CN107880942B - 一种气化炉和煤气化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气化炉和煤气化系统，涉及煤气化设备技术领域。为解决现有煤气化系统在提高碳的转化率的同时，也提高了煤气化工艺的复杂度和能耗的问题而发明。本发明气化炉包括壳体，壳体内形成有气流腔和半焦流化腔，半焦流化腔位于气流腔的下方，气流腔的顶壁上设有进煤管和第一进气管，气流腔的侧壁上设有第一排气孔，半焦流化腔的底壁上设有第二进气管和排渣管，半焦流化腔的侧壁上设有催化剂管道和第二排气孔，壳体外设有半焦导流管，半焦导流管的一端穿过气流腔的侧壁与气流腔内的底部空间连通，另一端向下延伸并穿过半焦流化腔的侧壁与半焦流化腔的内部空间连通。本发明气化炉用于煤加氢气化反应。

Description

一种气化炉和煤气化系统

技术领域

本发明涉及煤气化设备技术领域，尤其涉及一种气化炉和煤气化系统。

背景技术

煤加氢气化是在一定温度和压力下煤粉与过量氢气发生气化反应生成富甲烷的合成气、轻质油品和半焦颗粒的过程，在此过程中，大量半焦颗粒的生成，导致加氢气化的碳转化率仅为50％左右。现有技术中，为了提高气化工艺中碳的转化率，通常会将煤加氢气化产生的高温半焦颗粒(温度通常为800-1000℃)，经过气化炉内或者气化炉外冷却后，再送入后续的半焦气化工段，以进行水蒸气气化等反应，并获得粗煤气，粗煤气经净化后再回用到煤加氢气化过程，或者用作甲烷化等其他反应，以提高气化工艺中碳的转化率。但是，由于煤加氢气化和后续的半焦气化分别在两个不同的设备内进行，而且，煤加氢气化产生的半焦颗粒需冷却后，再升温进行半焦气化，因此气化工艺过程复杂，且能耗较大。

发明内容

本发明提供一种气化炉和煤气化系统，能够提高煤气化工艺中碳的转化率，同时能够简化煤气化过程，降低能耗。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种气化炉，包括壳体，所述壳体内形成有气流腔和半焦流化腔，所述半焦流化腔位于所述气流腔的下方，所述气流腔的顶壁上设有进煤管和第一进气管，所述气流腔的侧壁上设有第一排气孔，所述半焦流化腔的底壁上设有第二进气管和排渣管，所述半焦流化腔的侧壁上设有催化剂管道和第二排气孔，所述壳体外设有半焦导流管，所述半焦导流管的一端穿过所述气流腔的侧壁与所述气流腔内的底部空间连通，另一端向下延伸并穿过所述半焦流化腔的侧壁与所述半焦流化腔的内部空间连通，所述气流腔内气化反应后产生的半焦颗粒能够沿所述半焦导流管落入所述半焦流化腔内。

进一步的，所述半焦导流管为多条，多条所述半焦导流管围绕所述壳体的侧壁一周均匀设置。

优选的，所述气流腔的底面为导流面，所述导流面能够将落入其上的半焦颗粒导入所述半焦导流管的上端开口内。

进一步的，所述半焦导流管为多条，多条所述半焦导流管围绕所述壳体的侧壁一周均匀设置，所述导流面由多个斜面组成，多个所述斜面围绕所述气流腔的底面中心一周均匀分布，且多个所述斜面远离所述气流腔的底面中心的一端均向下倾斜，多个所述斜面与多条所述半焦导流管一一对应，每个所述斜面用于将落入其上的半焦颗粒导入对应的所述半焦导流管的上端开口内。

具体的，所述半焦导流管包括第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段的上端穿过所述气流腔的侧壁与所述气流腔内的底部空间连通，所述第一管段的下端向远离所述壳体的方向倾斜，所述第二管段竖直向下延伸，且所述第二管段的上端与所述第一管段的下端连通，所述第二管段的下端与所述第三管段的上端连通，所述第三管段的下端向靠近所述半焦流化腔的方向倾斜并穿过所述半焦流化腔的侧壁与所述半焦流化腔连通。

