[發明專利]流化床和熔融床相組合的煤氣化裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610707710.7
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN107760385B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 金渭龍;顧松園;鐘思青;屠功毅
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72;C10J3/76;C10J3/84
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• 代理人: 暫無信息

1.一種流化床和熔融床相組合的煤氣化反應裝置，包括原料進口(4)、流化床氣化段(1)、氣體分布器(5)、喉口(2)、熔融床氣化段(3)、氣化劑噴嘴(6)、冷卻夾套(7)、下渣口(8)、旋風分離器(9)、回料裝置(10)和回料進口(11)；其特征在于，所述氣體分布器(5)位于所述流化床氣化段(1)底部，所述原料進口(4)與所述流化床氣化段(1)相連通，所述旋風分離器(9)與所述流化床氣化段(1)出口相連通，所述旋風分離器(9)底部與所述回料裝置(10)相連通，所述回料進口(11)與所述流化床氣化段(1)相連通，所述熔融床氣化段(3)通過所述喉口(2)與所述流化床氣化段(1)相連通，所述熔融床氣化段(3)周邊至少設有一層所述氣化劑噴嘴(6)，所述熔融床氣化段(1)底部與所述下渣口(8)相連通，所述的流化床氣化段(1)分為上方的稀相段(X)和下方的密相段(M)，所述稀相段(X)的高度大于等于所述密相段(M)，為所述密相段(M)高度的1.0倍至2.0倍，所述回料進口(11)的位置低于所述流化床氣化段(1)高度的1/2；所述稀相段(X)的內徑大于或等于所述密相段(M)的內徑，為所述密相段(M)內徑的1.0～5.0倍，所述喉口內徑小于所述流化床密相段(M)的內徑，為所述密相段(M)內徑的0.1～0.5倍。

2.根據權利要求1所述的流化床和熔融床相組合的煤氣化反應裝置，其特征在于，所述氣體分布器(5)位于所述流化床氣化段(1)下方所述密相段(M)的底部，與水平軸線呈小于或等于60°的夾角，所述氣體分布器(5)錐面上設置有氣孔，所述氣孔沿圓周均勻布置5～50圈，開孔率1～5％。

3.根據權利要求1所述的流化床和熔融床相組合的煤氣化反應裝置，其特征在于，所述熔融床氣化段(3)外部設有所述冷卻夾套(7)，所述熔融床氣化段(3)側面設有1～3層所述氣化劑噴嘴(6)，每層2～4個噴嘴，所述氣化劑噴嘴(6)的位置低于所述熔融床氣化段(3)高度的2/3，設置的方向由外向內，并且向所述熔融床氣化段(3)底部傾斜，傾斜角的范圍為10～60°。

4.根據權利要求1所述的流化床和熔融床相組合的煤氣化反應裝置，其特征在于，所述回料進口(11)的角度與水平軸線呈0～75°的夾角。

5.一種流化床和熔融床相組合的煤氣化反應方法，采用如權利要求1～4所述的流化床和熔融床相組合的煤氣化反應裝置，其特征在于，主要步驟為：含碳原料(A)通過所述原料進口(4)進入所述流化床氣化段(1)內，氣化劑I(B)從所述氣體分布器(5)送入到所述流化床氣化段(1)中，在所述流化床氣化段(1)內進行燃燒氣化反應，出口合成氣中夾帶了飛灰，進入所述旋風分離器(9)中在離心力的作用下，飛灰顆粒被分離下來收集于所述回料裝置(10)中，所述回料裝置(10)底部設有返料氣(C)，在返料氣(C)的作用下，飛灰顆粒從所述回料進口(11)送入所述流化床氣化段(1)的所述密相段(M)中，循環進行氣化反應；在所述流化床氣化段(1)中形成的粗渣，在重力的作用下通過所述喉口(2)落入下方的所述熔融床氣化段(3)內；所述熔融床氣化段(3)內為熔融態的渣與煤灰的混合物，氣化劑II(E)由所述熔融床氣化段(3)側面的所述氣化劑噴嘴(6)噴入，進行強烈的燃燒和氣化反應，并形成高溫，為整個所述熔融床氣化段(3)提供熱量；反應產生的大量混合氣體由所述喉口(2)向上進入所述流化床氣化段(1)參與熱解氣化反應；其中，所述流化床氣化段(1)內的氧碳比為0.3～0.8mol/mol，操作溫度600～1000℃；所述熔融床氣化段(3)內的氧碳比為1.0mol/mol，操作溫度1400℃，操作壓力0～6.5MPa，所述流化床氣化段(1)的所述密相段(M)的線速度為1～10m/s，所述稀相段(X)的線速度0.1～1m/s。

6.根據權利要求5所述的流化床和熔融床相組合的煤氣化反應方法，其特征在于所述氣化劑I(B)和氣化劑II(E)選自氧氣、空氣、富氧空氣、水蒸氣、二氧化碳中的至少一種；所述返料氣包括氮氣、氬氣、水蒸氣或者二氧化碳中的至少一種。