[发明专利]一种气固双燃料反应器

说明书

【技术领域】

本发明属于燃料燃烧技术领域。更具体地涉及一种气固双燃料气流床反应器。

【背景技术】

煤气化技术是目前重要的合成气生产技术，由气化反应器排出粗合成气的H₂/CO比一般是0.4-0.7，对于大多化工合成产品具有碳多氢少的特点而言，合成这些化工产品时还需要增加变换工艺，以调节粗合成气中H₂/CO比。另外，在煤气化过程中产生大量的热，这些热没有得到充分利用，通过高温粗合成气从反应室带出来。

天然气气化技术也是目前生产合成气的主要技术之一，天然气部分氧化制合成气反应器内反应热区较煤气化上移，对流传热和辐射传热增强，引起反应器顶部超温，耐火材料损耗过快。同时反应器出口的粗合成气存在氢多碳少的问题，H₂/CO比在2.5到3.0之间，要进行化工合成仍需要增加变换工艺来调节氢碳比，且甲烷和蒸汽的转化反应需要吸收大量的热。

根据煤气化过程产生的大量富余的热，天然气转化需要消耗大量的热，结合煤气化过程碳多氢少、天然气转化碳少氢多的特点，研发一种可以同时进行煤气化与天然气气化的反应器，实现煤、天然气综合利用，打破了传统的煤化工、天然气化工的单一模式，实现了多种资源的优势互补。既实现了热量互补，又有效弥补了煤制气中“碳多氢少”和天然气制气中“氢多碳少”的不足，从而极大地提高了合成气直接转化率。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明目的是提供一种气固双燃料反应器。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种气固双燃料气流床反应器，它由气化反应室5与粗煤气冷却室12组成，其特征在于所述的气化反应室5通过锥形渣口7和熔渣冷却器8与粗煤气冷却室12连通；

所述气化反应室5的壁由反应器壳体1与耐火材料层2构成；

在气化反应室5顶部设置固体物料喷嘴3，在气化反应室5侧面上部以其纵轴对称方式配置主气体物料喷嘴4，而在气化反应室5侧面下部以其纵轴对称方式配置辅助气体物料喷嘴6；

所述的锥形渣口7呈倒锥形，该倒锥形的对称轴与气化反应室5的纵轴重合，其锥形边与水平方向的夹角为44～46°；

所述的粗煤气冷却室12由反应器壳体1、熔渣冷却器8、外层天然气预热盘管11、内层冷却水盘管10与水浴25组成。

根据本发明的一种优选实施方式，所述气流床反应器的高度与其直径的比是2.5～5.0。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的主气体物料喷嘴4位于气化反应室5直筒段侧面上部，而辅助气体物料喷嘴6位于气化反应室5直筒段侧面下部。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的辅助气体物料喷嘴6与水平方向的夹角是+20～50°。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的主气体物料喷嘴4与水平方向的夹角是-20～50°。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的固体物料喷嘴3是一个，而主气体物料喷嘴4与辅助气体物料喷嘴6的数量是2～6个。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的熔渣冷却器8由激冷水入口9、支撑板23、隔离板24与布水器26构成，激冷水以环形喷射方式从布水器26排出，支撑板23与隔离板24之间的间距是0.5～3m。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的粗煤气冷却室12由反应器壳体1、激冷器21与导气管22构成，所述的激冷器21由激冷水入口9、支撑板23、溢流冷却管27与隔离板24构成，冷却管27上下端均为锯齿形；支撑板23与隔离板24之间的间距是0.5～3m；激冷水以溢流的方式进入冷却室。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的固体物料是煤粉、焦粉或利用含碳氢物料制得的湿法料浆；所述的气体物料是天然气或含甲烷的工业气体。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的辅助气体物料与主气体物料的体积比是0～0.2。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种气固双燃料气流床反应器，它由气化反应室5与粗煤气冷却室12组成，其特征在于所述的气化反应室5通过锥形渣口7和熔渣冷却器8与粗煤气冷却室12连通。

所述气流床反应器的高度与其直径的比是2.5～5.0。这个比值大于一般煤气化反应器的比值，其目的在于保证气化原料在气流床反应器有足够的反应时间，从而能够获得高转化率。