一種含焦油粗煤氣反應(yīng)制合成氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含焦油粗煤氣反應(yīng)制合成氣裝置，用于粗煤氣中焦油、甲烷及灰渣二次裂解制取合成氣的循環(huán)流化床氣化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展離不開能源的消耗，我國一次能源消耗中煤炭比重占68%以上，煤炭直接燃燒及單一轉(zhuǎn)化的粗放式發(fā)展帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)峻?，F(xiàn)代煤化工的發(fā)展亟待在規(guī)?；瘧?yīng)用、資源消耗、轉(zhuǎn)化效率、三廢排放等方面尋求突破。流化床反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模煤氣化應(yīng)用，其不高的反應(yīng)溫度適應(yīng)褐煤及年輕次煙煤的氣化反應(yīng)，然而，若將流化床氣化爐的進(jìn)料種類擴(kuò)展至煙煤及生物質(zhì)時(shí)，會出現(xiàn)粗煤氣中焦油含量增加、碳轉(zhuǎn)化率降低等缺陷，大量焦油的產(chǎn)生還會造成操作困難及環(huán)境污染。
[0003]操作過程中，粗煤氣攜帶的焦油會污染合成氣冷卻器，使合成氣冷卻器出口溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)溫度，最終導(dǎo)致蒸汽產(chǎn)量的大幅下降；焦油還會造成顆粒控制器(PCD)的運(yùn)行故障，使PCD燒結(jié)金屬濾芯的溫度及壓降迅速上升，嚴(yán)重時(shí)造成局部過熱、堵塞系統(tǒng)等安全隱患。環(huán)境保護(hù)上，通過水洗將焦油和煤氣分離后，含焦油廢水需進(jìn)一步處理，切實(shí)可行的方法之一就是焦油返回至氣化爐中二次氣化，需要設(shè)置焦油返回系統(tǒng)，并增加油-水分離設(shè)備，過程較繁瑣，同時(shí)會增加氣化爐的負(fù)荷，不利于氣化參數(shù)的調(diào)控。經(jīng)油-水分離后的廢水中含有多種有機(jī)物，尤其是酚類物質(zhì)含量較高，廢水處理系統(tǒng)復(fù)雜、投資大、操作成本及維護(hù)費(fèi)用高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)⒋置簹庵薪褂?、甲烷及灰渣二次裂解的含焦油粗煤氣反?yīng)制合成氣裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]包括焦油裂解系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、氣化劑系統(tǒng)及循環(huán)氣系統(tǒng)；
[0007]所述的焦油裂解系統(tǒng)包括焦油裂解器、與焦油裂解器底部灰渣出口連接的減壓排灰裝置、與焦油裂解器頂部煤氣出口連接的氣體整流器、氣體整流器另一端連接外置氣-固分離裝置、外置氣-固分離裝置料腿底部與循環(huán)密封裝置相連，循環(huán)密封裝置另一端與焦油裂解器底部循環(huán)料入口連接；
[0008]所述的進(jìn)料系統(tǒng)包括與焦油裂解器固體入口相連的混合給料器，與焦油裂解器底部流化氣入口相連的流化氣，且在焦油裂解器底部流化氣入口與流化氣相連接的管道上安裝有氣體流化器；
[0009]所述的氣化劑系統(tǒng)包括與焦油裂解器氣化劑入口連接的氣氛混合器，氣氛混合器入口分別連接蒸汽和氧氣；
[0010]所述的循環(huán)氣系統(tǒng)包括與焦油裂解器、外置氣-固分離裝置及循環(huán)密封裝置連接的循環(huán)氣，以及安裝在與焦油裂解器、外置氣-固分離裝置、循環(huán)密封裝置連接的循環(huán)氣管道上的若干氣體流化器。
[0011]所述的進(jìn)料系統(tǒng)包括依次相連的鎖斗、給料斗和混合給料器，在鎖斗與給料斗、給料斗與混合給料器出口管線之間分別設(shè)置平衡裝置，且混合給料器還與輸送氣相連通。
[0012]所述的若干氣體流化器的個(gè)數(shù)為5?200個(gè)。
[0013]本實(shí)用新型的流化氣包括含焦油粗煤氣、氮?dú)狻⒍趸?、氧氣、蒸汽其中的一種或多種的混合物。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)優(yōu)勢:
