[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 |
| 地址: | 101111 北京市大興*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 物質 氣化 裝置 | ||
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。
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