本發(fā)明涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤氣化爐、煤氣化系統(tǒng)及活性焦的制備方法。

背景技術(shù)：

煤氣化是指在特定的設(shè)備內(nèi)、一定溫度及壓力下，原煤發(fā)生氣化反應(yīng)，例如煤加氫氣化、煤熱解等，轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w以及焦油、半焦等，以提高原煤的利用效率，并減少環(huán)境污染。目前，原煤發(fā)生氣化反應(yīng)后，生成半焦以及含有CO、H2、CH4、焦油等的粗煤氣，其中，半焦通常作為制備活性焦的原料。

在現(xiàn)有技術(shù)中，將半焦作為原料制備活性焦時(shí)，半焦的制備與活性焦的制備通常分開(kāi)進(jìn)行，即，先通過(guò)煤氣化制備半焦，然后將半焦作為原料，通過(guò)磨粉、成型、炭化、活化等步驟，制備活性焦，活性焦的制備工藝流程復(fù)雜，且磨粉、成型、碳化等步驟需要額外的專業(yè)設(shè)備，勢(shì)必造成較高的設(shè)備投資和運(yùn)行成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種煤氣化爐、煤氣化系統(tǒng)及活性焦的制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中活性焦的制備工藝流程較長(zhǎng)且復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一方面在于提供一種煤氣化爐，包括氣化區(qū)、活化區(qū)和連通通道，所述活化區(qū)位于所述氣化區(qū)的下方，所述連通通道的上端開(kāi)口與所述氣化區(qū)連通，所述連通通道的下端開(kāi)口與所述活化區(qū)連通；所述活化區(qū)內(nèi)設(shè)置有一次活化噴頭和二次活化噴頭，所述二次活化噴頭位于所述一次活化噴頭的下方；

原煤在所述氣化區(qū)發(fā)生氣化反應(yīng)生成的半焦和粗煤氣經(jīng)所述連通通道通入所述活化區(qū)；半焦與所述一次活化噴頭噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體；活性焦中間體與所述二次活化噴頭噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

本發(fā)明的第二方面在于提供一種煤氣化系統(tǒng)，包括如上述技術(shù)方案所述煤氣化爐。

本發(fā)明的第三方面在于提供一種活性焦的制備方法，包括：

原煤在煤氣化爐的氣化區(qū)發(fā)生氣化反應(yīng)，生成半焦；

半焦與所述煤氣化爐的一次活化噴頭噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體；

活性焦中間體與所述煤氣化爐的二次活化噴頭噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

本發(fā)明提供的煤氣化爐包括氣化區(qū)和活化區(qū)，氣化區(qū)與活化區(qū)通過(guò)連通通道連通，原煤先在氣化區(qū)內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，生成半焦，半焦經(jīng)連通通道通入活化區(qū)內(nèi)，并與一次活化噴頭噴出的一次活化氣體混合，發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體，活性焦中間體與二次活化噴頭噴出的二次活化氣體混合，發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。因此，半焦的制備和活性焦的制備可以在本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐內(nèi)先后進(jìn)行，與現(xiàn)有技術(shù)中半焦的制備和活性焦的制備分開(kāi)進(jìn)行相比，減少了半焦的磨粉、成型、炭化等步驟，降低了活性焦的制備工藝流程的復(fù)雜程度，且不需要額外的專業(yè)設(shè)備，在氣化爐內(nèi)即可完成，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的活性焦的制備方法的流程圖。

附圖標(biāo)記：

10-煤氣化爐， 11-氣化區(qū)，

11a-物料入口， 11b-氣化劑入口，

12-活化區(qū)， 13-連通通道，

13a-上部縮頸段， 13b-中部直筒段，

13c-下部擴(kuò)大段， 14-一次活化噴頭，

15-二次活化噴頭， 16-粗煤氣出口，

17-分離進(jìn)料口， 20-旋風(fēng)分離器，

30-廢鍋， 31-過(guò)熱段，

32-飽和段， 40-汽包，

50-冷卻罐， 60-粗煤氣后處理裝置。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐、煤氣化系統(tǒng)及活性焦的制備方法，下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐10包括氣化區(qū)11和活化區(qū)12，活化區(qū)12位于氣化區(qū)11的下方，活化區(qū)12與氣化區(qū)11通過(guò)連通通道13連通，連通通道13的上端開(kāi)口與氣化區(qū)11連通，連通通道13的下端開(kāi)口與活化區(qū)12連通；活化區(qū)12內(nèi)設(shè)置有一次活化噴頭14和二次活化噴頭15，二次活化噴頭15位于一次活化噴頭14的下方；原煤在氣化區(qū)11發(fā)生氣化反應(yīng)生成的半焦和粗煤氣經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12；半焦與一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體；活性焦中間體與二次活化噴頭15噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

值得指出的是，在上述煤氣化爐10中，原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生氣化反應(yīng)，例如，原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生加氫氣化反應(yīng)，此時(shí)，煤氣化爐10可以為煤加氫氣化爐，氣化區(qū)11的結(jié)構(gòu)和布置方式可以與煤加氫氣化爐的爐腔類(lèi)似，氣化區(qū)11的爐壁的結(jié)構(gòu)和布置方式可以與煤加氫氣化爐的爐壁和布置方式類(lèi)似，且原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生加氫氣化反應(yīng)時(shí)的條件與原煤在煤加氫氣化爐中發(fā)生加氫氣化反應(yīng)時(shí)的條件類(lèi)似，或者，原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生熱解反應(yīng)，此時(shí)，煤氣化爐10可以為煤熱解爐，氣化區(qū)11的結(jié)構(gòu)和布置方式可以與煤熱解爐的爐腔類(lèi)似，氣化區(qū)11的爐壁的結(jié)構(gòu)和布置方式可以與煤熱解爐的爐壁和布置方式類(lèi)似，且原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生氣化反應(yīng)時(shí)的條件與原煤在煤熱解爐中發(fā)生加氫氣化反應(yīng)時(shí)的條件類(lèi)似。

具體實(shí)施時(shí)，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐10包括氣化區(qū)11和活化區(qū)12，活化區(qū)12位于氣化區(qū)11的下方，氣化區(qū)11和活化區(qū)12通過(guò)連通通道13連通，連通通道13具有上端開(kāi)口和下端開(kāi)口，連通通道13的上端開(kāi)口為連通通道與氣化區(qū)11連通的開(kāi)口，連通通道13的下端開(kāi)口為連通通道13與活化區(qū)12連通的開(kāi)口，即連通通道13的上端開(kāi)口與氣化區(qū)11連通，連通通道13的下端開(kāi)口與活化區(qū)12連通。

