[发明专利]一种凸起式分区反应器

说明书

【技术领域】

本发明属于能源清洁高效利用技术领域。更具体地，本发明涉及一种凸起式分区反应器。

【背景技术】

以碳氢化合物为原料的气化技术在合成氨、合成甲醇工业、发电(IGCC)、煤制油等技术领域得到广泛的应用，该反应器是制取合成气CO+H₂的关键设备，因此，众多的科技人员开发了各种类型的反应器。在现有先进的气流床气化技术中，使用的反应器包括水煤浆气化炉、GSP、谢尔粉煤气化炉等。同时，根据进料方式、炉体内衬、喷嘴数目及布置的不同，可以将所述反应器分为单喷嘴气化炉和多喷嘴气化炉，不同的气化炉具有各自优缺点。

单喷嘴直喷式气化炉的优点在于结构和控制简单、造价低，但由于加压气化过程涉及高温、高压、在非均相条件下的流体流动以及与之相关的传递过程和复杂的化学反应过程，单喷嘴气化炉产能受到很大的限制，因此无法满足装置大型化发展的需求。

多喷嘴对置气化炉由于火焰场分布不均匀容易造成内部耐火材料烧蚀，影响耐火砖使用寿命，从而也会严重影响气化炉产能。

因此，为了克服上述现有技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究，终于完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种凸起式分区反应器。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种凸起式分区反应器。

本发明凸起式分区反应器包括反应室17与冷却室20。反应室17通过渣口18与冷却室20连通，并且反应室17与冷却室20具有共同中心轴；

反应室17由一个竖直反应分区14与偶数个侧向反应分区13组成；在竖直反应分区14的下端设置与其垂直配置的侧向反应分区13，并且它们以与竖直反应分区14中心轴对称的方式配置；在竖直反应分区14顶部设置喷嘴16；

由竖直反应分区14与侧向反应分区13构成的区域是反应区；而由侧向反应分区13的直管段11下边缘连接线与渣口18上端构成的区域是反应气混流区。

根据本发明的一种优选实施方式，竖直反应分区14与侧向反应分区13均为钟罩式结构，在它们的顶部都设置用于安装喷嘴16的喷嘴安装口15，安装喷嘴16的中心轴线与相应的反应分区中心轴线重合。

根据本发明的一种优选实施方式，竖直反应分区14的纵向轴线与侧向反应分区13的纵向轴线的夹角是30°≤α≤150°。

根据本发明的一种优选实施方式，竖直反应分区14长度H1与侧向反应分区13长度H2之比是0.5～4.0。

根据本发明的一种优选实施方式，在反应室17上部的竖直反应分区14高度H1与在反应室17下部的筒体10高度H3之比是0.2～3.0。

根据本发明的一种优选实施方式，在反应室17内壁上铺设耐火衬里7。

根据本发明的一种优选实施方式，在反应室17下部的筒体10下部设置测压口8与测温口9。

根据本发明的一种优选实施方式，冷却室20是一种圆柱筒体，在其顶部设置冷却器6，冷却器6上端与反应室17下端相连，而冷却器6下端与内导气筒3连接；在内导气筒3)外设置外导气筒2)，并且在内导气筒3)与外导气筒2)之间构成一个环形通道；

在冷却室20圆柱筒体上分别设置液位计口4、进水口5与合成气出口19；在冷却室20下部设置黑水出口1，而在冷却室20底部设置渣水出口 21)。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种凸起式分区反应器。本发明凸起式分区反应器能够改善现有传统热壁式气化反应器内的流场分布，提高耐火衬里的使用寿命；还能够通过提高进料量可以大幅度提高以碳氢化合物为原料气化制取合成气CO+H₂装置的产能。

本发明凸起式分区反应器包括反应室17与冷却室20。反应室17通过渣口18与冷却室20连通，并且反应室17与冷却室20具有共同中心轴；

反应室17由一个竖直反应分区14与偶数个侧向反应分区13组成。侧向反应分区13为偶数个，即侧向反应分区13个数为2或2的整数倍，以保证侧向反应分区13两两相对，处在同一平面上，这样有利于反应物料充分混合，达到气化反应完全彻底。在本发明中，例如，侧向反应分区13的个数是2-12。