[实用新型]一种型煤高温高压气化特性评价装置

说明书

技术领域

本实用新型所涉及的技术领域为化学工程与化工工艺，主要针对以型煤等为原料的气化工程领域。可对型煤进行气化特性的评价，考察反应温度、压力、气化剂流量等对型煤气化后气体组成、焦油产率、气化反应性、飞灰带出物、灰渣状态等的影响。 

背景技术

煤炭经过开采、洗选，特别是经过混配等加工后，其工艺性质得到了优化，但所得产品多伴有大量粉煤。对于一些需要使用块煤的用户（如层燃锅炉、常压固定床气化炉、鲁奇加压气化炉、炼钢炉等），则需要将粉煤加工成“型煤”。 

气化型煤应用于鲁奇高温高压气化炉将是未来发展的重要方向之一。目前在鲁奇炉上试烧型煤，从运行效果看，依然存在严重问题，诸如型煤粉化、偏烧及灰层不能保持等情况。其根本原因是制备的型煤没有经过小试装置进行充分评价，造成气化过程出现较多问题。鲁奇气化炉采用高温（1200℃）高压（3-5MPa）操作条件，所以需要在高温高压下对型煤进行评价，相应的设备材质及工艺问题需要解决。 

综上所述，开发型煤高温、加压气化评价装置对型煤应用于鲁奇气化至关重要，本实用新型解决了部分相关技术问题，能够模拟鲁奇气化的过程并对型煤进行性能评价。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供型煤加压气化小试评价装置，以实现型煤在实验室阶段的充分评价，从而准确的为工业化生产提供所需的性能参数。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种型煤高温高压气化特性评价装置，由三段加热炉、气化反应器、飞灰捕集器、焦油酚水冷却器、液体收集器五部分组成。 

各部分部件的连接关系如下：三段加热炉为开闭式，整个炉体固定在台架上；气化反应器内设置型煤托架，装填型煤后，通过上旋钮式密封螺丝卡在炉体上端而固定，热电偶插在热电偶套管内，整体固定在反应器下端，在气化反应器底部设置气体气化剂进口管和液态水进水管，在顶部设置粗煤气出口管。粗煤气依次经过飞灰捕集器，液体冷却器后，通过背压阀放空或者收集气化气体进行气相分析测试；反应完毕后，可通过飞灰捕集器下端的旋塞阀收集气化过程产生的飞灰，通过液体收集器底部的球阀收集反应后剩余的液体，进行相应的分析测试。 

所述三段控温加热炉为开闭式，方便反应器装卸；三段反应炉分别由三个独立模块的程序温控表进行温度精准控制，可以实现每段不同加热温度的设置。 

所述的气化反应器由INCOLOY800H材质加工而成，具有耐高温高压、抗腐蚀性能。 

气化炉中心区域测温系统由热电偶、热电偶套管和温度显示表构成，由于反应中心压力高，热电偶不能直接探测，因此以INCOLOY800H材质加工成热电偶套管和反应器管连接，热电偶插在套管内，使热电偶处于常压状态。 

气化剂供给系统包括气体气化剂供给管路和水蒸气供给管路，气体气化剂（O₂、CO₂）供给系统由质量流量计、高压气瓶和必要的管线阀门组成，可以精准调节气化过程中气化剂的流量；水蒸气供给管路由柱塞泵、氧化铝瓷球和必要的管线和阀门组成，可以实现水蒸气以液态的方式进入和定量，操作简单安全。 

所述样品进料和收集托架由INCOLOY800H材质加工而成，包括带孔圆形托盘和提手。使用该托架可方便将型煤放置于气化反应炉管中，并且在反应后可将灰渣整体提出反应器，不破坏灰渣在反应炉内的状态，以便分析型煤在加压气化后的灰渣状态。 

所述飞灰捕集器是一种根据旋风除尘原理制作的上端柱状下端锥状的耐压保温容器，在气化气体进口管上端排布有筛网，对飞灰进行粗过滤，锥底安装阀门，气化完毕后可打开阀门收集气化过程中飞灰。 

所述气液分离器由液体冷却器和液体收集器构成，液体冷却器内部安装耐压盘管，盘管内通过收集飞灰后的气化产物，盘管外部通过循环冷却水，液体收集器为耐压不锈钢容器，底部安装球阀，进收集器液体管口在距离收集器底部三分之二处，防止冷凝后液体被气体携带出收集器。 

综上所述，该种型煤高温高压气化特性评价装置可以满足鲁奇气化高温加压的苛刻的反应条件，能够在高温高压下对型煤进行气化性能评价，本装置的有益效果是能够模拟鲁奇气化的过程并对型煤进行性能评价，以解决气化小试过程中气化设备及工艺等存在的问题，指导型煤鲁奇气化工业生产。 

附图说明

图1是本实用新型的装置的总体结构示意图； 

图2是本实用新型的气液分离器结构图。