煤氣化爐10的氣化區(qū)11與現(xiàn)有技術(shù)中煤氣化爐的爐腔類(lèi)似，例如，原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生加氫氣化反應(yīng)，此時(shí)，氣化區(qū)11由內(nèi)筒圍成，內(nèi)筒外設(shè)置有外筒，外筒與內(nèi)筒之間設(shè)置有耐火保溫層，外筒上設(shè)置有物料入口11a和氣化劑入口11b，氣化區(qū)11的頂部設(shè)置有一個(gè)噴嘴或多個(gè)噴嘴，噴嘴包括物料通道和環(huán)繞物料通道均勻設(shè)置氣化劑通道，物料通道與物料入口11a連通，氣化劑通道與氣化劑入口11b連通，通常，氣化劑入口11b包括兩個(gè)，兩個(gè)氣化劑入口11b對(duì)稱分布在物料入口11a的兩側(cè)，氣化劑入口11b中通入具有一定溫度的氣化劑，氣化劑包括氫氣和氧氣；原煤經(jīng)物料入口11a通入物料通道中，然后經(jīng)物料通道噴入氣化區(qū)11內(nèi)，氣化劑分別經(jīng)兩個(gè)氣化劑入口11b通入氣化劑通道，并噴入氣化區(qū)11內(nèi)，原煤與氣化劑在氣化區(qū)11內(nèi)混合，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生加氫氣化反應(yīng)，生成半焦以及含有可燃?xì)怏w、焦油等的粗煤氣，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生加氫氣化反應(yīng)時(shí)的溫度可以為850℃～1000℃，氣化區(qū)11內(nèi)的壓力可以為5MPa～10MPa。

或者，原煤在氣化區(qū)11中發(fā)生熱解反應(yīng)，此時(shí)，氣化區(qū)11由內(nèi)筒圍成，內(nèi)筒外設(shè)置有外筒，外筒與內(nèi)筒之間設(shè)置有耐火保溫層，外筒上設(shè)置有物料入口11a和氣化劑入口11b，物料入口11a和氣化劑入口11b分別與氣化區(qū)11連通，原煤經(jīng)物料入口11a通入氣化區(qū)11內(nèi)，熱介質(zhì)經(jīng)氣化劑入口11b通入氣化區(qū)11內(nèi)，熱介質(zhì)可以為惰性氣體，或者，惰性氣體與少量可燃?xì)怏w例如煙氣混合后形成的混合氣體，且熱介質(zhì)具有一定的溫度，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)，生成半焦以及含有可燃?xì)怏w、焦油等的粗煤氣，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)時(shí)的溫度可以為800℃～1000℃。

原煤在氣化區(qū)11內(nèi)完成氣化反應(yīng)后，生成的半焦和粗煤氣經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12?；罨瘏^(qū)12內(nèi)設(shè)置有一次活化噴頭14和二次活化噴頭15，二次活化噴頭15位于一次活化噴頭14的下方，例如，如圖1所示，一次活化噴頭14可以位于活化區(qū)12的上部，二次活化噴頭15可以位于活化區(qū)12的下部；一次活化噴頭14噴出一次活化氣體，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)后生成的半焦和粗煤氣通入活化區(qū)12，半焦與一次活化氣體混合，并發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體，活性焦中間體實(shí)際上與市面上低品質(zhì)低性能的活性焦類(lèi)似，即活性焦中間體可以為未被完全活化的活性焦；二次活化噴頭15噴出二次活化氣體，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)后生成的活性焦中間體在重力的作用下朝向圖1的下方移動(dòng)，活性焦中間體與二次活化氣體混合，并發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

由上述可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐10包括氣化區(qū)11和活化區(qū)12，氣化區(qū)11與活化區(qū)12通過(guò)連通通道13連通，原煤先在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，生成半焦，半焦經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12內(nèi)，并與一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體混合，發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體，活性焦中間體與二次活化噴頭15噴出的二次活化氣體混合，發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。因此，半焦的制備和活性焦的制備可以在本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐10內(nèi)先后進(jìn)行，與現(xiàn)有技術(shù)中半焦的制備和活性焦的制備分開(kāi)進(jìn)行相比，減少了半焦的磨粉、炭化等步驟，減少了活性焦的制備工藝流程，并降低了活性焦的制備工藝流程的復(fù)雜程度。

另外，半焦的制備和活性焦的制備可以在本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐10內(nèi)先后進(jìn)行，與現(xiàn)有技術(shù)中半焦的制備和活性焦的制備分開(kāi)進(jìn)行相比，減少了半焦的磨粉、炭化等步驟，同時(shí)可以避免半焦的收集和運(yùn)輸，因而減少了設(shè)備的使用，并節(jié)省了制備活性焦所花費(fèi)的時(shí)間，從而降低了設(shè)備成本和時(shí)間成本，進(jìn)而降低了活性焦的制備成本。

再者，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)后生成的半焦和粗煤氣經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12內(nèi)，半焦與一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體混合時(shí)，粗煤氣也與一次活化氣體混合，一次活化氣體的溫度通常低于粗煤氣的溫度，因而一次活化氣體可以對(duì)粗煤氣進(jìn)行冷卻，使粗煤氣的溫度降低，從而防止粗煤氣中的焦油長(zhǎng)時(shí)間在高溫下發(fā)生裂解。

值得一提的是，在本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化爐10中，活化區(qū)12內(nèi)設(shè)置有一次活化噴頭14和二次活化噴頭15，原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)后生成的半焦先與一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活化焦中間體，活化焦中間體再與二次活化噴頭15噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦，也就是說(shuō)，半焦先后經(jīng)過(guò)兩次活化后，生成活性焦，與現(xiàn)有技術(shù)中僅對(duì)半焦進(jìn)行一次活化相比，可以增加活性焦內(nèi)的孔隙數(shù)量，提高活性焦的質(zhì)量。

需要說(shuō)明的是，一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體可以為水蒸汽，水蒸汽與半焦混合后，在半焦內(nèi)進(jìn)行造孔，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)后，生成的活性焦中間體內(nèi)具有豐富的孔隙，呈微孔結(jié)構(gòu)，活性焦中間體實(shí)際上與市面上低品質(zhì)低性能的活性焦類(lèi)似，此時(shí)，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)的溫度可以為700℃～900℃，此時(shí)，粗煤氣的溫度也下降至700℃～900℃；二次活化噴頭15噴出的二次活化氣體可以為由水蒸汽、二氧化碳和惰性氣體混合形成的混合氣體，二氧化碳對(duì)活性焦中間體中的孔隙進(jìn)行擴(kuò)孔，即二氧化碳使活性焦中間體中的孔隙擴(kuò)大，水蒸汽則在活性焦中間體內(nèi)進(jìn)行造孔，以增加生成的活性焦內(nèi)的孔隙的數(shù)量，惰性氣體則用于疏松活性焦中間體和活性焦，防止活性焦中間體和活性焦在活化區(qū)12的底部壓實(shí)，進(jìn)而防止對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)的活化程度產(chǎn)生不良影響，并改善活性焦排出便利性。活性焦中間體與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)的溫度可以為600℃～850℃。

