[發明專利]一種熱解-氣化一體化裝置及工藝

在審

• 申請號: 201910974441.4
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110591745A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 孫鳴;袁童童;李曦;朱路路;么秋香;馬曉迅
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10J3/50;C10J3/48;C10B57/08;C10B57/00
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 郭瑤

一種熱解?氣化一體化裝置及工藝，包括相連通的熱解爐氣化爐，熱解爐與氣化爐之間設置帶有橫管冷凝的半焦分布器；熱解爐頂端開設有進料口，進料口一側開設有熱解爐煤氣出口；熱解爐煤氣出口與旋風分離器相連；旋風分離器頂端出口經間接恒冷器與蒸餾塔相連；氣化爐上開設有氣化氣出口，氣化氣出口與脫硫裝置相連；氣化爐上設置有與氣化爐內部相連通的氣化噴嘴。本發明在一個爐體中實現上部熱解下部氣化的功能。熱解爐和氣化爐能夠同時進料，在高溫高壓的操作條件下，即提高了熱解和氣化的效率，極大地增強了設備單位產氣能力，又提升了煤氣和氣化氣的品質。本發明采用高溫加壓操作條件，熱效率高；進料粉煤粒度小，氣化反應進行充分，副產物少。

技術領域

本發明涉及一種熱解-氣化一體化裝置及工藝，屬于煤氣化技術領域。

背景技術

我國“缺油、少氣、相對富煤”的能源賦存狀態決定了煤在我國經濟發展中具有不可替代的地位。發展煤化工尤其是煤熱解和煤氣化技術，因其是煤深度加工利用的基礎，而且具有高效、環保等特點，在我國對煤熱解和煤氣化技術的研究受到了廣泛關注。

隨著對煤熱解和煤氣化技術研究的不斷深入，根據煤的組成和結構特點，將煤進行熱解煉焦、氣化、液化等技術已經有廣泛報道，但是我國低階煤儲量較大，以劣質煤為原料將煤進行熱解、氣化等技術存在工藝流程長、設備多、能耗高且操作復雜等不利因素。

目前的煤熱解技術中，灰融聚粉煤干餾會加大生成半焦的燃燒量，要求燃燒單元的設備尺寸更大，增大設備投資；以高溫水煤氣作為熱解原料的流化介質和熱載體的粉煤熱解技術，對氣體壓縮機的材質和高苛刻環境下穩定、長周期運行有更高的要求，嚴重制約了該技術的發展；以循環流化床燃燒為基礎，高溫循環灰作為熱載體的熱解技術，存在熱解煤氣含塵量高，易造成管路堵塞和含塵焦油難利用等問題，且高溫循環灰作為熱載體，灰熱值低、密度低、傳熱效率低。煤氣化技術主要有水煤漿氣化技術和粉煤氣化技術，其中粉煤氣化技術應用較廣，氣化爐多為激冷操作流程，造成生產過程產生的高溫顯熱難以有效利用，造成熱能的浪費，而且生產過程中產生的煤氣夾帶飛灰的含碳量較高，造成能源的浪費。

中國發明專利CN 108893130A提出的一種粉煤干餾裝置及粉煤干餾方法，該發明無煙氣的排放，焦炭氣化生成氣能進一步合成甲醇及輕質油品，但是產物中有難以利用的焦油及氣體，且生成油品的品質難以控制、收率不高。

中國發明專利CN 103881761A提出的一種基于循環流化床的煤熱解氣化多聯產裝置及工藝，該發明旨在通過將移動床氣化爐作為熱解含塵煤氣的凈化裝置，解決熱解含塵煤氣堵塞管路及含塵焦油的問題，但是該工藝采用的移動床熱解器和氣化爐無法實現煤的快速熱解，焦油品質難以有效控制，且熱解氣化效率低。

中國發明專利CN 104789245A提出的一種熱解氣化裝置和工藝，該發明通過高溫循環半焦將上行床氧化燃燒器、下行床快速熱解器和鼓泡床氣化器三個主反應器連接起來，實現了反應過程的有機耦合，但依然存在傳熱效率低，處理量小，工藝繁雜等缺點。

中國發明專利CN 109233907A提出了一種煤與生物質混合制氣系統及其制氣方法，該發明在同一爐體中實現煤氣化和生物質熱解，具體為爐體下部氣化反應區實現煤氣化，上部熱解區實現生物質熱解，該裝置大大簡化了工藝流程，并且避免了高溫灰和熱解焦帶來的低傳熱效率，有利于反應物的熱解和氣化過程，但是該發明煤氣反應爐操作溫度/壓力較低，生產能力較小，并且反應爐上部熱解區的管路設計易受生物質原料性質影響而發生堵塞，使系統穩定性變差。

發明內容

為了解決目前現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種熱解-氣化一體化裝置及工藝。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種熱解-氣化一體化裝置，包括相連通的熱解爐氣化爐，熱解爐與氣化爐之間設置帶有橫管冷凝的半焦分布器；