率低；而且热风炉产生的烟气为无效气，再通入气化炉后，会降低气化炉煤气中有效气组分比例，使煤气热值降低，相同热值要求下，采用热风炉的规模更大，投资占地更高。
技术实现思路
1、本技术人针对上述现有煤气化处理系统和方法存在的缺点，提供一种循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法及处理系统，将循环流化床气化炉系统与循环流化床残炭炉系统耦合，在大幅度提升碳利用率和经济效应的同时，工艺更简单，设备及系统投资更低。
2、本发明所采用的技术方案如下：
3、一种循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，采用煤气化处理系统对粉煤进行煤气化处理，煤气化处理系统包括循环流化床气化炉制煤气系统及与其耦合的循环流化床残炭炉余热回收系统，循环流化床气化炉制煤气系统包括气化炉系统、余热回收系统及第一除尘净化系统，循环流化床残炭炉余热回收系统包括残炭炉系统、余热回收及脱硝系统及第二除尘净化系统；
4、将粉煤与气化剂送入气化炉系统进行气化反应，得到的高温煤气经余热回收系统余热回收、第一除尘净化系统净化后得到洁净煤气与气化飞灰；
5、将气化飞灰与空气送入残炭炉系统进行燃烧，得到的高温烟气经余热回收及脱硝系统余热回收、第二除尘净化系统净化后得到净化烟气和灰渣，所得灰渣的含碳量低于2%。
6、作为上述技术方案的进一步改进：
7、气化飞灰先通过气力输送系统送至残炭炉前仓暂存，再从残炭炉前仓通过给料机送至残炭炉系统的残炭炉体。
8、残炭炉系统的残炭炉体在开车阶段通入粉煤与空气燃烧，残炭炉体正常工作后，停止粉煤进料只通入飞灰进行燃烧反应。
9、将余热回收系统回收的余热对除氧水进行加热产生蒸汽，部分蒸汽送至余热回收及脱硝系统再次换热后得到中高压蒸汽。
10、对除氧水加热产生的蒸汽，部分蒸汽送至气化炉系统的第一返料器，部分蒸汽送至除氧器中。
11、气化炉系统得到的高温煤气经第一空气预热器进一步余热回收，气化空气经第一空气预热器回收的余热预热后再送往气化炉系统。
12、残炭炉系统得到的高温烟气经第二空气预热器进一步余热回收，燃烧空气经第二空气预热器回收的余热预热后再送往残炭炉系统。
13、气化炉系统的第一返料器、残炭炉系统的第二返料器分别通过返料空气管路通入返料空气。
14、第一除尘净化系统净化得到的洁净煤气经煤气冷却系统冷却后，根据业主的需要经过不同的后处理工段后外送；第二除尘净化系统净化得到的洁净烟气经脱硫系统脱硫后得到达标的洁净烟气直接排放。
15、气化炉系统产生的废渣经冷渣机冷却后外送。
16、一种煤气化处理系统，包括循环流化床气化炉制煤气系统及与其耦合的循环流化床残炭炉余热回收系统；
17、循环流化床气化炉制煤气系统的气化炉系统的高温煤气输出端沿煤气处理路线依次连接余热回收系统、第一除尘净化系统；第一除尘净化系统的气化飞灰输出端连接循环流化床残炭炉余热回收系统的残炭炉系统；
18、循环流化床残炭炉余热回收系统的残炭炉系统的高温烟气输出端沿烟气处理路线依次余热回收及脱硝系统、第二除尘净化系统；
19、气化炉系统、残炭炉系统分别通过空气管路连接空气供给装置，分别通过给煤机连接煤仓。
20、作为上述技术方案的进一步改进：
21、第一除尘净化系统的气化飞灰输出端与残炭炉系统之间设置残炭炉前仓，残炭炉前仓通过气力输送系统连接第一除尘净化系统的气化飞灰输出端，通过给料机连接残炭炉系统。
22、软化水供给装置通过软化水管路连接余热回收系统冷侧，软化水管路上设置除氧器。
23、余热回收系统的蒸汽输出端通过第四蒸汽管路连接至余热回收及脱硝系统冷侧。
24、余热回收系统的蒸汽输出端通过第一蒸汽管路连接气化炉系统，通过第二蒸汽管路连接蒸汽去界区，通过第三蒸汽管路连接除氧器。
25、气化炉系统的高温煤气输出端与余热回收系统之间连接第一空气预热器，空气供给装置通过气化空气管路连接到第一空气预热器冷侧后再连接到气化炉系统。
26、余热回收及脱硝系统与第二除尘净化系统之间连接有第二空气预热器，空气供给装置通过燃烧空气管路连接到第二空气预热器冷侧后再连接到残炭炉系统。
27、第一除尘净化系统的煤气输出端连接煤气冷却系统；第二除尘净化系统的烟气输出端连接脱硫系统。