在上述實(shí)施例中，連通氣化區(qū)11和活化區(qū)12的連通通道13可以是粗細(xì)不變的通道，也可以是粗細(xì)變化的通道。在本發(fā)明實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，連通通道13為中部細(xì)、兩端粗的瓶頸狀連通通道。具體地，連通通道13的截面形狀為圓形，沿氣化區(qū)11指向活化區(qū)12的方向，即圖1中由上至下的方向，連通通道13包括上部縮頸段13a、中部直筒段13b和下部擴(kuò)大段13c，其中，上部縮頸段13a的上端開(kāi)口與氣化區(qū)11連通，上部縮頸段13a的上端開(kāi)口處的通道壁與氣化區(qū)11的內(nèi)筒連接且平滑過(guò)渡，上部縮頸段13a的上端開(kāi)口也是連通通道13的上端開(kāi)口，即氣化區(qū)11的內(nèi)筒的下端向內(nèi)呈圓弧狀收縮，與上部縮頸段15的上端開(kāi)口處的通道壁連接且平滑過(guò)渡，圖1中由上至下的方向，上部縮頸段15的直徑逐漸減小，即上部縮頸段13a呈漏斗狀；中部直筒段13b分別與上部縮頸段13a和下部擴(kuò)大段13c連通，中部直筒段13b的通道壁分別與上部縮頸段13a的通道壁和下部擴(kuò)大段13c的通道壁連接且平滑過(guò)渡，中部直筒段13b的各處的直徑相同；下部擴(kuò)大段13c的下端開(kāi)口與活化區(qū)12連通，下部擴(kuò)大段3c的下端開(kāi)口也是連通通道13的下端開(kāi)口，圖1中由上至下的方向，下部擴(kuò)大段13c的直徑逐漸增大，即下部擴(kuò)大段13c呈倒置的漏斗狀。

原煤在氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)后，生成的半焦和粗煤氣以一定的流速朝向氣化區(qū)11的下方流動(dòng)，半焦和粗煤氣流動(dòng)至氣化區(qū)11的底部時(shí)，其中一部分半焦和粗煤氣在向下流動(dòng)的過(guò)程中與上部縮頸段13a的通道壁接觸，另一部分半焦和粗煤氣則由氣化區(qū)11的中部流動(dòng)至上部縮頸段13a的中部，而不與上部縮頸段13a的通道壁接觸。上述兩部分半焦和粗煤氣中，與上部縮頸段13a的通道壁接觸的半焦和粗煤氣會(huì)沿著上部縮頸段13a的通道壁和氣化區(qū)11內(nèi)壁折回至氣化區(qū)11內(nèi)，參與氣化反應(yīng)；不與上部縮頸段13a的通道壁接觸的半焦和粗煤氣則經(jīng)上部縮頸段13a流動(dòng)至中部直筒段13b，并繼續(xù)流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c，半焦和粗煤氣由中部直筒段13b流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c時(shí)，在中部直筒段13b與下部擴(kuò)大段13c之間的過(guò)渡區(qū)的通道壁的作用下，流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c的半焦和粗煤氣的流速會(huì)降低。

由上述可知，連通通道13為中部細(xì)、兩端粗的瓶頸狀連通通道，半焦和粗煤氣由氣化區(qū)11流動(dòng)至連通通道13的上部區(qū)段時(shí)，與連通通道13的上部區(qū)段的通道壁接觸的半焦和粗煤氣會(huì)折回氣化區(qū)11內(nèi)，參與氣化反應(yīng)，即半焦和粗煤氣由氣化區(qū)11流動(dòng)至連通通道13的上部縮頸段13a時(shí)，與上部縮頸段13a的通道壁接觸的半焦和粗煤氣會(huì)折回氣化區(qū)11內(nèi)，繼續(xù)參與氣化反應(yīng)，使氣化區(qū)11內(nèi)保持較穩(wěn)定的溫度和壓力，防止氣化區(qū)11內(nèi)的溫度和壓力發(fā)生較大的變化，進(jìn)而防止對(duì)原煤的氣化反應(yīng)產(chǎn)生不良影響，并提高原煤轉(zhuǎn)化為半焦的轉(zhuǎn)化率。

另外，連通通道13為中部細(xì)、兩端粗的瓶頸狀連通通道，半焦和粗煤氣由連通通道13的中部區(qū)段流動(dòng)至連通通道13的下部區(qū)段時(shí)，在連通通道13的中部區(qū)段與連通通道13的下部區(qū)段之間的過(guò)渡區(qū)的作用下，流動(dòng)至連通通道13的下部區(qū)段的半焦和粗煤氣的流速會(huì)降低，即半焦和粗煤氣由中部直筒段13b流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c時(shí)，在中部直筒段13b與下部擴(kuò)大段13c之間的過(guò)渡區(qū)的通道壁的作用下，流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c的半焦和粗煤氣的流速會(huì)降低，半焦和粗煤氣由下部擴(kuò)大段13c流動(dòng)至活化區(qū)12內(nèi)時(shí)的流速降低，因而可以使得半焦和粗煤氣在活化區(qū)12內(nèi)與一次活化氣體充分接觸，提高半焦、粗煤氣與一次活化氣體的混合均勻性，提高半焦與一次活化氣體混合發(fā)生一次活化反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)程度，從而改善對(duì)半焦進(jìn)行活化時(shí)的活化效果，同時(shí)，還可以改善一次活化氣體對(duì)粗煤氣的冷卻效果。

再者，連通通道13為中部細(xì)、兩端粗的瓶頸狀連通通道，半焦和粗煤氣由連通通道13的中部區(qū)段流動(dòng)至連通通道13的下部區(qū)段時(shí)，在連通通道13的中部區(qū)段與連通通道13的下部區(qū)段之間的過(guò)渡區(qū)的作用下，流動(dòng)至連通通道13的下部區(qū)段的半焦和粗煤氣的流速會(huì)降低，即半焦和粗煤氣由中部直筒段13b流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c時(shí)，在中部直筒段13b與下部擴(kuò)大段13c之間的過(guò)渡區(qū)的通道壁的作用下，流動(dòng)至下部擴(kuò)大段13c的半焦和粗煤氣的流速會(huì)降低，而半焦的流速降低的程度和粗煤氣的流速降低程度通常不相同，因而流動(dòng)至活化區(qū)12內(nèi)的半焦的流速與流動(dòng)至活化區(qū)12內(nèi)的粗煤氣的流速不同，從而方便將半焦與粗煤氣分離。

在實(shí)際應(yīng)用中，連通通道13的截面形狀可以是圓形、三角形、四邊形或者多邊形，為了防止半焦粘連在連通通道13的通道壁上，連通通道13的截面形狀優(yōu)選為圓形，提高半焦在連通通道13內(nèi)的流動(dòng)性，防止半焦粘連在連通通道13的通道壁上。

