[實用新型]同時生產甲烷熱解氣和合成氣的氣化系統

有效

• 申請號: 201720808573.6
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN207330862U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 許建良;劉海峰;代正華;王亦飛;龔欣;王輔臣;于廣鎖;趙輝;梁欽鋒;郭曉鐳;郭慶華;李偉鋒;陳雪莉;王興軍;劉霞;陸海峰;李超;龔巖;王立
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72;C10J3/74;C10J3/84
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本實用新型公開了一種同時生產甲烷熱解氣和合成氣的氣化系統。氣化系統中氣化爐的結構為：上封頭頂部設有熱解氣出口，上直筒段均勻環設有至少2個熱解氧氣與粉煤噴嘴，其上方的直筒段高度為3～10D，其軸線在水平面上與氣化爐徑向之間的夾角為6～10°；下直筒段上均勻環設有至少2個氣化氧氣噴嘴，下封頭的底部設有合成氣與熔渣出口，氣化氧氣噴嘴距離熱解氧氣與粉煤噴嘴的直筒段高度為1～3D，氣化氧氣噴嘴下方的直筒段高度為2～3D，氣化氧氣噴嘴的軸線在水平面上與氣化爐徑向之間的夾角為0或4.5°，熱解氣出口與合成氣與熔渣出口的直徑之比為1/2.5～1/4。該氣化系統能同時制備甲烷熱解氣和合成氣。

技術領域

本實用新型涉及一種同時生產甲烷熱解氣和合成氣的氣化系統。

背景技術

煤炭氣化過程是以氧氣(空氣、富氧或工業純氧)、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過程，其中氣流床氣化技術因其良好的技術指標、高處理負荷和環境有好等特點，成為當今煤炭氣化的主流技術。

傳統煤氣化工藝可分為固定床常壓(加壓)氣化工藝、流化床煤氣化工藝和氣流床煤氣化工藝。這些煤氣化工藝，主要是由于爐型特點、物料反應進程不同而導致的工藝性能的不同。煤是由含碳有機物、無機礦物質組成，其中含碳有機物因反應或熱解溫度的不同，最終產物組成及分布也不同。固定床因氣化溫度較低，產物富含CH4，但含有焦油等難處理的污染物；氣流床氣化溫度高，產物清潔，但煤中有機質均轉化為CO、H2、CO2。

隨著對煤碳資源分級利用的提高，以煤制天然氣為產品的高CH4含量煤氣化技術越來越得到重視。目前的煤制天然氣技術主要基于固定床氣化爐，如加壓魯奇氣化技術。此類氣化技術特點是氧氣與焦炭反應產生的高溫合成氣與進入氣化爐的煤顆粒接觸，發生熱解反應，熱解后的熱解氣與底部上來的合成氣混合后出氣化爐。

一方面由于溫度較低，使得出氣化爐合成氣含有一定量的焦油；另一方面熱解氣與合成氣混合，使得合成氣在進行化學品合成時需要進行分離或濃縮放空。

因此現代煤化工急需開發一種清潔的富含甲烷熱解氣和不含甲烷合成氣的煤氣化技術，以實現煤清潔高效氣化和煤分級利用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中存在的同一氣化爐中生產的合成氣與熱解氣難以實現相互分離后排出氣化爐的缺陷，而提供了一種同時生產甲烷熱解氣和合成氣的氣化系統。本實用新型提供的氣化系統能夠同時生產高濃度的甲烷熱解氣，以及含低濃度甲烷的合成氣，且冷煤氣效率和碳轉化率都很高。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本實用新型提供了一種同時生產甲烷熱解氣和合成氣的氣化系統，其特點在于，所述氣化系統包括一熱解與氣化解耦氣化爐，所述氣化爐包括一金屬殼體，其分為一上殼體和一下殼體，所述上殼體包括一上封頭和一上直筒段，所述下殼體包括一下直筒段和一下封頭，所述上直筒段和所述下直筒段等徑設置，所述上封頭的頂部設有一熱解氣出口，在所述上直筒段的同一高度上均勻環設有至少2個熱解氧氣與粉煤噴嘴，所述熱解氧氣與粉煤噴嘴上方的直筒段高度為3～10D，所述熱解氧氣與粉煤噴嘴的軸線在水平面上與氣化爐徑向之間的夾角α為6°～10°；在所述下直筒段的同一高度上均勻環設有至少2個氣化氧氣噴嘴，所述下封頭的底部還設有一合成氣與熔渣出口，所述氣化氧氣噴嘴距離所述熱解氧氣與粉煤噴嘴的直筒段高度為1～3D，所述氣化氧氣噴嘴下方的直筒段高度為2～3D，所述氣化氧氣噴嘴的軸線在水平面上與氣化爐徑向之間的夾角β為0°或4.5°，所述熱解氣出口與所述合成氣與熔渣出口的直徑之比為1/2.5～1/4；