[發明專利]工業燃氣的制備系統及工業燃氣的制備方法

有效

• 申請號: 201810681641.6
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108517227B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 許建良;劉海峰;代正華;于廣鎖;王亦飛;龔欣;王輔臣;陳雪莉;梁欽鋒;郭曉鐳;趙輝;郭慶華;陸海峰;李偉鋒;王興軍;劉霞;龔巖
• 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;C10J3/84;C10J3/86;C10J3/46
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本發明公開一種工業燃氣的制備系統及工業燃氣的制備方法。該制備系統包括煤粉輸送單元、氣流床氣化爐、對流余熱鍋爐、汽包和除塵單元；該氣流床氣化爐具有氣化室、旋風分離室和收集室；氣化室的側壁均勻布設有第一噴嘴；氣化室的頂部設有第一合成氣出口，底部設有液態熔渣出口；旋風分離室具有直筒段和下錐分離段，第一合成氣出口與直筒段連通，直筒段的頂部設有第二合成氣出口，下錐分離段的底部設有飛灰出口，旋風分離室還設有從直筒段內引出的旋風升氣管；氣化室的側壁均勻布設有第二噴嘴；收集室用于收集液態熔渣出口排出的熔渣進而阻擋氣化室的底部與外界連通。該制備系統及制備方法，投資更低、工業燃氣成本更低、更清潔、煤種適應性更強。

技術領域

本發明涉及一種工業燃氣的制備系統及工業燃氣的制備方法。

背景技術

我國能源資源的特點是油氣資源匱乏、煤炭相對豐富，因此煤炭成為我國國民經濟發展的主要能源。我國廣泛分布的冶金、陶瓷、玻璃、建材等行業需要大量一次能源用于各種窯爐加熱，使得煤炭不僅成為我國煤制化學品、化工品的主要原料，也是工業熱源。上述行業現有熱源主要采用煤通過一定的部分氧化方法制備工業燃氣，用于各種窯爐加熱。

已經工業化的煤制備工業燃氣技術主要有以UGI類常壓固定床煤制氣技術、U-Gas和科達爐為代表的流化床煤制氣，然而這兩種煤氣化技術因采用塊煤、粒煤，氣化溫度低，煤氣化反應速率低，使得氣化爐處理負荷偏小、煤種適應性窄、燃氣含有焦油等污染物質，因此迫切需要開發一種處理負荷高、煤種適應性廣、清潔環保的煤制工業燃氣技術。

氣流床氣化爐氣化溫度與壓力高、負荷大，煤種適應范圍廣，是目前煤氣化技術發展的主流。現有氣流床煤氣化技術主要有以Texaco、Shell、GSP為代表的國外氣流床煤氣化技術和多噴嘴、HT-L、SE、清華爐等為代表的國內氣流床煤氣化技術。然而，此類氣流床煤氣化技術均采用高溫、高壓反應過程，存在投資高、單位燃氣熱值成本高等缺點，不適用于低壓、低成本的工業燃氣制備領域。

由此可見，現有技術中尚缺乏一種適用于低壓氣流床氣化的工業燃氣的制備系統及工業燃氣的制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有技術中尚缺乏一種適用于低壓氣流床氣化的工業燃氣的制備系統及工業燃氣的制備方法的缺陷，而提供一種新型的工業燃氣的制備系統及工業燃氣的制備方法。該制備系統及制備方法，投資更低、工業燃氣成本更低、工業燃氣更清潔、煤種適應性更強。該制備系統的氣流床氣化爐，將飛灰自循環到氣化室，進而實現煤粉的高效熱解與氣化，合成氣中不含焦油。該制備方法，在更低的溫度下實現煤粉的熱解，進而使得制得的合成氣中甲烷的含量進一步提高，且比煤耗及比氧耗進一步降低。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題：

本發明提供一種工業燃氣的制備系統，所述制備系統包括煤粉輸送單元、氣流床氣化爐、對流余熱鍋爐、汽包和除塵單元；

所述煤粉輸送單元用于向所述氣流床氣化爐的第一噴嘴輸送煤粉；

所述氣流床氣化爐具有氣化爐主體和旋風分離室；所述氣化爐主體具有氣化室和位于所述氣化室下部的收集室；所述氣化室的側壁均勻布設有第一噴嘴，所述第一噴嘴用于將煤粉和氧化劑通入所述氣化室內；所述氣化室的頂部設有第一合成氣出口；

所述旋風分離室具有第二合成氣出口和飛灰出口，所述旋風分離室用于分離經所述第一合成氣出口送入的合成氣進而獲得凈化的合成氣和飛灰；

所述氣化室的側壁均勻布設有位于所述第一噴嘴下方的第二噴嘴，所述第二噴嘴用于將氧化劑、水蒸氣和所述飛灰出口排出的飛灰通入所述氣化室內；所述氣化室的底部設有液態熔渣出口；

所述收集室用于收集所述液態熔渣出口排出的液態熔渣進而阻擋所述氣化室的底部與外界的連通以維持所述氣流床氣化爐的操作壓力；