[实用新型]一种含碳物质气化装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种大型含碳物质气化装置，尤其是用于单台日处理量在2000吨以上的粉煤加压气化生产合成气的大型装置。

背景技术

现代石油化工企业的发展趋势是大型化，规模化。高压气化装置大型化也是洁净煤气化技术发展的方向，但是现有气化装置都存在一定的问题。

单喷嘴气化炉由于受到输煤的限制在大型化的方向受到一定的制约。

采用了合成气上行流程的多个烧嘴的气化炉，能够进一步大型化，但是由于液渣流动方向与合成气流动方向相反，液渣落入渣池时会产生一定量的温度较低的水蒸气，与液渣流动方向反向通过出渣口进入炉膛。此过程会降低液渣的温度。当液渣下落不均衡时容易出现液渣还未落入渣池就凝固的现象。由于没有足够的热量融化固渣，固渣往往会越积越厚最终造成出渣口堵塞的问题，引起装置停车。

采用了合成气下行流程的多喷嘴气化炉也能够进一步大型化，但是为了充分利用炉膛空间，往往将烧嘴布置在炉膛上部接近炉顶的位置。反应过程的高温气和液渣会不断冲蚀炉膛顶部，容易引起炉膛顶部超温的现象，成为安全生产的隐患。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种上下出气大型含碳物质干粉气化装置。

本实用新型提供了一种含碳物质干粉气化装置，其特征在于，包括下部冷却净化段，气化反应段，降温输气段，上部冷却净化段；

所述的下部冷却净化段设置在装置的下部，入口与气化反应段的下出口相连；

所述的气化反应段设置在装置的中下部，所述的气化反应段周向均布多个烧嘴，气化反应段的下出口连接下部冷却净化段，气化反应段的上出口连接降温输气段；

优选地，所述的烧嘴布置为使得反应物喷出口后形成对冲效果（相对烧嘴中心线重合）或者旋切效果（相对烧嘴中心线与同一个圆相切），可以是同层烧嘴的对冲或旋切，也可以是不同层的烧嘴对冲或旋切；

所述的降温输气段设置在装置的中上部，入口与气化反应段的上出口相连；在连接处任选设置一个初步降温装置，用于向粗合成气内喷人适量的冷却物质；

所述的上部冷却净化段设置在装置的上部，入口与降温输气段的上出口相连。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的下部冷却净化段包括急冷装置，渣池，粗渣出口和合成气出口。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的气化反应段周向均布多个烧嘴，烧嘴可以布置1层，也可以布置多层。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的降温输气段内设有测温装置。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的上部冷却净化段包括急冷装置，灰水池，合成气出口。

本实用新型含碳物质干粉气化过程的特征在于：包括以下步骤：

i)将含碳物质与含氧气化剂发生气化反应，生成主要成分为CO和H2的粗合成气及主要成分为无机物的灰渣；

ii)部分粗合成气及大部分灰渣下行冷却净化，经过降温除灰的粗合成气送往后续流程，经过淬冷的灰渣经出渣口排出；

其余部分高温粗合成气及高温飞灰上行进入降温输气段，此时主要是初步降低高温粗合成气及飞灰的温度，使得飞灰温度降到熔点以下失去粘性；

降温后的粗合成气及飞灰继续上行，经过急冷后进入上部冷却净化段，经过冷却净化后，除去粗合成气中的飞灰，较为洁净的低温粗合成气送往后续流程。

按照本实用新型过程的一种具体实施方案，其特征在于：步骤ii)中所述其余部分高温粗合成气及高温飞灰上行与冷却物质混合降温后进入降温输气段。

按照本实用新型过程的一种具体实施方案，其特征在于：

将含碳物质与含氧气化剂通过多个烧嘴喷入装置气化反应段。

按照本实用新型过程的一种具体实施方案，其特征在于：

将含碳物质与含氧气化剂在高温（1200℃～2000℃）高压（0.1MPa～11MPa）环境下快速反应。通常情况下，在某一确定压力下反应温度可以在某一温度范围内变化。

按照本实用新型过程的一种具体实施方案，其特征在于：步骤ii)中所述其余部分高温粗合成气约占总合成气的60%-80%（体积/体积），优选约占75%（体积/体积）。

按照本实用新型过程的一种具体实施方案，其特征在于：步骤ii)中所述降温输气段温度大约为400℃～t2（灰的软化温度）之间。