[0015]焦油裂解器采用循環(huán)流化床反應(yīng)原理，將粗煤氣中焦油、甲烷及灰渣進(jìn)行二次裂解。焦油裂解器分為下部顆粒分散區(qū)、中部氧化區(qū)及上部后處理區(qū)，焦油裂解器的氣化劑口中通入氧氣及蒸汽，以提高焦油裂解器氧化區(qū)的反應(yīng)溫度；含焦油粗煤氣自焦油裂解器底部流化氣口進(jìn)入，將焦油裂解器內(nèi)填充的固體顆粒流化、分散、混合均勻，并上行進(jìn)入焦油裂解器氧化區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，未反應(yīng)完全的殘?jiān)敖褂瓦M(jìn)一步通過焦油裂解器上部后處理區(qū)進(jìn)行深度處理。相較于傳統(tǒng)的流化床反應(yīng)裝置，焦油裂解反應(yīng)裝置氣化溫度高、氣流速率及循環(huán)倍率高，結(jié)構(gòu)緊湊、無任何移動(dòng)件或內(nèi)插件，具有更高的碳轉(zhuǎn)化率，能夠獨(dú)立運(yùn)行或配套其它氣化裝置使用，拓寬氣化原料的使用范圍。
[0016]通過設(shè)置氣體整流器，提高焦油裂解器出口的煤氣氣速，改變氣流方向，使灰渣顆粒與煤氣預(yù)分離，提高外置氣-固分離裝置的分離效果；
[0017]通過設(shè)置外置氣-固分離裝置，將未完全轉(zhuǎn)化的灰渣顆粒分離聚集，循環(huán)進(jìn)入焦油裂解器底部，提高氣化效率及碳轉(zhuǎn)化率；
[0018]通過設(shè)置循環(huán)密封裝置，調(diào)節(jié)循環(huán)負(fù)荷，提高固體介質(zhì)的循環(huán)倍率；
[0019]通過設(shè)置若干氣體流化器的數(shù)量為5?200個(gè)，使焦油裂解器器內(nèi)床層處于松動(dòng)流化狀態(tài)，減小焦油裂解器壓差，同時(shí)調(diào)節(jié)固體介質(zhì)的循環(huán)倍率，提高氣流速率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]1、粉煤2、流化氣3、輸送氣4、蒸汽5、氧氣6、合成氣7、循環(huán)氣8、氣體流化器9、鎖斗10、給料斗11、混合給料器12、平衡裝置13、氣氛混合器14、焦油裂解器15、外置氣-固分離裝置16、氣體整流器17、循環(huán)密封裝置18、減壓排灰裝置
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]如圖1，本實(shí)用新型包括焦油裂解系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、氣化劑系統(tǒng)及循環(huán)氣系統(tǒng)。
[0024]其中焦油裂解系統(tǒng)包括焦油裂解器14、與焦油裂解器14底部灰渣出口連接的減壓排灰裝置18、與焦油裂解器14頂部煤氣出口連接的氣體整流器16、氣體整流器16另一端連接外置氣-固分離裝置15、外圍氣-固分離裝置15的上端與合成氣管道相連排出合成氣6，與外置氣-固分離裝置料腿底部連接的循環(huán)密封裝置17、循環(huán)密封裝置17另一端與焦油裂解器14底部循環(huán)料入口連接。
[0025]本實(shí)用新型的氣體整流器16提高焦油裂解器14出口的煤氣氣速，改變氣流方向，使灰渣顆粒與煤氣達(dá)到預(yù)分離效果，外置氣-固分離裝置15將未完全轉(zhuǎn)化的灰渣顆粒分離聚集，循環(huán)密封裝置17用于調(diào)節(jié)循環(huán)負(fù)荷，提高固體介質(zhì)的循環(huán)倍率，獨(dú)特的設(shè)計(jì)能夠有效提高氣化效率及碳轉(zhuǎn)化率。
[0026]進(jìn)料系統(tǒng)包括依次相連的鎖斗9、給料斗10和混合給料器11，鎖斗入口通過管道與粉煤I相連，在鎖斗9與給料斗10、給料斗10與混合給料器11出口管線之間分別設(shè)置平衡裝置12，且混合給料器11還與輸送氣3相連通。與焦油裂解器14底部流化氣入口相連的流化氣2，且在焦油裂解器14底部流化氣入口與流化氣2相連接的管道上安裝有氣體流化器8;
[0027]氣化劑系統(tǒng)包括與焦油裂解器14氣化劑入口連接的氣氛混合器13，蒸汽4和氧氣5通過氣氛混合器13通入焦油裂解器14，與焦油裂解器14內(nèi)部的煤粉或焦油進(jìn)行氣化反應(yīng)，其一用于提高焦油裂解器的氣化溫度，其二盡可能降低焦油、甲烷及灰渣含量，提高有效氣(CCHH2)的濃度。
[0028]循環(huán)氣系統(tǒng)包括與焦油裂解器14、外置氣-固分離裝置15及循環(huán)密封裝置17連接的循環(huán)氣7，以及安裝在與焦油裂解器14、外置氣-固分離裝置15、循環(huán)密封裝置17連接的循環(huán)氣7管道上的5?200個(gè)氣體流化器8。用于焦油裂解器內(nèi)床層處于松動(dòng)流化狀態(tài)，減小焦油裂解器壓差，同時(shí)調(diào)節(jié)固體循環(huán)倍率，提高氣流速率。