在上述實(shí)施例中，連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁可以與活化區(qū)12的爐壁連接并平滑過(guò)渡，連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁也可以不與活化區(qū)12的爐壁連接。在本發(fā)明實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁也可以不與活化區(qū)12的爐壁連接，且連通通道13的下端開(kāi)口伸入活化區(qū)12內(nèi)，即連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁伸入活化區(qū)12內(nèi)，活化區(qū)12的爐壁上設(shè)置有粗煤氣出口16，連通通道13的下端開(kāi)口位于粗煤氣出口16的下方。舉例來(lái)說(shuō)，粗煤氣出口16位于活化區(qū)12的上部的爐壁上，連通通道13的下端開(kāi)口伸入活化區(qū)12內(nèi)，連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁也伸入活化區(qū)12內(nèi)，連通通道13的下端開(kāi)口位于粗煤氣出口16的下方，因而連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁將連通通道13的下端開(kāi)口與粗煤氣出口16隔開(kāi)。

半焦和粗煤氣經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12，與一次活化氣體混合后，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)后生成活性焦中間體，活性焦中間體則繼續(xù)向下流動(dòng)，粗煤氣則經(jīng)粗煤氣出口16通入外部裝置中，由于連通通道13的下端開(kāi)口處的通道壁將連通通道13的下端開(kāi)口與粗煤氣出口16隔開(kāi)，因而可以防止活性焦中間體隨粗煤氣經(jīng)粗煤氣出口16通入外部裝置中，從而增加活性焦收率。

值得指出的是，粗煤氣出口16設(shè)置在活化區(qū)12的爐壁上，粗煤氣經(jīng)粗煤氣出口16通入外部裝置之前，先經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12內(nèi)，并與一次活化氣體接觸并混合，一次活化氣體可以對(duì)粗煤氣進(jìn)行冷卻，經(jīng)一次活化氣體冷卻后的粗煤氣經(jīng)粗煤氣出口16通入外部裝置中，因而可以減少用于冷卻粗煤氣的外部裝置的設(shè)置，降低對(duì)粗煤氣進(jìn)行處理時(shí)的設(shè)備成本。

在上述實(shí)施例中，活化區(qū)12內(nèi)的一次活化噴頭14噴出一次活化氣體，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，一次活化噴頭14的設(shè)置方式可以有多種，例如，一次活化噴頭14可以設(shè)置在氣化區(qū)12的側(cè)面上，一次活化噴頭14位于連通通道13的下端開(kāi)口的下方，一次活化噴頭14的噴射方向朝向連通通道13的下端開(kāi)口的下方，即一次活化噴頭14的噴射方向朝向連通通道13與活化區(qū)12連通的開(kāi)口的下方，一次活化噴頭14噴出一次活化氣體時(shí)，一次活化氣體的流動(dòng)方向與半焦由連通通道13流動(dòng)至活化區(qū)12內(nèi)的流動(dòng)方向呈一定夾角，此時(shí)，可以在在氣化區(qū)12的側(cè)面上設(shè)置多個(gè)一次活化噴頭14，多個(gè)一次活化噴頭14共同圍成一個(gè)環(huán)狀。

在本發(fā)明實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，一次活化噴頭14位于連通通道13的下端開(kāi)口的下方，一次活化噴頭14的噴射方向朝向連通通道13的下端開(kāi)口，且一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體覆蓋連通通道13的下端開(kāi)口。具體地，一次活化噴頭14位于連通通道13的下端開(kāi)口的下方，且一次活化噴頭14的噴射方向朝向連通通道13的下端開(kāi)口，即一次活化噴頭14的噴射面與連通通道13的下端開(kāi)口正對(duì)，一次活化噴頭14噴出一次活化氣體時(shí)，一次活化氣體朝向連通通道13的下端開(kāi)口流動(dòng)，且一次活化氣體流動(dòng)至連通通道13的下端開(kāi)口處時(shí)，一次活化氣體所覆蓋的面積大于連通通道13的下端開(kāi)口的截面面積，即一次活化氣體流動(dòng)至連通通道13的下端開(kāi)口處時(shí)，一次活化氣體可以覆蓋連通通道13的下端開(kāi)口，例如，一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體呈平行狀朝向連通通道13的下端開(kāi)口流動(dòng)，即一次活化氣體朝向連通通道13的下端開(kāi)口流動(dòng)時(shí)的截面面積不變，此時(shí)，一次活化噴頭14的噴射面的面積則大于連通通道13的下端開(kāi)口的截面面積，或者，一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體呈擴(kuò)散狀朝向連通通道13的下端開(kāi)口流動(dòng)，即一次活化氣體朝向連通通道13的下端開(kāi)口流動(dòng)時(shí)的截面面積逐漸增大，此時(shí)，一次活化噴頭14的噴射面的面積可小于連通通道13的下端開(kāi)口的截面面積。值得指出的是，一次活化噴頭14可以包括一個(gè)噴嘴，也可以包括多個(gè)噴嘴。

當(dāng)半焦和粗煤氣經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12時(shí)，由于一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體覆蓋連通通道13的下端開(kāi)口，因而半焦和粗煤氣在連通通道13的下端開(kāi)口處與一次活化氣體充分接觸并混合在一起，從而可以改善對(duì)半焦進(jìn)行活化時(shí)的活化程度，并改善一次活化氣體對(duì)粗煤氣進(jìn)行冷卻時(shí)的冷卻效果。

一次活化噴頭14位于連通通道13的下端開(kāi)口的下方，一次活化噴頭14的噴射方向朝向連通通道13的下端開(kāi)口，且一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體覆蓋連通通道13的下端開(kāi)口，因而一次活化噴頭14可以朝向連通通道13的下端開(kāi)口噴出一次活化氣體，使連通通道13的下端開(kāi)口處一次活化氣體占粗煤氣的局部體積分?jǐn)?shù)增加，從而提高對(duì)半焦進(jìn)行活化時(shí)的活化程度，例如，一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體為水蒸汽時(shí)，通過(guò)調(diào)整一次活化噴頭14的噴射量，以使連通通道13的下端開(kāi)口處水蒸汽占粗煤氣的局部體積分?jǐn)?shù)大于45％，提高對(duì)半焦進(jìn)行活化時(shí)的活化程度。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在本發(fā)明實(shí)施例中，一次活化噴頭14與連通通道13的下端開(kāi)口之間具有間距。當(dāng)半焦和粗煤氣經(jīng)連通通道13通入活化區(qū)12時(shí)，半焦在連通通道13的下端開(kāi)口處與一次活化氣體充分接觸，并發(fā)生一次活化反應(yīng)后生成活性焦中間體，由于一次活化噴頭14與連通通道13的下端開(kāi)口之間具有間距，因而可以方便活性焦中間體繼續(xù)向下流動(dòng)，并降低一次活化氣體對(duì)活性焦中間體向下流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的阻力。

