[发明专利]具有原料灵活性的两级气化器和气化方法

说明书

气化方法可包括(a)将液态烃原料和干燥原料或第一浆化原料中的至少一种引入反应器下部，其中至少一种干燥原料或第一浆化原料通过两个主进料喷嘴引入，而液态烃原料通过至少两个次级进料喷嘴引入；(b)用包括含氧气体或蒸汽的气流部分地燃烧反应器下部的原料以放出热量并形成包括热合成气体的产物；(c)将来自步骤(b)的所述热合成气体向上送入反应器上部；(d)并且将第二浆化原料引入所述反应器上部，由此来自所述热合成气体的热量通过热解和气化反应支持第二浆化原料的反应。

背景技术

气化方法广泛用于将固体或浆化原料，诸如煤、石油焦和石油渣转化为合成气体。合成气体主要由氢气(H₂)和一氧化碳(CO)组成，既可用作电力生产的燃料，也可用作生产诸如氢气、甲醇、氨、合成/替代的天然气或合成的运输油的化学品的原料。已经为碳质材料的气化开发了三种基本类型的系统和方法。它们是：(l)固定床气化，(2)流化床气化，和(3)悬浮气化或气流床气化(entrainment gasification，也称为载流床气化或夹带床气化)。本文的实施方案涉及第三类系统，更具体地，本文提供的实施方案涉及用于气化碳质材料的两级气流床气化系统和方法。

两级气化器设计所呈现的可能性可以通过使向低温第二阶段的淤浆进料速率最大化被利用，由此利用在第一阶段气化器中产生的热量以蒸发来自淤浆的水。然后将离开第二阶段气化器的炭和未转化的碳以干燥形式分离并再循环回第一阶段气化器，从而使高温第一阶段所需的氧气量最小化并使气化器的转化效率最大化。

发明内容

提供发明内容以介绍在下面具体实施方式中进一步描述的概念的选择。发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

一方面，本文公开的实施方案涉及气化方法，其包括(a)将液态烃原料和干燥原料或第一浆化原料中的至少一种引入反应器下部，其中至少一种干燥原料或第一浆化原料通过两个主进料喷嘴引入，而液态烃原料通过至少两个次级进料喷嘴引入；(b)用包括含氧气体或蒸汽的气流部分地燃烧反应器下部的原料以放出热量并形成包括热合成气体的产物；(c)将来自步骤(b)的所述热合成气体向上送入反应器上部；(d)并且将第二浆化原料引入所述反应器上部，由此来自所述热合成气体的热量通过热解和气化反应支持第二浆化原料的反应。

在另一方面中，本文公开的实施方案涉及两级气化反应器，其包括反应器下部，反应器上部；该反应器下部包括下部反应器主体；两个主进料喷嘴，用于引入干燥原料或第一浆化原料中的至少一种，位于下部反应器主体的相对的末端；和至少两个次级进料喷嘴，用于引入液态烃原料，位于下部反应器主体上；该反应器上部包括上部反应器主体；至少一个上部进料喷嘴，用于引入干燥原料或第一浆化原料中的至少一种，位于上部反应器主体；和出口。

在又一方面中，本文公开的实施方案涉及用于改进两级气化反应器的方法，其包括在下部反应器主体上安装至少两个次级进料喷嘴，用于将液态烃原料引入下部反应器主体中以补充通过主进料喷嘴引入的由干燥原料或浆化原料组成的主原料。

所要求保护的主题的其它方面和优点通过以下描述和所附权利要求而变得明显。

附图说明

图1是采用常规两级气化反应器的气化系统的示意图。

图2是本公开的实施方案的两级气化反应器的下部的一半的侧面透视图。

图3是本公开的实施方案的两级气化反应器的下部的一半的顶部透视图。

图4是本公开的实施方案的两级气化反应器的下部的一半的端部透视图。

具体实施方式

一方面，本文公开的实施方案通常涉及将碳质原料转化为诸如合成气体的所需气态产物的气化方法。在更具体的方面中，本文公开的实施方案涉及在将碳质材料转化为所需的气态产物时具有原料灵活性的气化方法。例如，在一个或多个实施方案中，本文公开的气化方法可在气化器的反应室内同时利用液态烃原料和干燥原料或浆化原料中的至少一种。