优选的，所述半焦导流管还包括第一圆弧管段和第二圆弧管段，所述第一圆弧管段连接于所述第一管段与所述第二管段之间，且所述第一圆弧管段的两端分别与所述第一管段和所述第二管段的延伸方向相切，所述第二圆弧管段连接于所述第二管段与所述第三管段之间，且所述第二圆弧管段的两端分别与所述第二管段和所述第三管段的延伸方向相切。

优选的，所述半焦流化腔内、所述半焦导流管的下端的下方设有锥形分布板，所述锥形分布板的大开口端的一周与所述半焦流化腔的侧壁固定，所述锥形分布板的小开口端朝下并与所述排渣管连通，所述第二进气管连通所述半焦流化腔的一端与所述锥形分布板的侧壁相对。

其中，优选的，所述半焦导流管的下端到所述锥形分布板的大开口端端面的距离为2～5cm。

优选的，所述催化剂管道连接所述半焦流化腔的一端位于所述半焦导流管的下端的正上方，且所述催化剂管道连接所述半焦流化腔的一端与所述半焦导流管的下端之间的竖直距离为1～3cm。

进一步的，所述半焦导流管的侧壁上连接有返料管，所述返料管由远离所述半焦导流管的一端至靠近所述半焦导流管的一端倾斜向下延伸。

优选的，所述返料管上连接所述半焦导流管的一端与所述半焦导流管的下端之间的竖直距离为10～50cm。

进一步的，所述半焦导流管的侧壁上连接有吹送气管道，所述吹送气管道由远离所述半焦导流管的一端至靠近所述半焦导流管的一端的延伸方向与所述半焦导流管的导流方向一致。

第二方面，本发明提供了一种煤气化系统，包括气化炉，所述气化炉为如上任一技术方案所述的气化炉。

进一步的，还包括气固分离装置，所述气固分离装置的进气口与所述气化炉的第一排气口和第二排气口同时连通，所述气固分离装置的固体排出口与所述气化炉的返料管连通。

本发明提供的一种气化炉和煤气化系统，通过进煤管向气流腔内通入煤粉，同时通过第一进气管向气流腔内通入气化剂(比如氧气和过量的氢气)，气化剂在点燃后燃烧提供反应热，此反应热促使煤与剩余氢气在气流腔内产生煤加氢气化反应，并生成富含甲烷的合成气和高温半焦颗粒，其中富含甲烷的合成气由第一排气孔排出，高温半焦颗粒落入气流腔内的底部空间内，并在半焦导流管的导流作用下进入半焦流化腔内，与此同时，通过第二进气管向半焦流化腔内吹入气化剂(比如预热至预设温度的含氢气体)，并通过催化剂管道向半焦流化腔内通入催化剂，高温半焦颗粒在含氢气体的吹送下向上流动，并形成流化床，进行半焦加氢气化反应，生成含甲烷的合成气和灰渣，其中，含甲烷的合成气由第二排气孔排出，灰渣由排渣管排出气化炉外，这样，通过煤加氢气化反应和半焦加氢气化反应提高了煤气化过程中煤的转化率，且煤加氢气化反应和半焦加氢气化反应在同一气化炉内进行，此煤气化工艺过程简单，而且煤加氢气化产生的半焦颗粒未进行冷却，直接进行半焦加氢气化反应，不仅能够有效利用半焦颗粒自身携带的热量来提高半焦加氢气化反应的效率，还能够避免因冷却半焦颗粒而导致的能耗增大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例气化炉的结构示意图；

