[發(fā)明專利]一種含碳固體顆粒多級循環(huán)氣化裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011406710.6
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112552962A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊會民;黃勇;張曉欠;王武生;楊月明;王研;郝婷;靳皎
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油(集團)有限責任公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

本發(fā)明公開一種含碳固體顆粒多級循環(huán)氣化裝置及方法，氣化裝置包括反應器、合成氣處理系統(tǒng)和與反應器相連的多級循環(huán)返料系統(tǒng)；反應器錐部設有強化反應器，錐部的錐頂位置及側邊均設有氣化劑入口；所述多級循環(huán)返料系統(tǒng)包括多級固體顆粒循環(huán)單元，通過多級固體顆粒循環(huán)單元回收反應器排出的粗合成氣中的含碳固體顆粒，并返回到反應器中進行循環(huán)氣化，多級固體顆粒循環(huán)單元排出的粗合成氣送入合成氣處理系統(tǒng)進行后續(xù)加工，本發(fā)明在反應器的錐部設置有強化反應器，提高轉化效率，同時反應器錐部的錐頂位置及側邊均設有氣化劑入口，強化反應器與氣化劑獨特的分布形式相結合，提高反應器錐部強度，保證物料與氣化劑接觸更加均勻，避免局部超溫結焦。

技術領域

本發(fā)明屬于煤化工領域，涉及一種含碳固體顆粒多級循環(huán)氣化裝置及方法。

背景技術

氣化技術是煤炭清潔高效利用的一種有效方式，流化床氣化技術是以空氣、氧氣或富氧蒸汽為氣化劑，在適當?shù)拿毫６群蜌馑傧拢勾矊又蟹勖毫骰瑲夤虄身棾浞只旌辖佑|，高溫下進行煤氣化。與固定床氣化技術相比較，流化床氣化技術的原料煤粒度小，傳熱面積大、傳熱效率高，氣化效率和氣化強度都有明顯提高。但當床層內氣速達到輸送速度時，物料將會被不斷的吹出床層，導致含碳物料未能轉化全完就離開反應器。另外，氣化爐中由于物料的非均一性以及布風系統(tǒng)分配的不均勻性容易造成爐底局部超溫導致結焦，導致氣化爐無法正常運行，影響工作效率。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含碳固體顆粒多級循環(huán)氣化裝置及方法，提高氣化效率及碳轉化率，在經(jīng)濟性和環(huán)保性的前提下解決殘?zhí)康睦寐逝c氣化效率問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種含碳固體顆粒多級循環(huán)氣化裝置，包括反應器、合成氣處理系統(tǒng)和與反應器相連的多級循環(huán)返料系統(tǒng)；

所述的反應器由上部筒體和下部倒置的錐體構成的錐部組成，筒體上設有原料入口和排料口I，反應器錐部設有強化反應器，錐部的錐頂位置及側邊均設有氣化劑入口；

所述多級循環(huán)返料系統(tǒng)包括多級固體顆粒循環(huán)單元，通過多級固體顆粒循環(huán)單元回收反應器排出的粗合成氣中的含碳固體顆粒，并返回到反應器中進行循環(huán)氣化，多級固體顆粒循環(huán)單元排出的粗合成氣送入合成氣處理系統(tǒng)。

進一步，所述的多級循環(huán)返料系統(tǒng)包括一級固體顆粒循環(huán)單元、二級固體顆粒循環(huán)單元和三級固體顆粒循環(huán)單元；

所述一級固體顆粒循環(huán)單元包括與反應器頂部氣體出口連接的一級顆粒收集器，一級顆粒收集器底部固體出口與一級料位控制器相連接，一級料位控制器通過位于反應器筒體中部的返料口I與反應器相連；

所述二級固體顆粒循環(huán)單元包括與一級顆粒收集器頂部氣體出口相連接的二級顆粒收集器，二級顆粒收集器底部固體出口與二級料位控制器相連接，二級料位控制器通過同樣位于反應器筒體中部的返料口II與反應器相連接；

所述三級固體顆粒循環(huán)單元包括與二級顆粒收集器頂部氣體出口相連接的三級顆粒收集器，三級顆粒收集器頂部氣體出口連接有合成氣處理系統(tǒng)，三級顆粒收集器底部固體出口依次連接有顆粒倉和顆粒流化器，顆粒流化器連接固體流量控制器后通過反應器錐部開設的返料口III與反應器相連接。

進一步，所述的三級顆粒收集器頂部連接有兩路氣體出口，一路連接合成氣處理系統(tǒng)，另一路連接有提壓系統(tǒng)；提壓系統(tǒng)出口分成兩條支路，一條支路與三級顆粒收集器連接提供反吹氣，另一支路與顆粒流化器相連提供輸送氣。

進一步，所述的二級料位控制器連接熱量回收系統(tǒng)，并設有排料口II；所述的顆粒流化器底部設有排料口III。

進一步，所述反應器錐部的側邊上以反應器軸線對稱分布設有等間距設有多個氣化劑入口。

進一步，所述的返料口Ⅰ和返料口Ⅱ之間高度距離H為0～10m。