[實用新型]噴嘴及煤加氫氣化反應系統

有效

• 申請號: 201720952116.4
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN207002649U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 馬麗榮;汪國慶;方科學;劉明;段所行
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/30
• 分類號: C10J3/30
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司11266
• 代理人: 郭一斐,葉萬東

技術領域

本實用新型涉及煤氣化技術領域，具體而言，涉及一種噴嘴及煤加氫氣化反應系統。

背景技術

目前，煤氣化技術能夠將煤轉化為煤氣和焦油，再對煤氣和焦油進行充分利用，有效地提高了煤的利用價值，緩解了對石油和天然氣的需求。在煤氣化技術中較為常用的一種技術是煤加氫氣化，煤加氫氣化是煤與過量的氫氣在一定的溫度和壓力下進行氣化反應生成富甲烷的合成氣、輕質油品和清潔半焦的過程。

為了更好地促進煤加氫氣化反應的發生，通常在煤加氫氣化爐前設置高溫高壓的氫氣加熱爐。在加熱爐內通過過量的氫氣與適量的氧氣燃燒，以消耗部分氫氣為代價將剩余的氫氣加熱到所需的較高溫度，再將加熱后的氫氣輸送至煤加氫氣化爐中與煤層碰撞發生煤加氫氣化反應。這種通過加熱爐加熱氫氣的方法雖然能夠使得氫氣的溫度滿足煤加氫氣化反應所需的反應溫度，但是，消耗了部分原料氫氣，大大增加了工藝成本。

實用新型內容

鑒于此，本實用新型提出了一種噴嘴，旨在解決現有技術中煤加氫氣化反應中加熱氫氣時造成氫氣消耗量大的問題。本實用新型還提出了一種煤加氫氣化反應系統。

一個方面，本實用新型提出了一種噴嘴，該噴嘴包括：兩端開口的第一殼體和等離子體產生裝置；其中，第一殼體置于煤加氫氣化爐的內部，第一殼體的第一端與煤加氫氣化爐的氣體入口相連通，第一殼體的第二端為自由端；等離子體產生裝置置于煤加氫氣化爐的外部且與氣體入口相連通，等離子體產生裝置用于接收含氫氣體，并使含氫氣體產生具有預設溫度的等離子體，以及將等離子體輸送至煤加氫氣化爐內。

進一步地，上述噴嘴中，等離子體產生裝置包括：一端開口一端封閉的第二殼體、陰極體、陽極體和供電裝置；其中，第二殼體置于煤加氫氣化爐的外部，并且，第二殼體的開口端與氣體入口相連通，第二殼體的側壁開設有進氣口；陽極體設置于第一殼體內，陰極體連接于第二殼體的內壁；供電裝置的正極與陽極體相連接，供電裝置的負極與陰極體相連接，供電裝置用于為陽極體和陰極體供電以使含氫氣體產生等離子體。

進一步地，上述噴嘴中，等離子體產生裝置還包括：線圈；其中，第一殼體為導電體，線圈纏繞于第一殼體的外壁，第一殼體的內壁為陽極體；第二殼體的開口端的位置與第一殼體的第一端的位置相對應且均與氣體入口相連通；陰極體的第一端與第一殼體的內部空間相對應，供電裝置的正極與線圈相連接，供電裝置的負極與陰極體的第二端相連接，供電裝置用于為線圈和陰極體供電以使陰極體與第一殼體的內壁之間產生電弧，電弧用于電離含氫氣體以產生等離子體。

進一步地，上述噴嘴中，陰極體的第二端穿設于第二殼體的封閉端且置于第二殼體的外部。

進一步地，上述噴嘴中，等離子體產生裝置還包括：絕緣的支撐體；其中，陰極體通過支撐體與第二殼體的內壁相連接。

進一步地，上述噴嘴中，第一殼體的截面為圓形，第一殼體具有預設直徑。

本實用新型中，通過等離子體產生裝置使得輸送至煤加氫氣化爐內的含氫氣體產生具有預設溫度的等離子體，該等離子體能夠滿足煤加氫氣化反應對氫氣溫度的要求，進而使得氫氣等離子體更好地與煤進行煤加氫氣化反應，與現有技術中通過消耗氫氣來加熱氫氣以為煤加氫氣化反應提供熱量的方式相比較，無需消耗部分氫氣以加熱氫氣，大大節省了氫氣的消耗量，解決了現有技術中煤加氫氣化反應中加熱氫氣時造成氫氣消耗量大的問題，還可以大幅度提高反應溫度，并且，等離子產生裝置相較于現有技術中的加熱爐設備，設備投資少，節約成本；此外，等離子體產生裝置產生的氫氣等離子體的反應活性相較于氫氣更強，能夠進一步促進煤加氫氣化反應，使得煤加氫氣化反應得到的油品更輕質化，附加值更高。

另一方面，本實用新型還提出了一種煤加氫氣化反應系統，該系統包括：煤加氫氣化爐和上述任一種的噴嘴；其中，煤加氫氣化爐開設有氣體入口；噴嘴的第一殼體置于煤加氫氣化爐的內部，并且，第一殼體的第一端與氣體入口相連通；噴嘴的等離子體產生裝置置于煤加氫氣化爐的外部且與氣體入口相連通。

進一步地，上述煤加氫氣化反應系統中，氣體入口至少為兩個，噴嘴至少為兩個，各噴嘴與各氣體入口一一對應設置。

進一步地，上述煤加氫氣化反應系統中，各氣體入口分別開設于煤加氫氣化爐的頂壁和/或靠近頂壁的側壁。

進一步地，上述煤加氫氣化反應系統中，位于同一圓周的各氣體入口沿圓周方向均勻分布。