[實用新型]一種含碳物質氣化裝置

有效

• 申請號: 201320754606.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN203602565U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 信偉;李紅海;高瑞恒;陳永進;李曉飛;張燕;姚遙
• 申請（專利權）人: 航天長征化學工程股份有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50
• 代理公司: 北京驥馳知識產權代理有限公司 11422
• 代理人: 唐曉峰

所屬技術領域

本實用新型涉及一種大型含碳物質氣化裝置，尤其是用于單臺日處理量在2000噸以上的粉煤加壓氣化生產合成氣的大型裝置。

背景技術

現代石油化工企業的發展趨勢是大型化，規模化。高壓氣化裝置大型化也是潔凈煤氣化技術發展的方向，但是現有氣化裝置都存在一定的問題。

單噴嘴氣化爐由于受到輸煤的限制在大型化的方向受到一定的制約。

采用了合成氣上行流程的多個燒嘴的氣化爐，能夠進一步大型化，但是由于液渣流動方向與合成氣流動方向相反，液渣落入渣池時會產生一定量的溫度較低的水蒸氣，與液渣流動方向反向通過出渣口進入爐膛。此過程會降低液渣的溫度。當液渣下落不均衡時容易出現液渣還未落入渣池就凝固的現象。由于沒有足夠的熱量融化固渣，固渣往往會越積越厚最終造成出渣口堵塞的問題，引起裝置停車。

采用了合成氣下行流程的多噴嘴氣化爐也能夠進一步大型化，但是為了充分利用爐膛空間，往往將燒嘴布置在爐膛上部接近爐頂的位置。反應過程的高溫氣和液渣會不斷沖蝕爐膛頂部，容易引起爐膛頂部超溫的現象，成為安全生產的隱患。

實用新型內容

本實用新型的一個目的是提供一種上下出氣大型含碳物質干粉氣化裝置。

本實用新型提供了一種含碳物質干粉氣化裝置，其特征在于，包括下部冷卻凈化段，氣化反應段，降溫輸氣段，上部冷卻凈化段；

所述的下部冷卻凈化段設置在裝置的下部，入口與氣化反應段的下出口相連；

所述的氣化反應段設置在裝置的中下部，所述的氣化反應段周向均布多個燒嘴，氣化反應段的下出口連接下部冷卻凈化段，氣化反應段的上出口連接降溫輸氣段；

優選地，所述的燒嘴布置為使得反應物噴出口后形成對沖效果（相對燒嘴中心線重合）或者旋切效果（相對燒嘴中心線與同一個圓相切），可以是同層燒嘴的對沖或旋切，也可以是不同層的燒嘴對沖或旋切；

所述的降溫輸氣段設置在裝置的中上部，入口與氣化反應段的上出口相連；在連接處任選設置一個初步降溫裝置，用于向粗合成氣內噴人適量的冷卻物質；

所述的上部冷卻凈化段設置在裝置的上部，入口與降溫輸氣段的上出口相連。

按照本實用新型裝置的一種具體實施方案，其特征在于，所述的下部冷卻凈化段包括急冷裝置，渣池，粗渣出口和合成氣出口。

按照本實用新型裝置的一種具體實施方案，其特征在于，所述的氣化反應段周向均布多個燒嘴，燒嘴可以布置1層，也可以布置多層。

按照本實用新型裝置的一種具體實施方案，其特征在于，所述的降溫輸氣段內設有測溫裝置。

按照本實用新型裝置的一種具體實施方案，其特征在于，所述的上部冷卻凈化段包括急冷裝置，灰水池，合成氣出口。

本實用新型含碳物質干粉氣化過程的特征在于：包括以下步驟：

i)將含碳物質與含氧氣化劑發生氣化反應，生成主要成分為CO和H2的粗合成氣及主要成分為無機物的灰渣；

ii)部分粗合成氣及大部分灰渣下行冷卻凈化，經過降溫除灰的粗合成氣送往后續流程，經過淬冷的灰渣經出渣口排出；

其余部分高溫粗合成氣及高溫飛灰上行進入降溫輸氣段，此時主要是初步降低高溫粗合成氣及飛灰的溫度，使得飛灰溫度降到熔點以下失去粘性；

降溫后的粗合成氣及飛灰繼續上行，經過急冷后進入上部冷卻凈化段，經過冷卻凈化后，除去粗合成氣中的飛灰，較為潔凈的低溫粗合成氣送往后續流程。

按照本實用新型過程的一種具體實施方案，其特征在于：步驟ii)中所述其余部分高溫粗合成氣及高溫飛灰上行與冷卻物質混合降溫后進入降溫輸氣段。

按照本實用新型過程的一種具體實施方案，其特征在于：

將含碳物質與含氧氣化劑通過多個燒嘴噴入裝置氣化反應段。

按照本實用新型過程的一種具體實施方案，其特征在于：

將含碳物質與含氧氣化劑在高溫（1200℃～2000℃）高壓（0.1MPa～11MPa）環境下快速反應。通常情況下，在某一確定壓力下反應溫度可以在某一溫度范圍內變化。

按照本實用新型過程的一種具體實施方案，其特征在于：步驟ii)中所述其余部分高溫粗合成氣約占總合成氣的60%-80%（體積/體積），優選約占75%（體積/體積）。

按照本實用新型過程的一種具體實施方案，其特征在于：步驟ii)中所述降溫輸氣段溫度大約為400℃～t2（灰的軟化溫度）之間。