图2为图1所示气化炉沿A-A的截面结构示意图。

附图标记：

1—壳体；2—气流腔；21—进煤管；22—第一进气管；23—第一排气孔；24—导流面；3—半焦流化腔；31—第二进气管；32—排渣管；33—催化剂管道；34—第二排气孔；4—半焦导流管；41—第一管段；42—第二管段；43—第三管段；44—第一圆弧管段；45—第二圆弧管段；5—锥形分布板；6—返料管；7—吹送气管道；8—排气管；9—激冷环；91—第一激冷环；92—第二激冷环；10—贯通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1和图2，图1和图2为本发明实施例气化炉的一个具体实施例，本实施例的气化炉包括壳体1，所述壳体1内形成有气流腔2和半焦流化腔3，所述半焦流化腔3位于所述气流腔2的下方，所述气流腔2的顶壁上设有进煤管21和第一进气管22，所述气流腔2的侧壁上设有第一排气孔23，所述半焦流化腔3的底壁上设有第二进气管31和排渣管32，所述半焦流化腔3的侧壁上设有催化剂管道33和第二排气孔34，所述壳体1外设有半焦导流管4，所述半焦导流管4的一端穿过所述气流腔2的侧壁与所述气流腔2内的底部空间连通，另一端向下延伸并穿过所述半焦流化腔3的侧壁与所述半焦流化腔3的内部空间连通，所述气流腔2内气化反应后产生的半焦颗粒能够沿所述半焦导流管4落入所述半焦流化腔3内。

本发明提供的一种气化炉，通过进煤管21向气流腔2内通入煤粉，同时通过第一进气管22向气流腔2内通入气化剂(比如氧气和过量的氢气)，气化剂在点燃后燃烧提供反应热，此反应热促使煤与剩余氢气在气流腔2内产生煤加氢气化反应，并生成富含甲烷的合成气和高温半焦颗粒，其中，富含甲烷的合成气由第一排气孔23排出，高温半焦颗粒落入气流腔2内的底部空间内，并在半焦导流管4的导流作用下进入半焦流化腔3内，与此同时，通过第二进气管31向半焦流化腔3内吹入气化剂(比如预热至预设温度的含氢气体)，并通过催化剂管道33向半焦流化腔3内通入催化剂，高温半焦颗粒在含氢气体的吹送下向上流动，形成流化床，并进行半焦加氢气化反应，生成含甲烷的合成气和灰渣，其中，含甲烷的合成气由第二排气孔34排出，灰渣由排渣管32排出气化炉外，这样，先后通过煤加氢气化反应和半焦加氢气化反应提高了煤气化过程中煤的转化率，且煤加氢气化反应和半焦加氢气化反应在同一气化炉内进行，此煤气化工艺过程简单，而且煤加氢气化产生的半焦颗粒未进行冷却，直接进行半焦加氢气化反应，不仅能够有效利用半焦颗粒自身携带的热量来提高半焦加氢气化反应的效率，还能够避免因冷却半焦颗粒而导致的能耗增大。

需要说明的是，为了方便描述，本发明中所描述的气化炉内各结构之间的方位关系和尺寸关系，均是指气化炉在安装后的使用过程中，其内部各结构之间的方位关系和尺寸关系，而不是指示或暗示所指结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在上述实施例中，壳体1可以为圆柱状壳体、方柱状壳体、棱柱状壳体等，在此不做具体限定。

其中，对半焦导流管4的直径不做具体限定，具体可以根据气流腔2内半焦颗粒的生成速度和半焦导流管4的数量进行确定。示例的，如图1所示，当半焦导流管4为两条时，半焦导流管4的内径可以为20～80mm。

另外，为了使气流腔2内的底部空间内的半焦颗粒能够顺利地进入半焦导流管4的上端开口内，优选的，如图1所示，半焦导流管4的上端形成扩口，这样，使气流腔2内的底部空间内的半焦颗粒能够顺利地进入半焦导流管4的上端开口内。

再者，为了减小半焦颗粒在沿半焦导流管4流动时的热量流失量，优选的，半焦导流管4的外壁一周包覆有保温层。

进一步的，第一排气孔23可以设置于气流腔2的侧壁上端，也可以设置于气流腔2的侧壁中部，还可以设置于气流腔2的侧壁上靠近下端的位置，在此不做具体限定。但是，为了防止由第一进气管22进入气流腔2的气化剂在未参与煤加氢气化反应就由第一排气孔23排出，同时为了避免落入气流腔2底部空间内的高温半焦颗粒进入第一排气孔23，优选的，如图1所示，第一排气孔23设置于气流腔2的侧壁上靠近下端的位置，这样，一方面增大了第一排气孔23与第一进气管22之间的距离，从而防止了由第一进气管22进入气流腔2的气化剂在未参与煤加氢气化反应就由第一排气孔23排出，另一方面在一定程度上避免了落入气流腔2底部空间内的半焦颗粒进入第一排气孔23内。

