[發明專利]一種干煤粉氣流床氣化爐

無效

• 申請號: 200810021324.8
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN101328434A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 唐志國;唐超君;邢獻軍;林其釗
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及氣化裝置，具體地說是一種干煤粉氣流床氣化爐。

背景技術：

潔凈煤技術已成為我國煤化工、工業燃氣及電力工業技術升級的重大關鍵性技術，而煤炭氣化技術是潔凈煤技術的重要方向之一，是以煤基為能源的化工系統中最重要的核心技術。到目前為主，世界上已經工業化的煤氣化工藝有幾十種，可歸納為三類：以Lurgi為代表的固定床氣化工藝；以HTW(高溫溫克勒)、灰熔聚為代表的流化床氣化工藝；以Texaco、Shell、GSP為代表的氣流床氣化工藝。當前大型工廠的煤制合成氣(或H₂)氣化技術普遍認同的是氣流床氣化工藝，具有處理化合物種類多、氣化效率高、原料消耗低、設備生產強度大等優點。其中，干煤粉加壓氣流床氣化技術，如Prenflo、Shell和GSP等技術，具有煤種的適應性廣、比氧耗和比煤耗低、有效氣成分高、冷煤氣效率、碳的轉化率高、單爐容量大等優點，是煤氣化工藝技術的發展方向，有很強的市場競爭力。

我國煤炭的特點是，灰熔點高，流動溫度大于1400℃的煤占總儲量的50％左右；另外，煤灰含量平均較高，平均23％，動力煤的平均灰含量達到25％，商業動力煤的平均灰含量甚至達到27～28％。這種高灰分高灰熔點(“雙高”)煤在氣化領域被稱之為最難氣化的煤種。高灰熔點高灰分煤在我國能源消費結構中具有舉足輕重的作用，可以說“雙高”煤氣化技術才是真正意義上的先進煤氣化技術。

改善煤灰熔融特性的常用方法有使用添加劑和配煤。使用添加劑改變煤灰熔融特性在一定程度上會導致灰分含量增加，增加了能耗。《大氮肥》(1999，22(3)：154～156.)報道，在同樣反應條件下，灰分增加1％，氧耗增加0.7％～0.8％，煤耗增加1.3％～1.5％。通過配煤也可以改善煤灰熔融特性?！睹禾哭D化》(2006，29(1)：11～18.)將高灰熔點煤A(FT＝1397℃)分別與低灰熔點煤G(FT＝1332℃)和B(FT＝1171℃)按不同配比配制成配煤樣，測定其在弱還原性氣氛下的熔融特征溫度。在均為1∶1的配比下，A與G的配煤灰熔點降低到了1370℃，A與B的配煤灰熔點降低到了1280℃，相對A煤分別降低了27℃、117℃?？梢?，配煤技術需要調運大量的外地低灰熔點煤，這違背了我國就地發展煤化工的政策，而且也沒有如此大量的低灰熔點煤可調。

針對高灰熔點煤，如典型的“雙高”煤——淮南煤，淮南化工集團與多家國內外科研院所和煤氣化公司都做過合作研究，結果還是要添加一定量的助熔劑或采用配煤技術?！洞蟮省?2005，28(5)：317)報道，在干煤粉加壓氣流床GSP中試裝置上，仍然需要添加助熔劑才可氣化處理淮南煤。

中國專利申請號200810019552.1提出的《高灰熔點煤種氣化方法及其裝置》將煤粉噴入到高速旋轉的高溫低氧的氧化性氣流中，使煤粉和氧化劑的接觸與反應發生在整個旋轉氣流中，爐內溫度均勻，氣化熱負荷顯著提高，氣化反應在空間進行而不是在某一個峰面上，避免產生火舌或火炬，避免了傳統的反應局部溫度過高；同時，爐內物料的高速旋轉，增加了煤粉和氣化劑在爐內的接觸與反應時間，使得氣化反應更完全，從而有助于進一步提高氣化效率；再者，采用合成氣和液渣向下并流方式，使排渣口的溫度保持在灰渣流動溫度以上，并利用高溫合成氣對高粘度熔渣的良好攜帶作用，順利實現了高灰熔點煤粉的液態排渣。但由于采用的單一煤粉徑向噴嘴入料方式容易使煤粉直接撞擊爐內膽，而單一氣化劑沿圓周切向噴嘴旋轉入料方式易使氣化反應區域偏離氣化爐中心；另外，下段的噴嘴噴入的水蒸氣迅速降低合成氣的溫度，而要維持高灰熔點煤氣化的液態排渣，必須要升高爐體上段的平均溫度水平，這將對爐內膽材料提出更苛刻的要求。

發明內容：

本發明提出一種干煤粉氣流床氣化爐，以克服現有技術的上述缺陷，使氣化反應空間化，爐內溫度場更均勻，爐內平均溫度略高于灰熔點50℃以上，灰渣呈液態順利排出，實現高灰熔點煤的安全、高效氣化。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：