在實(shí)際應(yīng)用，一次活化噴頭14與連通通道13的下端開(kāi)口之間的間距可以根據(jù)煤氣化爐10的活化區(qū)12的尺寸進(jìn)行設(shè)定，例如，對(duì)于較大尺寸的活化區(qū)12，一次活化噴頭14與連通通道13的下端開(kāi)口之間的間距可以設(shè)定在0.2m或0.2m以上，對(duì)于較小尺寸的活化區(qū)12，一次活化噴頭14與連通通道13的下端開(kāi)口之間的間距可以設(shè)定在0.2m或者0.2m以下?；罨瘏^(qū)12的尺寸根據(jù)活化區(qū)12的形狀具有不同的意義，例如，活化區(qū)12為圓柱狀活化區(qū)時(shí)，活化區(qū)12的尺寸包括活化區(qū)12的直徑、高度和長(zhǎng)細(xì)比。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在本發(fā)明實(shí)施例中，二次活化噴頭15為通氣錐，通氣錐設(shè)置在活化區(qū)12的底部，通氣錐的錐底朝向活化區(qū)12，且通氣錐的錐底的邊緣與活化區(qū)12的爐壁貼合；通氣錐的錐頂設(shè)置有活性焦下料口18。具體地，二次活化噴頭15可以為設(shè)置活化區(qū)12的底部的通氣錐，通氣錐包括錐狀殼、氣腔和氣孔，氣腔環(huán)繞錐狀殼的外部設(shè)置，氣孔的數(shù)量通常為多個(gè)，多個(gè)氣孔均勻設(shè)置在錐狀殼上，且多個(gè)氣孔分別與氣腔連通；通氣錐的錐底朝向活化區(qū)12，即通氣錐倒置，通氣錐的錐底朝向圖1中的上方，且通氣錐的錐底的邊緣與活化區(qū)12的爐壁貼合，即通氣錐的錐狀殼的底部與活化區(qū)12的爐壁貼合；通氣錐的錐頂設(shè)置有活性焦下料口。通氣錐噴出二次活化氣體時(shí)，二次活化氣體先通入通氣錐的氣腔內(nèi)，然后經(jīng)氣腔通入氣孔中，然后經(jīng)氣孔通入活化區(qū)12內(nèi)。

半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)后生成活性焦中間體，活性焦中間體朝向活化區(qū)12的底部流動(dòng)，并在活化區(qū)12的底部堆積，即活性焦中間體在通氣錐的錐狀殼內(nèi)堆積，且堆積高度逐漸增加，活性焦中間體與通氣錐朝向活化區(qū)12內(nèi)噴出的二次活化氣體接觸，并與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。由于通氣錐的多個(gè)氣孔均勻分布在錐狀殼上，因而活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積時(shí)，可以與二次活性氣體充分接觸，從而提高活性焦中間體的活化程度，改善活性焦的質(zhì)量。

將二次活化噴頭15設(shè)置為通氣錐，并在通氣錐的錐頂設(shè)置活性焦下料口18，活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積，并與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦，活性焦經(jīng)活性焦下料口18通入外部設(shè)備，由于通氣錐倒置，因而活性焦可以順利地經(jīng)活性焦下料口18通入外部設(shè)備。

通氣錐的錐底的邊緣與活化區(qū)12的爐壁貼合，可以防止活性焦中間體流動(dòng)至通氣錐的外部，從而防止活性焦的制備數(shù)量減少，減少活性焦中間體的浪費(fèi)，并防止煤氣化爐10在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障。

在上述實(shí)施例中，通氣錐的錐面與水平面之間的夾角大于活性焦的安息角。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，通氣錐的錐面與水平面之間的夾角為β，通氣錐的錐面與水平面之間的夾角β大于活性焦的安息角，活性焦中間體的安息角通常與活性焦的安息角相當(dāng)，活化區(qū)12的底部堆積的活化焦中間體的高度超過(guò)通氣錐的高度時(shí)，通氣錐的每個(gè)氣孔噴出的二次活化氣體均可以與活性焦中間體接觸，從而可以提高通氣錐噴出的二次活化氣體的利用率。

在上述實(shí)施例中，經(jīng)粗煤氣出口16通入外部設(shè)備的粗煤氣中可能會(huì)夾雜部分活性焦中間體，為了減少活性焦中間體的浪費(fèi)，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在本發(fā)明實(shí)施例中，活化區(qū)12的爐壁上還設(shè)置有分離進(jìn)料口17，分離進(jìn)料口17位于一次活化噴頭14的下方，且分離進(jìn)料口17位于二次活化噴頭15的上方。經(jīng)粗煤氣出口16通入外部設(shè)備的粗煤氣流經(jīng)外部設(shè)備的分離裝置時(shí)，在分離裝置的作用下，將夾雜在粗煤氣中的活性焦中間體分離出來(lái)，并經(jīng)分離進(jìn)料口17通入活化區(qū)12內(nèi)，從粗煤氣中分離出來(lái)的活性焦中間體在活化區(qū)12內(nèi)與二次活化氣體接觸，并發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦，從而減少了活性焦中間體的浪費(fèi)，提高了活性焦中間體的收率，進(jìn)而提高了活性焦的收率。

在本發(fā)明實(shí)施例中，煤氣化爐10上設(shè)置有料位測(cè)量裝置，料位測(cè)量裝置用于測(cè)量活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積的高度。通過(guò)料位測(cè)量裝置檢測(cè)活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積的高度，并通過(guò)對(duì)原煤在物料入口11a處的進(jìn)料速度以及活性焦在活性焦下料口18的下料速度分別進(jìn)行調(diào)整，可以使活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積的高度保持穩(wěn)定，使得活性焦中間體與二次活化氣體充分接觸，并保證活性焦中間體與二次活化氣體接觸的時(shí)間，從而提高對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)的活化程度，提高活性焦的質(zhì)量。另外，通過(guò)料位測(cè)量裝置檢測(cè)活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積的高度，并通過(guò)對(duì)原煤在物料入口11a處的進(jìn)料速度以及活性焦在活性焦下料口18的下料速度分別進(jìn)行調(diào)整，使活性焦中間體在活化區(qū)12的底部堆積的高度高于分離進(jìn)料口17與活化區(qū)12的底部之間的高度，即活性焦中間體覆蓋分離進(jìn)料口17，從而可以防止通氣錐噴出的二次活化氣體經(jīng)分離進(jìn)料口17流出活化區(qū)12外。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種煤氣化系統(tǒng)，所述煤氣化系統(tǒng)包括如上述實(shí)施例提供的煤氣化爐10。

