[实用新型]一种两段式气流床固态排渣气化装置

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及含碳原料生产煤气的气化装置，具体涉及两段式气流床固态排渣气化装置。 

背景技术

煤炭气化是煤炭清洁高效转化的关键技术，并随着煤制油煤化工项目的建设而得到迅速发展。煤炭气化技术中的移动床、流化床和气流床气化各有优缺点，均在我国得到不同程度的工业应用。对大规模的煤制油化工项目，气流床气化技术因其气化能力高、环境友好而得到了更多的应用，也是目前国内开发的重点领域之一。 

其中，气流床气化的共同特点是高温、加压、入料粒度细，但因为进料形式、炉壳内衬、烧嘴数量及布置迥异，因此形成了不同技术风格。国外的气流床气化技术包括考伯斯-托切克气化炉（K-T炉）、GE/Texaco炉（GE-德士古公司）、Shell炉（壳牌公司）、Prenflo炉（加压气流床气化工艺，Pressure Entrained Flow Gasification）、GSP炉（杰斯菲克公司）、E-gas炉（康菲公司）、三菱炉（三菱公司）等。国内的气流床气化技术包括华东理工大学开发的对置式多喷嘴、西安热工院开发的两段式干粉气化、清华大学开发的非熔渣熔渣气化、航天炉、多原料浆、神华集团开发的多喷嘴气化等气流床气化技术。 

气流床气化技术按照进料方式大体可分为干粉进料和水煤浆进料两种方式，均已实现工业化。在国外主要用于整体煤气化联合循环（IGCC）发电、生产化产等，也有规划拟用于煤制油、天然气生产。国内主要用于煤制油、煤化工项目。水煤浆气化炉具有压力高、造价相对低、炉型结构简单等特点，但煤种适应性不强、温度低。干煤粉气化炉的煤种适应性广、效率高，但系统相对复杂、造价更高。 

目前商业化使用的气流床气化炉均采用了液态排渣方式，因此操作温度必须大于灰渣的流动温度（FT）50-150℃以上。而国内山西、河南、安徽和山东等地均存在 一些高灰分含量高流动温度（FT）的煤种，有的甚至达到1600-1700℃，且有些煤种即使加入助熔剂仍无法将流动温度（FT）降至1400℃以下。这些煤种如使用液态排渣气化技术，则为使灰渣液化需要消耗大量的氧气，增加运行成本，另外很高的操作温度将导致耐火材料的损坏，存在一定风险。而如采用干法排灰技术则可以在相对低的温度下操作，减少氧气消耗量。但因煤质相对较差，灰分含量高，如温度过低，则将使灰渣含碳量增加，降低碳转化率。为此，迫切需要开发一种既能干法排灰又能保证较高碳转化率的两段式气流床气化炉。 

目前的国内的气流床两段炉主要有清华大学开发的非熔渣-熔渣工艺热壁炉和西北热工院开发的两段炉技术，国外有E-gas两段式水煤浆气化技术和三菱气化技术等。但这些气化技术目前商业化后均采用了液态排渣技术，适合流动温度FT较低（或添加助熔剂可降低FT）的煤。而其申请的有关干法排灰技术如中国实用新型专利CN201065399Y和中国发明专利申请号200710017906.4等均没有提到二次补燃和气化的问题。 

为此，对于新的适合高灰熔点干法排灰的气化技术具有持续的需要，以克服现有技术所存在的因煤质相对较差，灰分含量高，如温度过低，则将使灰渣含碳量增加，降低碳转化率等问题。 

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种新型适合高灰熔点干法排灰的气化技术，以克服现有技术所存在的因煤质相对较差，灰分含量高，如温度过低，则将使灰渣含碳量增加，降低碳转化率等缺点。 

因此，在一个方面，本实用新型提供了一种两段式气流床固态排渣气化装置，包括： 

承压外壳，在承压外壳内部设置有耐热衬里，承压外壳与其内设置的耐热衬里具有上部区段、下部区段、位于上部区段与下部区段之间的第一缩颈部、以及位于下部区段下方的第二缩颈部；以及 

激冷及煤气排出室，激冷及煤气排出室设置于承压外壳的下部，并通过第二缩颈部与承压外壳的下部区段联通，激冷及煤气排出室具有激冷水进口煤气出口，和下排渣口； 

其中，承压外壳与其内设置的耐热衬里的上部区段构成一段煤燃烧/气化反应室，并且在一段煤燃烧/气化反应室顶部设置有第一煤和气化剂烧嘴，在一段煤燃烧/气化反应室的承压外壳侧面的同一水平面上对称设置多个第二煤/气化剂烧嘴， 

承压外壳与其内设置的耐热衬里的下部区段构成第二段补充燃烧气化室，并且在第二段补充燃烧气化室的承压外壳侧面的同一水平面上对称设置至少两个氧气或少量气化剂烧嘴，至少两个氧气或少量气化剂烧嘴在第二段补充燃烧气化室内部处于水平或斜向上的方向， 

一段煤燃烧/气化反应室和第二段补充燃烧气化室通过第一缩颈部联通。