28、气化炉系统包括气化炉体、第一旋风分离器及第一返料器，气化炉体的烟气出口连接第一旋风分离器，第一旋风分离器底部的出口通过第一返料器连接到气化炉体的循环进口，第一返料器与气化炉体、第一旋风分离器形成外循环回路；残炭炉系统包括残炭炉体、第二旋风分离器及第二返料器，残炭炉体的烟气出口连接第二旋风分离器，第二旋风分离器底部的出口通过第二返料器连接到残炭炉体的循环进口，第二返料器与残炭炉体、第二旋风分离器形成外循环回路；第一返料器、第二返料器分别通过空气管路连接返料空气供给装置；第一蒸汽管路连接第一返料器；气化炉体的出渣口连接冷渣机。
29、气化炉体整体为圆筒形，采用浇注料绝热，气化炉体内设置气化风分布器，第一返料器内设置有返料风分布器；残炭炉体整体呈方形，采用水冷壁绝热，残炭炉体内设置流化风分布器，第二返料器内设置有返料风分布器；气化炉体采用的气化剂可以为采用空气、氧气、蒸汽中的一种、两种或者多种组合。
30、本发明的有益效果如下：
31、本发明将循环流化床气化炉系统与残炭炉系统耦合：一方面，将气化炉系统副产难以利用的飞灰，送入残炭炉系统燃烧，残炭炉采用燃烧反应，飞灰可以充分反应，飞灰碳利用率高，飞灰反应的余热可以回收利用，充分利用了飞灰的热值，副产蒸汽作为工厂蒸汽或发电使用；经残炭炉再燃后的灰渣含碳量低于2%，可外售给建材企业变废为宝；通过气化炉耦合残炭炉，可将原煤的碳转化率由传统的84～88%提升至99%以上，大幅提升了原煤的碳利用率和经济效益。另一方面，将气化炉系统与残炭炉系统耦合设计，不但可以总体考虑设备布置，合理高效用地，统一设计仪表、电气、中控等，降低工人操作强度，减少员额；而且工艺耦合还可减少了上煤、输灰、上水系统及公辅系统的设备数量，根据工艺情况，灵活设定蒸汽规格，优化热交换网络，高效回收热量，大幅减少了设备投资。残炭炉系统相对于传统燃煤锅炉（工业锅炉或电厂锅炉），不但使飞灰着火燃烧，对飞灰进行有效的处理，大大降低了灰渣含碳率，灰渣可以直接作为建材行业原料使用，无固废产生，而且对飞灰热值进行充分的回收利用，更加节能环保，原煤的碳转化率由传统的84～88%提升至99%以上，大幅提升了原煤的碳利用率和经济效益。循环流化床残炭炉燃烧温度较低，有效避免结焦现象，而且循环流化床残炭炉采用先余热回收再低温气力输灰，降低材质要求，节省投资，热量利用率高。在相同热值要求下，采用循环流化床残炭炉相比于现有技术的热风炉，规模更小，投资占地更低。
32、本发明的循环流化床气化炉制煤气系统的余热回收系统的蒸汽输出端通过第四蒸汽管路连接至残炭炉的余热回收及脱硝系统，从而将气化炉余热回收系统与残炭炉余热回收及脱硝系统串联，实现蒸汽的阶梯式换热，余热回收系统的部分蒸汽经由第四蒸汽管路进入余热回收及脱硝系统再次换热后，得到中高压（过热）蒸汽，中高压蒸汽可供工厂蒸汽或发电使用，充分回收利用飞灰的热值，提高能源的利用率，更绿色节能环保。
1.一种循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：采用煤气化处理系统对粉煤进行煤气化处理，煤气化处理系统包括循环流化床气化炉制煤气系统及与其耦合的循环流化床残炭炉余热回收系统，循环流化床气化炉制煤气系统包括气化炉系统、余热回收系统（14）及第一除尘净化系统（15），循环流化床残炭炉余热回收系统包括残炭炉系统、余热回收及脱硝系统（24）及第二除尘净化系统（26）；
2.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：气化飞灰先通过气力输送系统（28）送至残炭炉前仓（29）暂存，再从残炭炉前仓（29）通过给料机（30）送至残炭炉系统的残炭炉体（21）。
3.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：残炭炉系统的残炭炉体（21）在开车阶段通入粉煤与空气燃烧，残炭炉体（21）正常工作后，停止粉煤进料只通入飞灰进行燃烧反应。
4.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：将余热回收系统（14）回收的余热对除氧水进行加热产生蒸汽，部分蒸汽送至余热回收及脱硝系统（24）再次换热后得到中高压蒸汽。
5.按照权利要求4所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：对除氧水加热产生的蒸汽，部分蒸汽送至气化炉系统的第一返料器（12），部分蒸汽送至除氧器（17）中。
6.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：气化炉系统得到的高温煤气经第一空气预热器（13）进一步余热回收，气化空气经第一空气预热器（13）回收的余热预热后再送往气化炉系统。