[0029]焦油裂解器采用循環(huán)流化床反應(yīng)原理，將粗煤氣中焦油、甲烷及灰渣二次裂解，焦油裂解器分為下部顆粒分散區(qū)、中部氧化區(qū)及上部后處理區(qū)，焦油裂解器流化氣口的流化氣包括含焦油粗煤氣、氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、蒸汽其中的一種或多種的混合物。該裝置的優(yōu)勢之一是能夠獨(dú)立運(yùn)行或與其它氣化裝置配套使用，配套運(yùn)行時(shí)，含焦油粗煤氣自焦油裂解器底部流化氣口進(jìn)入，將焦油裂解器內(nèi)填充的固體顆粒物流化、分散、混合均勻，并上行進(jìn)入焦油裂解器內(nèi)的氧化區(qū)進(jìn)行反應(yīng)，未反應(yīng)完全的殘?jiān)敖褂瓦M(jìn)一步通過焦油裂解器上部后處理區(qū)進(jìn)行深度處理。相較于傳統(tǒng)的流化床反應(yīng)裝置，焦油裂解反應(yīng)裝置氣化溫度高、氣流速率及循環(huán)倍率高，結(jié)構(gòu)緊湊、無任何移動(dòng)件或內(nèi)插件，具有更高的碳轉(zhuǎn)化率，能夠獨(dú)立運(yùn)行或配套其它氣化裝置使用，拓寬氣化原料的使用范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含焦油粗煤氣反應(yīng)制合成氣裝置，其特征在于:包括焦油裂解系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、氣化劑系統(tǒng)及循環(huán)氣系統(tǒng)； 所述的焦油裂解系統(tǒng)包括焦油裂解器(14)、與焦油裂解器(14)底部灰渣出口連接的減壓排灰裝置(18)、與焦油裂解器(14)頂部煤氣出口連接的氣體整流器(16)、氣體整流器(16)另一端連接外置氣-固分離裝置(15)、外置氣-固分離裝置料腿底部與循環(huán)密封裝置(17)相連，循環(huán)密封裝置(17)另一端與焦油裂解器(14)底部循環(huán)料入口連接； 所述的進(jìn)料系統(tǒng)包括與焦油裂解器(14)固體入口相連的混合給料器(11)，與焦油裂解器(14)底部流化氣入口相連的流化氣(2)，且在焦油裂解器(14)底部流化氣入口與流化氣(2)相連接的管道上安裝有氣體流化器(8); 所述的氣化劑系統(tǒng)包括與焦油裂解器(14)氣化劑入口連接的氣氛混合器(13)，氣氛混合器(13)入口分別連接蒸汽⑷和氧氣(5);所述的循環(huán)氣系統(tǒng)包括與焦油裂解器(14)、外置氣-固分離裝置(15)及循環(huán)密封裝置(17)連接的循環(huán)氣(7)，以及安裝在與焦油裂解器(14)、外置氣-固分離裝置(15)、循環(huán)密封裝置(17)連接的循環(huán)氣(7)管道上的若干氣體流化器(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含焦油粗煤氣反應(yīng)制合成氣裝置，其特征在于:所述的進(jìn)料系統(tǒng)包括依次相連的鎖斗(9)、給料斗(10)和混合給料器(11)，在鎖斗(9)與給料斗(10)、給料斗(10)與混合給料器(11)出口管線之間分別設(shè)置平衡裝置(12)，且混合給料器(11)還與輸送氣(3)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含焦油粗煤氣反應(yīng)制合成氣裝置，其特征在于:所述的若干氣體流化器(8)的個(gè)數(shù)為5?200個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含焦油粗煤氣反應(yīng)制合成氣裝置，包括焦油裂解系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、氣化劑系統(tǒng)及循環(huán)氣系統(tǒng)，所述的焦油裂解系統(tǒng)包括焦油裂解器(14)、與焦油裂解器(14)底部灰渣出口連接的減壓排灰裝置(18)、與焦油裂解器(14)頂部煤氣出口連接的氣體整流器(16)；所述的進(jìn)料系統(tǒng)包括與焦油裂解器(14)固體入口相連的混合給料器(11)，與焦油裂解器(14)底部流化氣入口相連的流化氣(2)。該裝置具有更高的氣流速率及循環(huán)倍率，能夠提高碳轉(zhuǎn)化率，拓寬氣化原料的使用范圍。
【IPC分類】C01B3-34, C01B3-44, C01B3-36
【公開號】CN204508802
【申請?zhí)枴緾N201520190577
【發(fā)明人】李大鵬, 王明峰, 王寧波, 楊會民, 姚曉虹, 孔少亮, 郝婷, 靳皎, 吳升瀟
【申請人】陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月31日