[實(shí)用新型]一種含碳物質(zhì)氣化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320754954.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203602566U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 信偉;李紅海;高瑞恒;陳永進(jìn);李曉飛;張燕;張禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司
• 主分類號(hào): C10J3/48
• 分類號(hào): C10J3/48;C10J3/50
• 代理公司: 北京驥馳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11422
• 代理人: 唐曉峰

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種含碳物質(zhì)氣化裝置，尤其是用于單臺(tái)日處理量在2000噸以上的粉煤加壓氣化生產(chǎn)合成氣的大型裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代石油化工企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是大型化，規(guī)模化。高壓氣化裝置大型化也是潔凈煤氣化技術(shù)發(fā)展的方向，但是現(xiàn)有氣化裝置都存在一定的問(wèn)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(gè)燒嘴的氣化爐，能夠進(jìn)一步大型化，但是由于液渣流動(dòng)方向與合成氣流動(dòng)方向相反，液渣落入渣池時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的溫度較低的水蒸氣，其與液渣流動(dòng)方向反向通過(guò)出渣口進(jìn)入爐膛，此過(guò)程會(huì)降低液渣的溫度。當(dāng)液渣下落不均衡時(shí)容易出現(xiàn)液渣還未落入渣池就凝固的現(xiàn)象。由于沒(méi)有足夠的熱量融化固渣，固渣往往會(huì)越積越厚最終造成出渣口堵塞的問(wèn)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(jìn)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?shù)奈恢茫磻?yīng)過(guò)程的高溫氣和液渣會(huì)不斷沖蝕爐膛頂部，容易引起爐膛頂部超溫的現(xiàn)象，成為安全生產(chǎn)的隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種含碳物質(zhì)干粉氣化裝置，它能夠減少堵渣和上部超溫。

本實(shí)用新型提供了一種含碳物質(zhì)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(yīng)段2，降溫反應(yīng)段3，上部冷卻凈化段4；

所述的下部冷卻凈化段1設(shè)置在裝置的下部，入口與氣化反應(yīng)段2的下出口相連；

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

所述的降溫反應(yīng)段3設(shè)置在裝置的中上部，入口與氣化反應(yīng)段2的上出口相連，在連接處設(shè)置一個(gè)初步降溫裝置31，用于向粗合成氣內(nèi)噴人適量的冷卻物質(zhì)，一方面冷卻降溫，另一方面補(bǔ)充反應(yīng)物，在降溫反應(yīng)段3進(jìn)一步完成飛灰中的碳的氣化反應(yīng)，提高合成氣的氫碳比；

所述的上部冷卻凈化段4設(shè)置在裝置的上部，入口與降溫反應(yīng)段3的上出口相連。

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

按照本實(shí)用新型裝置的一種具體實(shí)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(yīng)過(guò)程的高溫氣和液渣會(huì)遠(yuǎn)離頂部，部分合成氣上行，避免了沖刷和局部超溫。

按照本實(shí)用新型裝置的一種具體實(shí)施方案，其特征在于，所述的降溫碳反應(yīng)段內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置。

按照本實(shí)用新型裝置的一種具體實(shí)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(shí)用新型裝置的一種具體實(shí)施方案，其特征在于，初步降溫裝置噴入適量的冷卻物質(zhì)能夠?qū)⒑铣蓺鉁囟冉档偷絫2（灰的軟化溫度）以下，并高于800℃。

按照本實(shí)用新型裝置的一種具體實(shí)施方案，其特征在于，所述的燒嘴布置為使得反應(yīng)物噴出口后形成對(duì)沖效果（相對(duì)燒嘴中心線重合）或者旋切效果（相對(duì)燒嘴中心線與同一個(gè)圓相切），可以是同層燒嘴的對(duì)沖或旋切，也可以是不同層的燒嘴對(duì)沖或旋切。

按照本實(shí)用新型裝置的一種具體實(shí)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(shí)用新型提供了一種含碳物質(zhì)干粉氣化過(guò)程，其特征在于：包括以下步驟：

i)將含碳物質(zhì)與含氧的氣化劑發(fā)生氣化反應(yīng)，生成主要成分為CO和H2的粗合成氣及主要成分為無(wú)機(jī)物的灰渣；

ii)部分粗合成氣及大部分灰渣下行冷卻凈化，經(jīng)過(guò)降溫除灰的粗合成氣送往后續(xù)流程，經(jīng)過(guò)淬冷的灰渣經(jīng)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(zhì)混合降溫，然后進(jìn)入降溫反應(yīng)段，進(jìn)行未完全反應(yīng)的碳與補(bǔ)充的氣化劑之間的反應(yīng)，進(jìn)一步提高碳的轉(zhuǎn)化率并降低溫度，提高合成氣的氫碳比；反應(yīng)后的粗合成氣及飛灰經(jīng)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(xù)流程。

按照本實(shí)用新型過(guò)程的一種具體實(shí)施方案，其特征在于：

在步驟i)中將含碳物質(zhì)與氣化劑通過(guò)多個(gè)燒嘴噴入裝置氣化反應(yīng)段。按照本實(shí)用新型方法的一種具體實(shí)施方案，其特征在于：含碳物質(zhì)與氣化劑在高溫（1200℃～2000℃）高壓（0.1MPa～11MPa）環(huán)境下快速反應(yīng)。通常在某一壓力下反應(yīng)溫度會(huì)在發(fā)生變化。