[發(fā)明專利]一種氣固雙燃料反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410102403.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103834442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林益安;徐紅東;崔意華;劉軍;徐宏偉;朱春鵬;韋孫昌;賀根良;門(mén)長(zhǎng)貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北化工研究院
• 主分類號(hào): C10J3/48
• 分類號(hào): C10J3/48;C10J3/84;C01B3/36;C01B3/52
• 代理公司: 北京君智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11305
• 代理人: 田燕

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域。更具體地涉及一種氣固雙燃料氣流床反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】

煤氣化技術(shù)是目前重要的合成氣生產(chǎn)技術(shù)，由氣化反應(yīng)器排出粗合成氣的H₂/CO比一般是0.4-0.7，對(duì)于大多化工合成產(chǎn)品具有碳多氫少的特點(diǎn)而言，合成這些化工產(chǎn)品時(shí)還需要增加變換工藝，以調(diào)節(jié)粗合成氣中H₂/CO比。另外，在煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱，這些熱沒(méi)有得到充分利用，通過(guò)高溫粗合成氣從反應(yīng)室?guī)С鰜?lái)。

天然氣氣化技術(shù)也是目前生產(chǎn)合成氣的主要技術(shù)之一，天然氣部分氧化制合成氣反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)熱區(qū)較煤氣化上移，對(duì)流傳熱和輻射傳熱增強(qiáng)，引起反應(yīng)器頂部超溫，耐火材料損耗過(guò)快。同時(shí)反應(yīng)器出口的粗合成氣存在氫多碳少的問(wèn)題，H₂/CO比在2.5到3.0之間，要進(jìn)行化工合成仍需要增加變換工藝來(lái)調(diào)節(jié)氫碳比，且甲烷和蒸汽的轉(zhuǎn)化反應(yīng)需要吸收大量的熱。

根據(jù)煤氣化過(guò)程產(chǎn)生的大量富余的熱，天然氣轉(zhuǎn)化需要消耗大量的熱，結(jié)合煤氣化過(guò)程碳多氫少、天然氣轉(zhuǎn)化碳少氫多的特點(diǎn)，研發(fā)一種可以同時(shí)進(jìn)行煤氣化與天然氣氣化的反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)煤、天然氣綜合利用，打破了傳統(tǒng)的煤化工、天然氣化工的單一模式，實(shí)現(xiàn)了多種資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。既實(shí)現(xiàn)了熱量互補(bǔ)，又有效彌補(bǔ)了煤制氣中“碳多氫少”和天然氣制氣中“氫多碳少”的不足，從而極大地提高了合成氣直接轉(zhuǎn)化率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[要解決的技術(shù)問(wèn)題]

本發(fā)明目的是提供一種氣固雙燃料反應(yīng)器。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種氣固雙燃料氣流床反應(yīng)器，它由氣化反應(yīng)室5與粗煤氣冷卻室12組成，其特征在于所述的氣化反應(yīng)室5通過(guò)錐形渣口7和熔渣冷卻器8與粗煤氣冷卻室12連通；

所述氣化反應(yīng)室5的壁由反應(yīng)器殼體1與耐火材料層2構(gòu)成；

在氣化反應(yīng)室5頂部設(shè)置固體物料噴嘴3，在氣化反應(yīng)室5側(cè)面上部以其縱軸對(duì)稱方式配置主氣體物料噴嘴4，而在氣化反應(yīng)室5側(cè)面下部以其縱軸對(duì)稱方式配置輔助氣體物料噴嘴6；

所述的錐形渣口7呈倒錐形，該倒錐形的對(duì)稱軸與氣化反應(yīng)室5的縱軸重合，其錐形邊與水平方向的夾角為44～46°；

所述的粗煤氣冷卻室12由反應(yīng)器殼體1、熔渣冷卻器8、外層天然氣預(yù)熱盤(pán)管11、內(nèi)層冷卻水盤(pán)管10與水浴25組成。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述氣流床反應(yīng)器的高度與其直徑的比是2.5～5.0。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的主氣體物料噴嘴4位于氣化反應(yīng)室5直筒段側(cè)面上部，而輔助氣體物料噴嘴6位于氣化反應(yīng)室5直筒段側(cè)面下部。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的輔助氣體物料噴嘴6與水平方向的夾角是+20～50°。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的主氣體物料噴嘴4與水平方向的夾角是-20～50°。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的固體物料噴嘴3是一個(gè)，而主氣體物料噴嘴4與輔助氣體物料噴嘴6的數(shù)量是2～6個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的熔渣冷卻器8由激冷水入口9、支撐板23、隔離板24與布水器26構(gòu)成，激冷水以環(huán)形噴射方式從布水器26排出，支撐板23與隔離板24之間的間距是0.5～3m。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的粗煤氣冷卻室12由反應(yīng)器殼體1、激冷器21與導(dǎo)氣管22構(gòu)成，所述的激冷器21由激冷水入口9、支撐板23、溢流冷卻管27與隔離板24構(gòu)成，冷卻管27上下端均為鋸齒形；支撐板23與隔離板24之間的間距是0.5～3m；激冷水以溢流的方式進(jìn)入冷卻室。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的固體物料是煤粉、焦粉或利用含碳?xì)湮锪现频玫臐穹蠞{；所述的氣體物料是天然氣或含甲烷的工業(yè)氣體。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的輔助氣體物料與主氣體物料的體積比是0～0.2。

下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

本發(fā)明涉及一種氣固雙燃料氣流床反應(yīng)器，它由氣化反應(yīng)室5與粗煤氣冷卻室12組成，其特征在于所述的氣化反應(yīng)室5通過(guò)錐形渣口7和熔渣冷卻器8與粗煤氣冷卻室12連通。

所述氣流床反應(yīng)器的高度與其直徑的比是2.5～5.0。這個(gè)比值大于一般煤氣化反應(yīng)器的比值，其目的在于保證氣化原料在氣流床反應(yīng)器有足夠的反應(yīng)時(shí)間，從而能夠獲得高轉(zhuǎn)化率。