[發(fā)明專利]一種粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410060633.1
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN103820170A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國海;李大鵬;王寧波;王明峰;姚曉虹;楊會(huì)民;任健
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司碳?xì)涓咝Ю眉夹g(shù)研究中心
• 主分類號(hào): C10K1/00
• 分類號(hào): C10K1/00;C10J3/46;C10J3/48;C10J3/84;C01B3/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于：包括轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、返料系統(tǒng)及料封系統(tǒng)；

所述的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括自下而上設(shè)置的相互連通的固體顆粒分布區(qū)（3）、部分氧化區(qū)（9）和深度處理區(qū)（10），在固體顆粒分布區(qū)（3）上開設(shè)有與粗煤氣（1）相連通的粗煤氣入口（2）、循環(huán)顆粒返回口（28）和與開工床料注入裝置（18）相連通的用于加入固體顆粒的轉(zhuǎn)化床料注入口（4），在部分氧化區(qū)（9）上開設(shè)有氣化劑注入口（5），深度處理區(qū)（10）上開設(shè)有含顆粒煤氣出口（11），氧氣（6）和蒸汽（7）分別經(jīng)管道與氣體混合器（8）相連通，氣體混合器（8）的出口經(jīng)管道與氣化劑注入口（5）相連通；

所述的返料系統(tǒng)包括自上而上設(shè)置的相連通的固體顆粒捕集裝置（15）和直立料腿（16），其中固體顆粒捕集裝置15上設(shè)置有與含顆粒煤氣出口（11）相連通的氣固分流裝置（12）及轉(zhuǎn)化煤氣出口（13），直立料腿（16）上設(shè)有返料床料注入口（17）、固體顆粒料位測量裝置（19）和返料系統(tǒng)排渣口（22），其中返料床料注入口（17）經(jīng)管道與開工床料注入裝置（18）相連通；

所述的料封系統(tǒng)包括相連通的環(huán)形封口（25）、密封料位控制裝置（26）和返料斜管（27），其中環(huán)形封口（25）與直立料腿（16）的下端相連通，返料斜管（27）與循環(huán)顆粒返回口（28）相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于：所述的深度處理區(qū)（10）上還開設(shè)有與氣體混合器（8）相連通的深度處理區(qū)氧化劑入口（29）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于：所述的直立料腿（16）下端開設(shè)有直立料腿煤氣吹掃口（20），該直立料腿煤氣吹掃口（20）經(jīng)管道與循環(huán)煤氣（21）相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于：所述的環(huán)形封口（25）上開設(shè)有返料煤氣吹送口（24），該返料煤氣吹送口（24）經(jīng)管道與循環(huán)煤氣（21）相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述的部分氧化區(qū)(9)的下端為錐形結(jié)構(gòu)，氧化劑注入口開設(shè)在錐形結(jié)構(gòu)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述的固體顆粒分布區(qū)（3）內(nèi)固體顆粒質(zhì)量是粗煤氣（1）質(zhì)量的20～25倍。

7.一種如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化裝置的粗煤氣中焦油組份及含碳顆粒的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）通過開工床料注入裝置（18）經(jīng)轉(zhuǎn)化床料注入口（4）和返料床料注入口（17）將開工床料分別加入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的固體顆粒分布區(qū)（3）和返料系統(tǒng)的直立料腿（16）底部；

2）含有焦油組份和含碳顆粒的粗煤氣（1）通過粗煤氣入口（2）加入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的固體顆粒分布區(qū)（3）；

3）粗煤氣（1）與高于其質(zhì)量20～25倍的固體顆粒相混合，從而使其溫度增加到接近部分氧化區(qū)（9）或整個(gè)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的正常操作溫度；

4）在固體顆粒分布區(qū)（3）內(nèi)，粗煤氣（1）中的焦油組份與含碳顆粒已及與粗煤氣（1）自身攜帶的蒸汽開始發(fā)生氣化反應(yīng)，從而使這些組份轉(zhuǎn)化為有用的合成氣；

5）氧氣（6）和蒸汽（7）分別進(jìn)入氣體混合器（8）混合后，通過氣化劑注入口（5）進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的部分氧化區(qū)（9），粗煤氣和氣-固混合物的最大溫升小于35℃；

6）氧氣（6）和蒸汽（7）與混合在固體中的粗煤氣（1）中的焦油組份和含碳顆粒在部分氧化區(qū)（9）發(fā)生部分氧化還原反應(yīng)，將焦油組份和含碳顆粒中的碳轉(zhuǎn)化為主要含一氧化碳、二氧化碳、氫氣的合成氣組份；

7）轉(zhuǎn)化后的煤氣攜帶有部分床料以及經(jīng)轉(zhuǎn)化處理后的不含碳顆粒，經(jīng)氣體分流裝置（12）進(jìn)入返料系統(tǒng)的固體顆粒捕集裝置（15），所捕集的固體顆粒進(jìn)入直立料腿（16），直立料腿（16）中的返回固體顆粒料位由固體顆粒料位測量裝置（19）進(jìn)行控制，除去顆粒后的轉(zhuǎn)化煤氣（14）進(jìn)入后系統(tǒng)；

8）直立料腿（16）中的固體顆粒依次通過料封系統(tǒng)的環(huán)形封口（25）、密封料位控制裝置（26）、返料斜管（27）以及循環(huán)顆粒返回口（28）進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的固體顆粒分布區(qū)（3），從而形成一個(gè)固體顆粒循環(huán)。