[發明專利]高壓多級流化床反應器

有效

• 申請號: 201310187848.5
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103242907A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 崔海駿;劉紅艷
• 申請（專利權）人: 上海鑫興化工科技有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成;黃德海

技術領域

本發明涉及煤氣化技術，尤其是涉及一種高壓多級流化床反應器。

背景技術

用粉煤流化床制取合成氣已有80多年的發展歷史，大多數這一類型的氣化爐獲得的都是一氧化碳加氫氣的低熱值煤氣或合成氣，主要用于合成氨或甲醇的化工生產。傳統流化床氣化爐通常是一個直筒型氣化爐，煤粉從氣化爐的下部加入，氣化爐產生的高溫煙氣采用間接換熱的方式回收熱量，導致系統換熱設備多，設備投資大、系統流程長，設備故障點多，導致系統無法實現長周期穩定運行。系統操作壓力低，產能低。近期有人用粉煤流化床催化氣化的方法獲得富含甲烷的合成氣。

中國發明專利申請CN102399595公開了一種多層流化床氣化爐。但是，該多層流化床氣化爐存在以下問題：：爐體內設有三層或以上多段氣化室，致使單爐大型化時的爐體高度過高而加大了設備制造、安裝和維檢的難度；管狀的溢流裝置設在爐腔內，對每層流化床的形成存在不利影響，溢流管內外都承受高溫，對材料要求高，并且不容易更換和維修。

發明內容

本發明的目的在于提出一種非催化的方式，利用高壓、多級不同氣化溫度相結合的流化床氣化方式以獲取高氫高甲烷的合成氣，具有結構簡單、容易維護、容大型化、各級流化床流化效果好且氣化效率高的高壓多級流化床反應器，操作壓力最高可達9.0MPa。

為實現上述目的，根據本發明的高壓多級流化床反應器包括：順序設置的多個容器本體，每個所述容器本體內具有用于形成流化床的氣化室；每個所述氣化室均具有進氣口、進料口、出氣口和出料口；位于最下游的末級氣化室還設有與流化氣源相連的流化氣進口；相鄰兩個氣化室中，位于上游的氣化室的進氣口與位于下游的氣化室的出氣口通過位于所述容器本體外面的輸氣管相連，位于上游的氣化室的出料口與位于下游的氣化室的進料口通過位于所述容器本體外面的輸料管相連，其中所述末級氣化室的進氣口與氣化劑源相連，且位于最上游的首級氣化室的進料口通過高壓油煤漿泵或高壓煤粉泵與原料煤源相連。

根據本發明的高壓多級流化床反應器，上游氣化室內的物料通過位于容器本體外面的管道輸送到相鄰的下游氣化室內，不但，在容器本體內沒有物料輸送管，不會對流化床的形成造成不利影響，而且，上述物料管道位于容器本體外面，管道外面不承受高溫，對材料等級要求低，并且易于更換和維修。根據本發明的高壓多級流化床反應器，物料與氣體在各級氣化室內逆流接觸，因此氣化效果好，不會因為從位于首級氣化室的下游氣化室加入物料影響氣化效果。

優選地，高壓多級流化床反應器還包括氣固分離器，所述氣固分離器具有出氣口、半焦返料出口和與所述首級氣化室的出氣口相連的進氣口；所述末級氣化室的側壁上還設有與所述半焦返料出口相連的半焦進料口，所述末級氣化室的半焦進料口與所述流化氣源相連以通過流化氣將來自于所述半焦返料出口的半焦返料輸送到所述末級氣化室內。

優選地，所述首級氣化室的進料口內設有伸入所述首級氣化室內的原料煤噴嘴，所述氣化室的進氣口內設有伸入到該氣化室內的氣體分布器，所述流化氣進口內設有伸入到所述末級氣化室內的流化氣分布器。

優選地，所述原料煤噴嘴為多個且沿所述首級氣化室的周向間隔均勻分布。

優選地，所述末級氣化室的下部隔離出流化氣室，所述末級氣化室的進氣口與所述氣化劑源相連，所述末級氣化室的流化氣進口設置在所述流化氣室的側壁上，所述首級氣化室與所述末級氣化室之間的每個氣化室的出氣口設置在該氣化室的頂部或側壁上。

優選地，除所述首級氣化室之外，其余所有氣化室的進料口均與所述流化氣源相連以通過流化氣將從上游的氣化室出料口送出的半焦物料輸送到相鄰的下游的氣化室內。

優選地，所述末級氣化室的出料口布置在所述末級氣化室的側壁的下部。

優選地，所述輸料管和所述輸氣管的內表面上設有耐磨和絕熱的襯里。

優選地，所述輸料管和所述輸氣管上均設有調節閥以及引入流化氣的接入口；

優選地，所述容器本體的內表面上設有耐磨和絕熱的襯里。

優選地，多個所述容器本體沿上下方向排列或沿水平方向排列或沿上下方向和水平方向混合排列。

優選地，所述流化氣源供給的流化氣為蒸汽、氧氣、合成氣、二氧化碳中的至少一種。

優選地，所述原料煤與苯類液體物質混合后送入所述首級氣化室，所述苯類液體物質是所述高壓多級流化床反應器的副產物。

優選地，所述容器本體內的氣化操作壓力為1.0－9.0MPa。

附圖說明