所述煤氣化系統(tǒng)與上述煤氣化爐相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)相同，在此不再贅述。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化系統(tǒng)還包括旋風(fēng)分離器20，旋風(fēng)分離器20的氣體入口與煤氣化爐10的粗煤氣出口16連通，旋風(fēng)分離器20的固體出口與煤氣化爐10的分離進(jìn)料口17連通。原煤在煤氣化爐10的氣化區(qū)11內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)生成半焦和粗煤氣，半焦和粗煤氣經(jīng)煤氣化爐10的連通通道13通入煤氣化爐10的活化區(qū)12，并在活化區(qū)12內(nèi)與一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體混合，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體，粗煤氣與一次活化氣體接觸，一次活化氣體對(duì)粗煤氣進(jìn)行冷卻，粗煤氣的溫度下降至700℃～900℃，溫度下降的粗煤氣經(jīng)粗煤氣出口16通入旋風(fēng)分離器20中，旋風(fēng)分離器20將夾雜在粗煤氣中的活性焦中間體分離出來(lái)，分離出來(lái)的活性焦中間體則經(jīng)分離進(jìn)料口17通入活化區(qū)12內(nèi)，并與二次活化噴頭15噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

旋風(fēng)分離器20的設(shè)置，將夾雜在粗煤氣中的活性焦中間體分離出來(lái)，活性焦中間體經(jīng)分離進(jìn)料口17通入活化區(qū)12內(nèi)，參與二次活化反應(yīng)，生成活性焦，從而減少了活性焦中間體的浪費(fèi)，提高了活性焦中間體的收率，進(jìn)而提高了活性焦的收率。另外，旋風(fēng)分離器20將夾雜在粗煤氣中的活性焦中間體分離出來(lái)，降低了粗煤氣中的含塵量，從而可以提高從粗煤氣中提取的焦油等產(chǎn)品的質(zhì)量。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，所述煤氣化系統(tǒng)還包括廢鍋30和汽包40，其中，廢鍋30包括依次連通在旋風(fēng)分離器20的氣體出口的過(guò)熱段31和飽和段32，過(guò)熱段31設(shè)置有過(guò)熱段蒸汽入口和過(guò)熱蒸汽出口，飽和段32設(shè)置有飽和段液體入口和飽和蒸汽出口；汽包40設(shè)置有汽包液體出口、汽包蒸汽出口和汽包蒸汽入口；飽和段液體入口與汽包液體出口連通，飽和蒸汽出口與汽包蒸汽入口連通，過(guò)熱段蒸汽入口與汽包蒸汽出口連通；過(guò)熱蒸汽出口分別與煤氣化爐10的一次活化噴頭14和煤氣化爐10的二次活化噴頭15連通，汽包蒸汽出口分別與煤氣化爐10的一次活化噴頭14和煤氣化爐10的二次活化噴頭15連通。

具體地，廢鍋30包括過(guò)熱段31和飽和段32，過(guò)熱段31和飽和段32依次連通在旋風(fēng)分離器20的氣體出口，旋風(fēng)分離器20的氣體出口流出的粗煤氣依次流經(jīng)廢鍋30的過(guò)熱段31和飽和段32；過(guò)熱段31設(shè)置有過(guò)熱段蒸汽入口和過(guò)熱蒸汽出口，飽和段32設(shè)置有飽和段液體入口和飽和蒸汽出口；汽包40設(shè)置有汽包液體出口、汽包蒸汽出口和汽包蒸汽入口；飽和段32的飽和段液體入口與汽包40的汽包液體出口通過(guò)管道連通，飽和段32的飽和蒸汽出口與汽包40的汽包蒸汽入口通過(guò)管道連通，過(guò)熱段31的過(guò)熱段蒸汽入口與汽包40的汽包蒸汽出口通過(guò)管道連通；過(guò)熱蒸汽出口分別與煤氣化爐10的一次活化噴頭14和煤氣化爐10的二次活化噴頭15連通，汽包蒸汽出口分別與煤氣化爐10的一次活化噴頭14和煤氣化爐10的二次活化噴頭15連通。

當(dāng)上述煤氣化系統(tǒng)工作時(shí)，流經(jīng)旋風(fēng)分離器20后的粗煤氣依次通入廢鍋30的過(guò)熱段31和飽和段32內(nèi)，汽包40中的水依次經(jīng)汽包液體出口和飽和段液體入口通入廢鍋30的飽和段32，流經(jīng)飽和段32的粗煤氣與飽和段32中的水換熱，獲得飽和水蒸汽；飽和水蒸汽依次經(jīng)飽和蒸汽出口和汽包蒸汽入口通入汽包40內(nèi)，飽和水蒸汽依次經(jīng)汽包蒸汽出口和過(guò)熱段蒸汽入口通入過(guò)熱段31內(nèi)，飽和水蒸汽還可以經(jīng)汽包蒸汽出口通向一次活化噴頭14和二次活化噴頭15中；通入過(guò)熱段31內(nèi)的飽和水蒸汽與流經(jīng)過(guò)熱段31的粗煤氣換熱，獲得過(guò)熱水蒸汽；過(guò)熱水蒸汽經(jīng)過(guò)熱蒸汽出口分別通向一次活化噴頭14或/和二次活化噴頭15中，與由汽包40的汽包蒸汽出口通向一次活化噴頭14和二次活化噴頭15中的飽和水蒸汽混合，通過(guò)分別調(diào)節(jié)通向一次活化噴頭14的飽和水蒸汽的流速和過(guò)熱水蒸汽的流速，可以調(diào)節(jié)一次活化噴頭14噴出的一次活化氣體的流速和溫度，通過(guò)分別調(diào)節(jié)通向二次活化噴頭15的飽和水蒸汽的流速和過(guò)熱水蒸汽的流速，可以調(diào)節(jié)二次活化噴頭15噴出的二次活化氣體的流速和溫度。

流經(jīng)旋風(fēng)分離器20后的粗煤氣依次通入過(guò)熱段31和飽和段32中，并依次與過(guò)熱段31中的水蒸汽和飽和段32中的水換熱，粗煤氣流經(jīng)廢鍋30后，粗煤氣的溫度由700℃～900℃降至400℃左右，然后經(jīng)廢鍋30的煤氣出口通入粗煤氣后處理裝置60中，粗煤氣后處理裝置60可以包括燃?xì)馐占b置、油品提取裝置等。

廢鍋30和汽包40的設(shè)置，利用粗煤氣的熱量獲取不同品位的水蒸汽，水蒸汽可以作為一次活化氣體的原料氣體，以及二次活化氣體的原料氣體，還可以用作它用，例如，供暖、發(fā)電等，從而減少了煤氣化系統(tǒng)中的能源浪費(fèi)。

另外，廢鍋30和汽包40的設(shè)置，利用粗煤氣的熱量獲取不同品位的水蒸汽，水蒸汽作為一次活化氣體的原料氣體，以及二次活化氣體的原料氣體，可以減少用于制備水蒸汽的設(shè)備的設(shè)置，從而降低煤氣化系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