7.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：残炭炉系统得到的高温烟气经第二空气预热器（25）进一步余热回收，燃烧空气经第二空气预热器（25）回收的余热预热后再送往残炭炉系统。
8.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：气化炉系统的第一返料器（12）、残炭炉系统的第二返料器（23）分别通过返料空气管路通入返料空气。
9.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：第一除尘净化系统（15）净化得到的洁净煤气经煤气冷却系统（16）冷却后，根据业主的需要经过不同的后处理工段后外送；第二除尘净化系统（26）净化得到的洁净烟气经脱硫系统（27）脱硫后得到达标的洁净烟气直接排放。
10.按照权利要求1所述的循环流化床气化炉耦合残炭炉的煤气化处理方法，其特征在于：气化炉系统产生的废渣经冷渣机（18）冷却后外送。
11.一种煤气化处理系统，其特征在于：包括循环流化床气化炉制煤气系统及与其耦合的循环流化床残炭炉余热回收系统；
12.按照权利要求11所述的煤气化处理系统，其特征在于：第一除尘净化系统（15）的气化飞灰输出端与残炭炉系统之间设置残炭炉前仓（29），残炭炉前仓（29）通过气力输送系统（28）连接第一除尘净化系统（15）的气化飞灰输出端，通过给料机（30）连接残炭炉系统。
13.按照权利要求11所述的煤气化处理系统，其特征在于：软化水供给装置（20）通过软化水管路（200）连接余热回收系统（14）冷侧，软化水管路（200）上设置除氧器（17）。
14.按照权利要求13所述的煤气化处理系统，其特征在于：余热回收系统（14）的蒸汽输出端通过第四蒸汽管路（204）连接至余热回收及脱硝系统（24）冷侧。
15.按照权利要求13所述的煤气化处理系统，其特征在于：余热回收系统（14）的蒸汽输出端通过第一蒸汽管路（201）连接气化炉系统，通过第二蒸汽管路（202）连接蒸汽去界区，通过第三蒸汽管路（203）连接除氧器（17）。
16.按照权利要求11所述的煤气化处理系统，其特征在于：气化炉系统的高温煤气输出端与余热回收系统（14）之间连接第一空气预热器（13），空气供给装置（19）通过气化空气管路（101）连接到第一空气预热器（13）冷侧后再连接到气化炉系统。
17.按照权利要求11所述的煤气化处理系统，其特征在于：余热回收及脱硝系统（24）与第二除尘净化系统（26）之间连接有第二空气预热器（25），空气供给装置（19）通过燃烧空气管路（102）连接到第二空气预热器（25）冷侧后再连接到残炭炉系统。
18.按照权利要求11所述的煤气化处理系统，其特征在于：第一除尘净化系统（15）的煤气输出端连接煤气冷却系统（16）；第二除尘净化系统（26）的烟气输出端连接脱硫系统（27）。
19.按照权利要求11所述的煤气化处理系统，其特征在于：气化炉系统包括气化炉体（10）、第一旋风分离器（11）及第一返料器（12），气化炉体（10）的烟气出口连接第一旋风分离器（11），第一旋风分离器（11）底部的出口通过第一返料器（12）连接到气化炉体（10）的循环进口，第一返料器（12）与气化炉体（10）、第一旋风分离器（11）形成外循环回路；残炭炉系统包括残炭炉体（21）、第二旋风分离器（22）及第二返料器（23），残炭炉体（21）的烟气出口连接第二旋风分离器（22），第二旋风分离器（22）底部的出口通过第二返料器（23）连接到残炭炉体（21）的循环进口，第二返料器（23）与残炭炉体（21）、第二旋风分离器（22）形成外循环回路；第一返料器（12）、第二返料器（23）分别通过空气管路连接返料空气供给装置；第一蒸汽管路（201）连接第一返料器（12）；气化炉体（10）的出渣口连接冷渣机（18）。
20.按照权利要求19所述的煤气化处理系统，其特征在于：气化炉体（10）整体为圆筒形，采用浇注料绝热，气化炉体（10）内设置气化风分布器，第一返料器（12）内设置有返料风分布器；残炭炉体（21）整体呈方形，采用水冷壁绝热，残炭炉体（21）内设置流化风分布器，第二返料器（23）内设置有返料风分布器；气化炉体（10）采用的气化剂可以为采用空气、氧气、蒸汽中的一种、两种或者多种组合。