优选的，如图1所示，第一排气孔23与气流腔2的底面最高点之间的竖直距离为1～2cm，这样，可有效避免气流腔2底面上的半焦颗粒进入第一排气孔23内。

同理，第二排气孔34可以设置于半焦流化腔3的侧壁上端，也可以设置于半焦流化腔3的侧壁中部，还可以设置于半焦流化腔3的侧壁下端，在此不做具体限定。但是，为了防止由第二进气管31进入半焦流化腔3的气化剂在未参与半焦加氢气化反应就由第二排气孔34排出，优选的，如图1所示，第二排气孔34设置于半焦流化腔3的侧壁上端，这样，增大了第二排气孔34与第二进气管31之间的距离，从而防止了由第二进气管31进入半焦流化腔3的气化剂在未参与半焦加氢气化反应就由第二排气孔34排出。

当第一排气孔23设置于气流腔2的侧壁上靠近下端的位置，且第二排气孔34设置于半焦流化腔3的侧壁上端时，为了便于气化炉的排气管8的设置和后续处理设备的管路连接，优选的，如图2所示，第一排气孔23远离气流腔2的一端与第二排气孔34远离半焦流化腔3的一端沿径向相互贯通，并形成贯通孔10，这样，气流腔2内的合成气和半焦流化腔3内的合成气最终均由贯通孔10排出，从而便于气化炉的排气管8的设置和后续处理设备的管路连接。

在上述实施例中，为了冷却由贯通孔10排出的合成气，优选的，如图2所示，贯通孔10内设有激冷环9，激冷环9用于冷却由贯通孔10排出的气体。具体的，如图2所示，激冷环9包括相互串联的第一激冷环91和第二激冷环92，第一激冷环91用于冷却由第一排气孔23排出的气体，第二激冷环92用于冷却由第二排气孔34排出的气体。

又进一步的，在图1所示的实施例中，半焦导流管4可以为一条，也可以为多条，在此不做具体限定。但是，为了将落入气流腔2底部空间内的半焦颗粒分散导入至半焦流化腔3内，以提高半焦加氢气化的气化效率，优选的，如图1所示，半焦导流管4为多条，多条半焦导流管4围绕壳体1的侧壁一周均匀设置，这样，通过多条半焦导流管4将半焦颗粒分散导入至半焦流化腔3内，以使半焦颗粒能够被含氢气体充分吹起，从而能够提高半焦加氢气化的气化效率。

再进一步的，催化剂管道33用于向半焦流化腔3内通入催化剂，此催化剂可以为硝酸铁、硝酸钙、硝酸钴、硝酸镍、硫酸铁、硫酸钴、硫酸镍、硫酸钴铵、硫酸铁铵中的一种或多种组成的混合物。催化剂管道33可以为一条，也可以为多条，在此不做具体限定。

为了将落入气流腔2底部空间内的半焦颗粒导入半焦导流管4的上端开口内，优选的，如图1所示，气流腔2的底面为导流面24，导流面24能够将落入其上的半焦颗粒导入半焦导流管4的上端开口内。这样，通过导流面24能够将落入气流腔2的底部空间内的半焦颗粒导入至半焦导流管4的上端开口内。

其中，导流面24可以为倾斜的直面或弧面，在此不做具体限定，只要能够将落入其上的半焦颗粒导入至半焦导流管4的上端开口内即可。

另外，当半焦导流管4为多条，且多条半焦导流管4围绕壳体1的侧壁一周均匀设置时，导流面24的结构可以制作为如图1所示结构，即，导流面24由多个斜面组成，多个斜面围绕气流腔2的底面中心一周均匀分布，多个斜面远离所述气流腔2的底面中心的一端均向下倾斜，多个所述斜面与多条所述半焦导流管4一一对应，每个所述斜面用于将落入其上的半焦颗粒导入对应的半焦导流管4的上端开口内。此结构简单，容易实现。其中，如图1所示，优选斜面与水平面之间的夹角λ为30～60°，此时，斜面能够将落入其上的半焦颗粒有效导入对应的半焦导流管4内。