上述實(shí)施例中，汽包40上可以設(shè)置兩個(gè)汽包蒸汽出口，一個(gè)汽包蒸汽出口與過(guò)熱段31的過(guò)熱段蒸汽入口連通，另一個(gè)汽包蒸汽出口分別與一次活化噴頭14和二次活化噴頭15連通。

值得一提的是，在上述實(shí)施例中，通過(guò)分別調(diào)節(jié)通向一次活化噴頭14或/和二次活化噴頭15的過(guò)熱水蒸汽和飽和水蒸汽的混合比例，例如，可以分別調(diào)節(jié)通向一次活化噴頭14的過(guò)熱水蒸汽和飽和水蒸汽的流速，或/和，分別調(diào)節(jié)通向二次活化噴頭15的過(guò)熱水蒸汽和飽和水蒸汽的流速，以獲取具有不同溫度的水蒸汽，調(diào)整通入活化區(qū)12內(nèi)的一次活化氣體的溫度和二次活化氣體的溫度，進(jìn)而調(diào)整一次活化反應(yīng)的溫度和二次活化反應(yīng)的溫度，以使一次活化反應(yīng)的溫度和二次活化反應(yīng)的溫度均處于適宜的溫度范圍內(nèi)，例如，使一次活化反應(yīng)的溫度處于700℃～900℃的范圍內(nèi)，如一次活化反應(yīng)的溫度為700℃，或者，800℃，或者，900℃；使二次活化反應(yīng)的溫度處于600℃～850℃的范圍內(nèi)，如二次活化反應(yīng)溫度為600℃，或者，700℃，或者，850℃。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化系統(tǒng)還包括冷卻罐50，冷卻罐50與煤氣化爐10的活性焦下料口18連通。活性焦中間體在活化區(qū)12的底部與二次活化氣體接觸并發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦，活性焦經(jīng)活性焦下料口18通入冷卻罐50中，在冷卻罐50中被冷卻，使活性焦的溫度下降，以便于活性焦的收集，收集的活性焦可以經(jīng)過(guò)包裝后以便出售，或者，收集的活性焦也可以就地使用，例如，收集的活性焦通入水處理裝置、煙氣脫硫裝置等，對(duì)污水、煙氣等進(jìn)行處理，以減小環(huán)境污染。冷卻罐50的設(shè)置，對(duì)由煤氣化爐10中排出的活性焦進(jìn)行冷卻，以方便對(duì)活性焦進(jìn)行收集和后處理。

值得指出的是，冷卻罐50與活性焦下料口18可以通過(guò)管道連通，活性焦由活性焦下料口18經(jīng)管道通入冷卻罐50時(shí)，為防止活性焦粘附在管道的內(nèi)壁上而造成管道的堵塞，可以在管道內(nèi)設(shè)置吹氣口，吹氣口可以通入氮?dú)猓ㄟ^(guò)吹氣口吹出氮?dú)?，以防止活性焦粘附在管道的?nèi)壁上，從而防止管道的堵塞。

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種活性焦的制備方法，應(yīng)用于上述實(shí)施例提供的煤氣化系統(tǒng)中，包括：

步驟100、原煤在煤氣化爐的氣化區(qū)發(fā)生氣化反應(yīng)，生成半焦；

步驟200、半焦與煤氣化爐的一次活化噴頭噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體；

步驟300、活性焦中間體與煤氣化爐的二次活化噴頭噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

舉例來(lái)說(shuō)，原煤在煤氣化爐的氣化區(qū)發(fā)生加氫氣化反應(yīng)，煤氣化爐的氣化區(qū)與現(xiàn)有技術(shù)中煤加氫氣化爐的爐腔類(lèi)似，制備活性焦時(shí)，可以先開(kāi)啟噴嘴、一次活化噴頭和二次活化噴頭，噴嘴開(kāi)啟后，原煤和氣化劑同時(shí)通入煤氣化爐的氣化區(qū)內(nèi)，氣化劑包括氫氣和氧氣，原煤與氣化劑接觸并發(fā)生加氫氣化反應(yīng)，生成粗煤氣和半焦，原煤與氣化劑發(fā)生加氫氣化反應(yīng)時(shí)的溫度可以為850℃～1000℃，壓力可以為5MPa～10MPa；粗煤氣和半焦經(jīng)煤氣化爐中的連通通道由氣化區(qū)通入活化區(qū)內(nèi)，半焦與一次活化噴頭噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體，一次活化氣體可以為水蒸汽，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)時(shí)的溫度可以為700℃～900℃；活性焦中間體與二次活化噴頭噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦，二次活化氣體可以為二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體混合形成的混合氣體，活性焦中間體與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)的溫度可以為600℃～850℃。

或者，原煤在煤氣化爐的氣化區(qū)發(fā)生熱解反應(yīng)，煤氣化爐的氣化區(qū)與現(xiàn)有技術(shù)中煤熱解爐的爐腔類(lèi)似，制備活性焦時(shí)，可以先開(kāi)啟物料入口、氣化劑入口、一次活化噴頭和二次活化噴頭，物料入口和氣化劑入口開(kāi)啟后，原煤和熱介質(zhì)同時(shí)通入煤氣化爐的氣化區(qū)內(nèi)，熱介質(zhì)可以為惰性氣體例如氮?dú)?，或者，惰性氣體與可燃?xì)怏w例如煙氣混合形成的混合氣體，原煤與熱介質(zhì)接觸，原煤在氣化區(qū)內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)，生成粗煤氣和半焦，原煤發(fā)生熱解反應(yīng)時(shí)的溫度可以為800℃～1000℃；粗煤氣和半焦經(jīng)煤氣化爐中的連通通道由氣化區(qū)通入活化區(qū)內(nèi)，半焦與一次活化噴頭噴出的一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)，生成活性焦中間體，一次活化氣體可以為水蒸汽，半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)時(shí)的溫度可以為700℃～900℃；活性焦中間體與二次活化噴頭噴出的二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦，二次活化氣體可以為二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體混合形成的混合氣體，活性焦中間體與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)的溫度可以為600℃～850℃。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于方法實(shí)施例而言，由于其基本相似于裝置實(shí)施例和系統(tǒng)實(shí)施例，所以描述得比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)裝置實(shí)施例和系統(tǒng)實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

在上述實(shí)施例中，一次活化氣體可以為水蒸汽，水蒸汽與半焦混合后，在半焦內(nèi)進(jìn)行造孔，因而半焦與一次活化氣體發(fā)生一次活化反應(yīng)后，生成的活性焦中間體內(nèi)具有豐富的孔隙，呈微孔結(jié)構(gòu)，為制備活性焦提供條件。

