[發明專利]基于旋風爐的熱解氣化系統及工藝

有效

• 申請號: 202211545144.6
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115584285B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 常濤;雷祖磊;何春曉;張相
• 申請（專利權）人: 浙江百能科技有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽;柳培樂

本申請涉及旋風氣化爐及基于其的熱解氣化系統及工藝，圓筒形旋風氣化爐側壁的頂部與半焦進管切向連接，旋風氣化爐爐壁中下部內接有氣化爐縮口件，氣化爐縮口件將旋風氣化爐分隔為上下連通的氣化反應室和熔渣急冷室；氣化反應室的中上部且位于半焦進管下方的爐壁由上向下依次設有水蒸氣噴嘴和氧氣噴嘴，熔渣急冷室中上部側壁開設粗氣化氣出口，熔渣急冷室中下部內壁設氣化爐冷卻件。本申請的旋風氣化爐通過半焦輸送室使高溫半焦以高速切向方式進入爐內，維持爐內合理的螺旋運動流場；同時旋風熱解爐能實現高溫加熱煙氣和煤的均勻混合，保證煤充分熱解；旋風熱解爐及旋風氣化爐采用陣列式結構，利于裝置的模塊化及大型化。

技術領域

本申請涉及煤炭熱解氣化利用技術領域，具體涉及基于旋風爐的熱解氣化系統及工藝。

背景技術

推動煤炭能源清潔高效利用是煤炭利用的主要方向，在眾多炭清潔高效利用技術中，煤炭分級轉化多聯產技術把煤炭看作能源與資源的共同體，通過將多種技術工藝(熱解、氣化、燃燒和合成等)有機結合，分級轉化煤炭中反應活性差異大的部分，在一個系統中實現氣體燃料、液體燃料、化學品、熱量、電力等的聯產。

煤的分級利用聯產技術可分為：以煤部分氣化為基礎的分級聯產技術、以煤完全氣化為基礎的分級聯產技術以及以煤熱解為基礎的分級聯產技術。以煤部分氣化和完全氣化為基礎的煤炭分級多聯產技術，其核心目標產物為合成氣，從氣化爐出來的氣體中含有的焦油量少；而以煤熱解為基礎的多聯產技術則能夠實現煤中焦油的最大化產出。

例如中國專利授權公告號：CN103992824B，名稱：雙旋風煤熱解氣化分級轉化裝置及方法，其裝置為旋風熱解爐通過返料裝置、熱解半焦通道與旋風氣化爐連通，旋風氣化爐通過高溫粗煤氣通道與冷卻裝置連通，旋風氣化爐外壁安裝有氣化劑噴嘴和水蒸氣噴嘴。其方法包括：一、煤粉在高溫粗煤氣的吹送下進入旋風熱解爐；二、煤粉在旋風熱解爐內發生熱解，熱解出的混合氣排至冷卻裝置中冷卻，熱解出的半焦被輸送回旋風氣化爐；三、氧化劑噴嘴和水蒸氣噴嘴同時向旋風氣化爐內噴射氧化劑和水蒸氣，產生的高溫粗煤氣作為熱解的氣體熱載體再次送入旋風熱解爐中，旋風氣化爐的煤渣以固態或液體形式經灰渣排出口排出。該專利采用旋風爐作為煤的熱解裝置，但旋風熱解爐的熱源來自旋風氣化爐的氣化氣，從而使從旋風熱解爐端離開系統的煤氣量極大，熱解工藝的氣態產品是含有氣態焦油的熱解氣，其尾端煤氣凈化工藝需配置焦油回收工段，該專利采用的熱解爐焦油回收工段裝置規模極大。另外，當氣化爐是液態排渣時，氣化爐出口氣化氣會攜帶大量液渣，攜帶液渣的氣化氣與煤混合時會凝固，容易造成管道堵塞，不利于系統長期穩定運行。

再例如中國專利授權公告號：CN101255341B，名稱：旋風氣化爐，公開了一種旋風氣化爐，爐體分上下兩部分，上部為圓柱形，下部為圓錐形。爐體上部設置圓柱形燃燒氣化室和圓柱形氣化室；爐體下部設置圓錐形氣化室。圓柱形氣化室內上部設置擋灰板，頂部設置煙氣出口；圓柱形燃燒氣化室上部設置燃料入口且與爐壁切線布置，燃料入口內設置電阻絲點火器；圓錐形氣化室中部設置水蒸氣入口，底部設置出灰口；圓柱形氣化室在圓柱形燃燒氣化室內，且都與圓錐形氣化室同軸布置。該專利公開的旋風氣化爐適用于粉末狀的生物質和煤炭的氣化，為常溫物料，且該爐型底部設有螺旋，只適合固態排渣；煤氣出口位于氣化爐頂部，易與煤氣進口形成氣流短路。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，為此，本申請提出一種旋風氣化爐及基于所述裝置的熱解氣化系統及工藝，提高了熱解和氣化的效率；采用模塊化設置，可靈活調節系統的布設方式。