在上述实施例中，半焦导流管4可以为图1所示的两条，也可以为三条，还可以为四条或四条以上，在此不做具体限定。相应的，导流面24包括的斜面可以为图1所示的两个，也可以为三个，还可以为四个或四个以上，在此不做具体限定。

在图1所示的实施例中，半焦导流管4可以呈“S”状向下延伸，也可以呈“〉”状向下延伸，在此不做具体限定，只要半焦导流管4整体呈向下延伸的趋势即可。

可选的，半焦导流管4可以制作为图1所示结构，即，半焦导流管4包括第一管段41、第二管段42和第三管段43，第一管段41的上端穿过气流腔2的侧壁与气流腔2内的底部空间连通，第一管段41的下端向远离壳体1的方向倾斜，第二管段42竖直向下延伸，且第二管段42的上端与第一管段41的下端连通，第二管段42的下端与第三管段43的上端连通，第三管段的下端向靠近半焦流化腔3的方向倾斜并穿过半焦流化腔3的侧壁与半焦流化腔3连通。此结构简单，容易实现。

其中，优选的，如图1所示，第一管段41与经过第一管段41的上端的竖直线之间的夹角α为30～60°，第三管段43与经过第三管段43的下端的竖直线之间的夹角β为30～60°，夹角α和夹角β在此范围内，能够在一定程度上提高第一管段41和第三管段43的导流顺畅性，同时能够缩短第一管段41和第三管段43在整个半焦导流管4内的占用长度，延长第二管段42在整个半焦导流管4内的占用长度，从而优化管段配比，提高整个半焦导流管4的导流顺畅性。

进一步的，为了提高第一管段41与第二管段42之间拐角处，以及第二管段42与第三管段43之间的拐角处的导流顺畅性，优选的，如图1所示，半焦导流管4还包括第一圆弧管段44和第二圆弧管段45，第一圆弧管段44连接于第一管段41与第二管段42之间，且第一圆弧管段44的两端分别与第一管段41和第二管段42的延伸方向相切，第二圆弧管段45连接于第二管段42与第三管段43之间，且第二圆弧管段45的两端分别与第二管段42和第三管段43的延伸方向相切。这样，通过第一圆弧管段44和第二圆弧管段45使半焦颗粒在第一管段41和第二管段42之间的拐角处，以及第二管段42与第三管段43之间的拐角处的移动更平缓，防止了堵塞，提高了半焦导流管4的导流顺畅性。

其中，可选的，如图1所示，第一圆弧管段44和第二圆弧管段45对应的圆心角为110～140°。

在图1所示的实施例中，半焦导流管4的下端可以与半焦流化腔3内的顶部空间连通，也可以与半焦流化腔3内的中部空间连通，还可以与半焦流化腔3内的底部空间连通，在此不做具体限定。但是，为了提高流化床的气化效率，优选的，如图1所示，半焦导流管4的下端与半焦流化腔3内的底部空间连通，这样，半焦导流管4的下端至半焦流化腔3的顶壁之间的距离较大，半焦颗粒的流化路径较长，流化床的气化效率较高。

在图1所示的实施例中，为了提高由第二进气管31通入半焦流化腔3的气体的均匀性，优选的，如图1所示，半焦流化腔3内、半焦导流管4的下端的下方设有锥形分布板5，锥形分布板5的大开口端的一周与半焦流化腔3的侧壁固定，锥形分布板5的小开口端朝下并与排渣管32连通，第二进气管31连通半焦流化腔3的一端与锥形分布板5的侧壁相对，这样，通过锥形分布板5均匀布气，能够提高由第二进气管31通入半焦流化腔3的气体的均匀性，同时锥形分布板5能够将灰渣导入至排渣管32内。

其中，优选的，锥形分布板5的锥角θ为120～160°，此时，锥形分布板5能够将落入其上的灰渣顺利导入排渣管32内，同时能够减小锥形分布板5在半焦流化腔3内的占用高度，保证半焦流化腔3内具有较大的半焦流化空间。

另外，优选的，如图1所示，半焦导流管4的下端到锥形分布板5的大开口端端面的距离a为2～5cm。距离a在此范围内时，既能够使半焦导流管4导入的半焦颗粒能够被锥形分布板5均匀化后的气流带起，又能够保证半焦导流管4的下端与半焦流化腔3的顶壁之间具有较大的流化长度以提高气化效率。

