[发明专利]一种气化炉和碳质原料的气化方法

说明书

一种气化炉和碳质原料的气化方法，所述气化炉包括主进料管、辅进料管、进料筒体、竖直炉体、烧嘴和出渣口，所述进料筒体的上部设置一个用于第一碳质原料进料的主进料管，所述进料筒体的侧壁上设置至少两个用于气化剂进料的辅进料管，所述竖直炉体的侧壁上设置至少两个用于第二碳质原料和气化剂同时进料的烧嘴，在所述竖直炉体的下方设置至少一个用于排出粗煤气和液态渣的出渣口。本发明提供的气化炉和气化方法既合理利用了碳质原料进料的热能，又提高了气流床气化炉中碳质原料的转化率。

技术领域

本发明涉及一种气化炉及气化方法，更具体地说，是一种加工碳质原料的气化炉和气化方法。

背景技术

煤炭热解可以生产半焦、煤焦油和煤气，但热解需要外供热能，使原料煤能在一定温度下进行热解反应。供热的方法之一就是利用高温半焦或高温灰直接与原料煤接触，换热并发生热解反应。如果以生产焦炭为目的，则产生的高温焦炭还需要冷却，热能损失严重。如果以生产煤焦油为目的，则产生的高温半焦，也需要冷却后，再进一步处理，同样造成热能损失。

气化技术是以煤等含碳物质为原料，以氧气和水蒸气作为气化剂，在高温条件下，碳和水蒸气通过化学反应转化为一氧化碳和氢气的过程。煤气化技术经过多年发展，先后产生了固定床、流化床和气流床等各种气化炉类型。气流床气化技术是通过喷嘴将煤粉颗粒或煤粉浆液以高速射流的方式通入气化炉内，其特点是反应温度高、反应压力高、反应速度快，有利于装置大型化和环保。

CN106118750A提供了梯级组合床气化工艺，物料先经过一级流化床气化，流化床气化后剩余的固体物料再进入二级气流床气化炉进行气化。通过一级流化床气化的方式解决了气流床技术的煤粉制备问题，通过二级气流床二次气化的高温反应解决了流化床技术转化率低的问题。

CN202968502U提供了一种粉煤组合式循环流化床分级热解气化炉，该气化炉实现了粉煤在不同条件下分阶段热解气化，煤粉先进入流化床气化，流化床底部连接旋流式气流床气化炉，旋流床气化炉的进料为流化床气化炉产生的粗粉和细粉。该技术使用气流床气化炉避免流化床的排渣困难问题。

目前现有技术在煤炭梯级转化和联产加工碳质原料过程中，存在碳转化率低、能耗高、环保性差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工碳质原料的气化炉和气化方法，以解决现有技术中存在的煤炭梯级转化和联产技术在加工碳质原料过程中碳转化率低、能耗高、环保性差等问题。

本发明提供了一种气化炉，所述气化炉包括主进料管、辅进料管、进料筒体、竖直炉体、烧嘴和出渣口，所述进料筒体位于竖直炉体的上方，且二者同轴，所述进料筒体的上部设置一个用于第一碳质原料进料的主进料管，所述进料筒体的侧壁上设置至少两个用于气化剂进料的辅进料管，所述竖直炉体的侧壁上设置至少两个用于第二碳质原料和气化剂同时进料的烧嘴，在所述竖直炉体的下方设置至少一个用于排出粗煤气和液态渣的出渣口。

本发明提供的气化炉设置两个进料系统，第一进料系统设置在进料筒体上，包括进料筒体、主进料管和辅进料管。第二进料系统设置在气化炉的侧壁上，主要为烧嘴。通过两个分别设置在气化炉顶部和气化炉侧壁的进料系统，能够将适宜气流床气化炉直接进料的碳质原料和原本不适宜气流床直接进料的碳质原料从不同的进料系统进入气流床气化炉，同时进行气化反应，既合理利用了碳质原料进料的热能，又提高了气流床气化炉中碳质原料的转化率。

本发明提供的气化炉中，优选所述进料筒体为同径圆筒体，所述竖直炉体为同径圆筒体，进料筒体与竖直炉体的内径比为0.1～0.6：1；进料筒体与竖直炉体的高度比为0.1～0.4：1。

优选所述主进料管与进料筒体同轴，所述主进料管的下端口不超过进料筒体的下端口，主进料管与进料筒体的内径比为0.02～0.2：1，所述主进料管的外部设置水夹套和/或耐火材料。