一次活化氣體中的水蒸汽為飽和水蒸汽或過(guò)熱水蒸汽，可以提高水蒸汽在連通通道的下端開(kāi)口處的局部體積分?jǐn)?shù)，例如，水蒸汽在連通通道的下端開(kāi)口處的局部體積分?jǐn)?shù)可達(dá)到45％以上，在連通通道的下端開(kāi)口處形成局部高濃度水蒸汽區(qū)，使半焦、粗煤氣和水蒸汽充分接觸，從而提高對(duì)半焦進(jìn)行活化的活化程度，以及改善對(duì)粗煤氣進(jìn)行冷卻的冷卻效果。經(jīng)過(guò)水蒸汽冷卻后，粗煤氣的溫度可以降至700℃～900℃，此時(shí)，半焦與水蒸汽發(fā)生一次活化反應(yīng)的溫度也為700℃～900℃。

上述實(shí)施例中，二次活化氣體可以包括二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體，活性焦中間體與二次活化氣體中的二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體接觸并混合，二氧化碳對(duì)活性焦中間體中的孔隙進(jìn)行擴(kuò)孔，即二氧化碳使活性焦中間體中的孔隙擴(kuò)大，水蒸汽則在活性焦中間體內(nèi)進(jìn)行造孔，以增加生成的活性焦內(nèi)的孔隙的數(shù)量，惰性氣體則用于疏松活性焦中間體和活性焦，防止活性焦中間體和活性焦在活化區(qū)12的底部壓實(shí)，進(jìn)而防止對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)的活化程度產(chǎn)生不良影響，并改善活性焦排出便利性?；钚越怪虚g體與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)的溫度可以為600℃～850℃。

在二次活化氣體中，惰性氣體在二次活化反應(yīng)中所起到的作用為疏松活性焦，防止活性焦在活化區(qū)12的底部壓實(shí)，因而惰性氣體在二次活化氣體中的體積分?jǐn)?shù)不能過(guò)高，也不能過(guò)低，防止惰性氣體在二次活化氣體中的體積分?jǐn)?shù)過(guò)高導(dǎo)致二氧化碳和水蒸汽的體積分?jǐn)?shù)較低，防止對(duì)二次活化反應(yīng)產(chǎn)生不良影響，同時(shí)防止惰性氣體在二次活化氣體中的體積分?jǐn)?shù)過(guò)低而導(dǎo)致惰性氣體對(duì)活性焦中間體和活性焦的疏松效果較差，根據(jù)上述分析，二次活化氣體中，惰性氣體的體積分?jǐn)?shù)可以為14.29％～15.38％，惰性氣體可以為氬氣、氖氣、氮?dú)獾龋诒景l(fā)明實(shí)施例中，惰性氣體優(yōu)選為氮?dú)?，在保證對(duì)活性焦中間體和活性焦的疏松效果的同時(shí)，還可以降低成本。

在二次活化氣體中，二氧化碳使活性焦中間體中的孔隙擴(kuò)大，水蒸汽則在活性焦中間體內(nèi)進(jìn)行造孔，即二氧化碳和水蒸汽參與二次活化反應(yīng)，且二氧化碳與水蒸汽協(xié)同作業(yè)，使對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化后生成的活性焦具有豐富的孔隙。為了提高對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)活化程度，即為了提高活性焦的質(zhì)量，二氧化碳在二次活化氣體中所占的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該比水蒸汽在二次活化氣體中所占的體積分?jǐn)?shù)低，且二氧化碳與水蒸汽的體積比不應(yīng)過(guò)高，也不應(yīng)過(guò)低，以防止二氧化碳過(guò)多導(dǎo)致水蒸汽減少，進(jìn)而防止活性焦的孔隙數(shù)量降低，同時(shí)防止二氧化碳過(guò)少而導(dǎo)致水蒸汽增加，進(jìn)而防止活性焦中間體的孔隙未被充分?jǐn)U大而導(dǎo)致水蒸汽的浪費(fèi)，根據(jù)上述分析，二次活化氣體中二氧化碳與水蒸汽的體積比可以為1:5～3:8，在此范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)二氧化碳和水蒸汽的協(xié)同作用下，提高對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)活化程度，使活性焦的孔隙的數(shù)量增加，提高活性焦的質(zhì)量。

根據(jù)上述分析，在二次活化氣體中，二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體的體積比可以為1:5:1～3:8:2，例如，二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體的體積比可以為1:5:1，或者，水蒸汽和惰性氣體的體積比也可以為2:6:1，或者，水蒸汽和惰性氣體的體積比也可以為3:8:2。二氧化碳、水蒸汽和惰性氣體的體積比為1:5:1～3:8:2，可以提高對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)活化程度，提高活性焦的質(zhì)量，同時(shí)改善對(duì)活性焦中間體和活性焦的疏松效果，方便活性焦的排出。

上述實(shí)施例中，一次活化氣體和二次活化氣體中的水蒸汽可以由外部設(shè)備提供。在本發(fā)明實(shí)施例中，一次活化氣體和二次活化氣體中的水蒸汽可以利用粗煤氣的熱量獲取，例如，將粗煤氣由煤氣化爐的粗煤氣出口引出后，通入廢鍋中，通過(guò)廢鍋和汽包的協(xié)同作用，即可獲取具有不同品位的水蒸汽，利用粗煤氣的熱量獲取的水蒸汽則可以作為一次活化氣體和二次活化氣體的原料氣體。

活性焦中間體與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)時(shí)，活性焦中間體與二次活化氣體的質(zhì)量比不大于1:1，此時(shí)，活性焦中間體可以與二次活化氣體充分接觸并混合，二次活化氣體中的二氧化碳和水蒸汽充斥在活性焦中間體的孔隙內(nèi)，以對(duì)活性焦中間體的孔隙進(jìn)行擴(kuò)大并在活性焦中間體上進(jìn)行造孔，以改善對(duì)活性焦中間體進(jìn)行活化時(shí)的活化效果，增加活性焦的孔隙數(shù)量，進(jìn)而提高活性焦的質(zhì)量。

上述實(shí)施例中，將粗煤氣由煤氣化爐的粗煤氣出口引出時(shí)，粗煤氣中可能會(huì)夾雜部分活性焦中間體，因而可以將由煤氣化爐的粗煤氣出口引出的粗煤氣先通入旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器將夾雜在粗煤氣中活性焦中間體分離出來(lái)，然后將從粗煤氣中分離出來(lái)的活性焦中間體由煤氣化爐的分離進(jìn)料口通入活化區(qū)內(nèi)，從粗煤氣中分離出來(lái)的活性焦中間體與活化區(qū)內(nèi)的活性焦中間體混合，并與二次活化氣體發(fā)生二次活化反應(yīng)，生成活性焦。

在本發(fā)明實(shí)施例中，煤氣化爐的活性焦下料口與冷卻罐連通，活性焦的制備完成后，活化區(qū)內(nèi)的活性焦經(jīng)活性焦下料口通入冷卻罐中，活性焦在冷卻罐中被冷卻后，排出冷卻罐，實(shí)現(xiàn)活性焦的收集。

在上述實(shí)施方式的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。