[發明專利]一種自氣化熱解焦油氣化爐

有效

• 申請號: 201810748686.0
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108929720B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 趙永樂;李超;王琪;魯陽;王影;張靜;張永發
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/84;C10J3/72
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種自氣化熱解焦油氣化爐，其中氣體分布器是在爐體內至上而下由第一加熱氣體分布器、第二加熱氣體分布器及第三加熱氣體分布器互通構成雙夾層爐體內的三部位加熱氣體分布器，三部位加熱氣體分布器之間的距離通過阻力調節，使熱解氣和焦油向熱解氣下行通道運行，所述雙夾層爐體的外夾層為水夾套，內夾層為熱解煤氣下行通道，雙夾層爐體的中下部設有一條煤氣導出管；本發明優化了氣化爐內部結構，使焦油裂解和氣化，緩解了焦油帶來的設備腐蝕、大氣污染及廢水難以處理等問題，為煤氣化技術發展提供有力的支撐。

技術領域

本發明涉及一種焦油氣化爐，尤其是一種用于煤氣化過程中采用的自氣化熱解焦油氣化爐。

背景技術

煤氣化技術是煤化工產業的核心和龍頭技術，也是實現煤炭高效潔凈利用的關鍵技術之一，是發展煤基化學品生產、煤基液體燃料、合成天然氣、IGCC發電、制氫、工業燃氣及多聯產系統等過程工業的基礎；目前世界正在應用和開發的煤氣化方法及其設備種類很多，按其混合方式和運動狀態可分為固定床、流化床和氣流床等幾種典型方式；每種氣化方法對原料煤的粒度、黏結性、反應活性、灰熔點和操作條件等有不同的要求，同時其熱效率、碳轉化率、氣化強度及煤氣組成也有明顯的區別，每種氣化爐在應用中都有一定局限性；從技術可行性和經濟合理性兩方面綜合考慮，目前世界上尚不存在適合各種原料煤、各種煤氣用途以及各種生產規模的“萬能”氣化爐。

常壓固定床煤氣發生爐在實際應用中存在三個主要問題：一是由于以空氣為氣化劑，所以其煤氣中的N₂比例較高，一般在50-60%，煤氣熱值較低，僅為5.0-5.6MJ/m³左右，屬于低熱值煤氣；二是生成的粗煤氣在離開氣化爐之前經過干餾層，使得其含有一定量的焦油和煤粉雜質，給后續的煤氣凈化、加工、輸送和使用造成了不便；三是常壓固定床技術以塊煤為燃料，在爐內停留時間較長,雖然其碳的轉化率較高，但反應速度較慢，爐內溫度和氣化強度都較低，因此單爐生產能力較差。

正是因為這些弊端在很大程度上限制了該技術在工業爐窯上的應用和進一步發展，要將適合我國中小企業的固定床氣化技術很好地用于燃煤工業爐窯，產生不含焦油的燃氣、提高煤氣熱值和氣化強度成為亟待解決的問題的關鍵。

焦油是制取可燃氣過程中人們最不希望得到的產物，它的存在對氣化系統和用氣設備都產生十分不利的影響，主要體現在以下幾個方面|。

一是焦油為高溫煤氣所攜帶,在輸運過程中逐漸冷凝下來,附著于管道內壁和有關設備的壁面上,堵塞管道腐蝕設備,對系統的安全運行造成威脅。

二是焦油為氣化煤氣所攜帶,進入下游用氣設備中,會因氣流夾帶液滴等影響工業爐窯燃燒器、內燃機、燃氣輪機、壓縮機等的安全運行。

三是氣化所產生的焦油約占氣化用煤總能量的3-10%,在很大程度上降低了氣化效率，且焦油在低溫時與可燃氣一起燃燒時，難以燃燒完全，易產生炭黑等，對燃氣利用設備損害嚴重,同時浪費了能源。

四是焦油中許多物質具有致癌作用，如果這些物質被排放到大氣中，就會造成嚴重的環境污染。

由此可見，氣化過程中焦油的生成，不但浪費了一部分能量,而且還具有相當大的危害性；因此焦油含量高的可燃氣在使用前，必須進行凈化處理，脫除或消減可燃氣中焦油的方法主要有兩大類：一類是爐外脫除，另一類是爐內脫除，爐外脫除方法主要包括熱裂解、催化裂解、水洗法、過濾法、電捕法和機械捕集法等，爐外脫除焦油雖能在很大程度上減少煤氣中焦油含量,但存在能源浪費，系統復雜，成本高，且易造成二次污染等缺點，不適合我國多而分散的中小型氣化爐。