在图1所示的实施例中，为了使催化剂管道33通入半焦流化腔3的催化剂能够与半焦导流管4通入半焦流化腔3的半焦颗粒充分混合，优选的，如图1所示，催化剂管道33连接半焦流化腔3的一端位于半焦导流管4的下端的正上方，且催化剂管道33连接半焦流化腔3的一端与半焦导流管4的下端之间的竖直距离b为1～3cm，这样，半焦颗粒在进入半焦流化腔3后，被气流吹散之前，与催化剂混合，有利于催化剂与半焦颗粒的充分混合。

为了便于通过催化剂管道33向半焦流化腔3内通入催化剂，优选的，如图1所示，催化剂管道33由远离半焦流化腔3的一端至靠近半焦流化腔3的一端倾斜向下延伸，且催化剂管道33与经过催化剂管道33连接半焦流化腔3的一端的竖直线之间的夹角γ为60～90°，这样，催化剂管道33具有引流作用，在向催化剂管道33远离半焦流化腔3的一端通入催化剂时，催化剂能够在催化剂管道33的引流作用下进入半焦流化腔3内。

为了进一步提高气化炉内碳的转化率，优选的，如图1所示，半焦导流管4的侧壁上连接有返料管6，返料管6由远离半焦导流管4的一端至靠近半焦导流管4的一端倾斜向下延伸，这样，由第一排气孔23和第二排气孔34排出的合成气中夹带的部分半焦颗粒在由合成气中分离出后，能够由此返料管6进入半焦流化腔3内进行气化，从而进一步提高了气化炉内碳的转化率。

其中，优选的，如图1所示，返料管6与经过返料管6连接半焦导流管4的一端的竖直线之间的夹角δ为30～60°，这样，半焦颗粒能够沿返料管6顺利进入半焦导流管4内。

另外，为了使由返料管6进入半焦导流管4的半焦颗粒能够沿半焦导流管4顺利进入半焦流化腔3内，优选的，如图1所示，返料管6上连接半焦导流管4的一端与半焦导流管4的下端之间的竖直距离c为10～50cm，这样，由返料管6进入半焦导流管4的半焦颗粒具有一定的势能，在此势能的作用下，半焦颗粒能够抵抗半焦流化腔3内的气体压力沿半焦导流管4落入半焦流化腔3内。

在图1所示的实施例中，为了避免半焦颗粒堵塞半焦导流管4，优选的，如图1所示，半焦导流管4的侧壁上连接有吹送气管道7，吹送气管道7由远离半焦导流管4的一端至靠近半焦导流管4的一端的延伸方向与半焦导流管4的导流方向一致，这样，通过吹送气管道7向半焦导流管4内吹入气体，能够疏通半焦导流管4，防止半焦颗粒堵塞半焦导流管4。

其中，优选的，吹送气管道7与半焦导流管4之间的夹角

为20～45°，这样，通过吹送气管道7向半焦导流管4内吹入的气体能够有效疏通半焦导流管4。

另外，吹送气管道7可以连接于半焦导流管4的上段，也可以连接于半焦导流管4的中段，还可以连接于半焦导流管4的下段，在此不做具体限定。但是，为了充分发挥吹送气管道7的作用，优选的，如图1所示，吹送气管道7连接于半焦导流管4的上段，这样，吹送气管道7能够疏通的半焦导流管4段长度较长，所起的作用较大，能够有效避免半焦颗粒堵塞半焦导流管4。

本发明实施例还提供了一种煤气化系统，包括气化炉，所述气化炉为如上任一技术方案所述的气化炉。

由于在本实施例的煤气化系统中使用的气化炉与上述气化炉的各实施例中提供的气化炉相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

在上述实施例中，为了提高煤气化系统中碳的转化率，优选的，煤气化系统还包括气固分离装置，气固分离装置的进气口与气化炉的第一排气孔和第二排气孔同时连通，气固分离装置的固体排出口与气化炉的返料管连通，这样，由第一排气孔和第二排气孔排出的合成气中分离出的半焦颗粒被再一次通入气化炉内进行气化反应，从而提高了煤气化系统中碳的转化率。

