[實用新型]一種含碳物質氣化裝置

有效

• 申請號: 201320754954.2
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN203602566U
• 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;張禮
• 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，其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含碳物質干粉氣化裝置，它能夠減少堵渣和上部超溫。

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1，氣化反應段2，降溫反應段3，上部冷卻凈化段4；

所述的下部冷卻凈化段1設置在裝置的下部，入口與氣化反應段2的下出口相連；

所述的氣化反應段2設置在裝置的中下部，所述的氣化反應段2周向布置多個燒嘴，氣化反應段2的下出口連接下部冷卻凈化段1，氣化反應段2的上出口連接降溫反應段3；

所述的降溫反應段3設置在裝置的中上部，入口與氣化反應段2的上出口相連，在連接處設置一個初步降溫裝置31，用于向粗合成氣內噴人適量的冷卻物質，一方面冷卻降溫，另一方面補充反應物，在降溫反應段3進一步完成飛灰中的碳的氣化反應，提高合成氣的氫碳比；

所述的上部冷卻凈化段4設置在裝置的上部，入口與降溫反應段3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，其特征還在于燒嘴布置在氣化室中間偏下的部位，使得反應過程的高溫氣和液渣會遠離頂部，部分合成氣上行，避免了沖刷和局部超溫。

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

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。

按照本實用新型裝置的一種具體實施方案，其特征在于，初步降溫裝置噴入適量的冷卻物質能夠將合成氣溫度降低到t2（灰的軟化溫度）以下，并高于800℃。

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。

按照本實用新型裝置的一種具體實施方案，其特征在于，所述燒嘴布置在氣化室中間偏下的部位。

本實用新型提供了一種含碳物質干粉氣化過程，其特征在于：包括以下步驟：

i)將含碳物質與含氧的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；

其余部分粗合成氣（例如大約70%）及飛灰上行與冷卻物質混合降溫，然后進入降溫反應段，進行未完全反應的碳與補充的氣化劑之間的反應，進一步提高碳的轉化率并降低溫度，提高合成氣的氫碳比；反應后的粗合成氣及飛灰經冷卻、凈化，除去粗合成氣中的飛灰，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：

在步驟i)中將含碳物質與氣化劑通過多個燒嘴噴入裝置氣化反應段。按照本實用新型方法的一種具體實施方案，其特征在于：含碳物質與氣化劑在高溫（1200℃～2000℃）高壓（0.1MPa～11MPa）環境下快速反應。通常在某一壓力下反應溫度會在發生變化。