其中，气固分离装置可以为旋风分离器，也可以为由旋风分离器和耐高温过滤器组成的两级气固分离系统，在此不做具体限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种气化炉，其特征在于，包括壳体，所述壳体内形成有气流腔和半焦流化腔，所述半焦流化腔位于所述气流腔的下方，所述气流腔的顶壁上设有进煤管和第一进气管，所述气流腔的侧壁上设有第一排气孔，

所述半焦流化腔的底壁上设有第二进气管和排渣管，所述半焦流化腔的侧壁上设有催化剂管道和第二排气孔，

所述壳体外设有半焦导流管，所述半焦导流管的一端穿过所述气流腔的侧壁与所述气流腔内的底部空间连通，另一端向下延伸并穿过所述半焦流化腔的侧壁与所述半焦流化腔的内部空间连通，所述气流腔内气化反应后产生的半焦颗粒能够沿所述半焦导流管落入所述半焦流化腔内；

所述催化剂管道连接所述半焦流化腔的一端位于所述半焦导流管的下端的正上方，且所述催化剂管道连接所述半焦流化腔的一端与所述半焦导流管的下端之间的竖直距离为1～3cm；

所述气流腔的底面为导流面，所述导流面能够将落入其上的半焦颗粒导入所述半焦导流管的上端开口内。

2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管为多条，多条所述半焦导流管围绕所述壳体的侧壁一周均匀设置。

3.根据权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管为多条，多条所述半焦导流管围绕所述壳体的侧壁一周均匀设置，所述导流面由多个斜面组成，多个所述斜面围绕所述气流腔的底面中心一周均匀分布，且多个所述斜面远离所述气流腔的底面中心的一端均向下倾斜，多个所述斜面与多条所述半焦导流管一一对应，每个所述斜面用于将落入其上的半焦颗粒导入对应的所述半焦导流管的上端开口内。

4.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管包括第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段的上端穿过所述气流腔的侧壁与所述气流腔内的底部空间连通，所述第一管段的下端向远离所述壳体的方向倾斜，所述第二管段竖直向下延伸，且所述第二管段的上端与所述第一管段的下端连通，所述第二管段的下端与所述第三管段的上端连通，所述第三管段的下端向靠近所述半焦流化腔的方向倾斜并穿过所述半焦流化腔的侧壁与所述半焦流化腔连通。

5.根据权利要求4所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管还包括第一圆弧管段和第二圆弧管段，所述第一圆弧管段连接于所述第一管段与所述第二管段之间，且所述第一圆弧管段的两端分别与所述第一管段和所述第二管段的延伸方向相切，所述第二圆弧管段连接于所述第二管段与所述第三管段之间，且所述第二圆弧管段的两端分别与所述第二管段和所述第三管段的延伸方向相切。

6.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述半焦流化腔内、所述半焦导流管的下端的下方设有锥形分布板，所述锥形分布板的大开口端的一周与所述半焦流化腔的侧壁固定，所述锥形分布板的小开口端朝下并与所述排渣管连通，所述第二进气管连通所述半焦流化腔的一端与所述锥形分布板的侧壁相对。

7.根据权利要求6所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管的下端到所述锥形分布板的大开口端端面的距离为2～5cm。

8.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管的侧壁上连接有返料管，所述返料管由远离所述半焦导流管的一端至靠近所述半焦导流管的一端倾斜向下延伸。

9.根据权利要求8所述的气化炉，其特征在于，所述返料管上连接所述半焦导流管的一端与所述半焦导流管的下端之间的竖直距离为10～50cm。

10.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述半焦导流管的侧壁上连接有吹送气管道，所述吹送气管道由远离所述半焦导流管的一端至靠近所述半焦导流管的一端的延伸方向与所述半焦导流管的导流方向一致。

11.一种煤气化系统，其特征在于，包括气化炉，所述气化炉为权利要求1～10中任一项所述的气化炉。

12.根据权利要求11所述的煤气化系统，其特征在于，还包括气固分离装置，所述气固分离装置的进气口与所述气化炉的第一排气孔和第二排气孔同时连通，所述气固分离装置的固体排出口与所述气化炉的返料管连通。

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