CN1210381C - 等离子体进行煤气化的方法及装置 - Google Patents

等离子体进行煤气化的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1210381C
CN1210381C CN 03138797 CN03138797A CN1210381C CN 1210381 C CN1210381 C CN 1210381C CN 03138797 CN03138797 CN 03138797 CN 03138797 A CN03138797 A CN 03138797A CN 1210381 C CN1210381 C CN 1210381C
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
plasma
gasifying
gasification
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 03138797
Other languages
English (en)
Other versions
CN1478869A (zh
Inventor
谢克昌
鲍卫仁
朱素渝
曹青
申曙光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN 03138797 priority Critical patent/CN1210381C/zh
Publication of CN1478869A publication Critical patent/CN1478869A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1210381C publication Critical patent/CN1210381C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

一种等离子体进行煤气化的方法及装置，属于煤化工领域。其特征在于，是通过等离子体炬辅助进行煤的气化的方法及装置，具体来讲，就是将煤粉和部分氧化剂先与等离子体射流相互作用，脱除煤粉中的挥发分和部分燃烧，灼热的碳粒与煤粉、气化剂、氧化剂的混合流进行反应，生成CO和H2；在气化反应装置中，有一电弧等离子体发生器，垂直安装在气化反应器上部，其轴线与气化反应器轴线重合。气化反应器上部至少对称安装有两个煤粉输入管，煤粉输入管与气化反应器轴向成35度～45度的夹角。气化反应器下部，至少对称安装有两个气化进料管，并以切线方向与反应器相连，气化熔渣以液态形式排出。

Description

等离子体进行煤气化的方法及装置
技术领域
本发明是等离子体进行煤气化的方法及装置，属于煤化工领域，具体而言，就是一种用等离子体辅助下的煤的气化方法及装置。换句话来讲，就是一种制备合成气的方法及装置。
技术背景
常规的煤气化方法，气化所需的热量由煤燃烧产生，在燃烧过程中一般氧化剂过量，造成的结果是产品气中氧含量和CO2含量高(一般CO2大于10％)，这样给合成气的应用带来一定的麻烦，造成气体处理费用的增大；另一方面对煤种的要求很严，高水分、高灰分含量的煤由于热值低，难以合成高质量的合成气。
发明内容
本发明用等离子体进行煤气化的方法及装置目的在于：克服上述现有技术中的缺陷，从而提供一种用等离子体炬辅助下进行煤的气化的方法及装置的技术方案。
本发明等离子体煤气化的方法，其特征在于，是一种等离子体辅助下的煤的气化方法，具体步骤为：将粉煤与部分氧化剂喷入等离子射流中，利用高温等离子射流脱除煤中的挥发分和发生部分燃烧反应，炽热的炭粒和部分燃烧的产物与煤粉、气化剂、氧化剂的混合流进行反应，生成CO和H2，实现煤的气化。
上述等离子体煤气化的方法，其特征在于产生等离子体射流的气体是空气或氧气。
上述等离子体煤气化的方法，其特征在于粉煤的粒度70％以上小于70微米～80微米，送粉煤进入等离子体射流的部分氧化剂量占总氧化剂量的25％～35％。
上述等离子体煤气化的方法，其特征在于氧化剂是空气或氧气，气化剂是350℃以上的过热水蒸气。
等离子体进行煤气化的装置，其特征在于主要包括：电源1、等离子体发生器2、供料设备3、气化反应器4、熔渣冷却和收集槽5、除尘设备6、气体换热设备7；气化反应器4由两部分组成，上部是粉煤与等离子射流接触的粉煤加热和部分燃烧室，在径向相对的两个粉煤进料管9、9′与气化反应器4轴向成30度～45度的夹角；下部是粉煤的气化室，气化剂和粉煤混合流的两个进料管10、10′在径向相对安装，以切线方向与气化反应器(4)相连。
上述等离子体煤气化的装置，其特征在于粉煤和氧化剂的进料管9、9′与气化反应器4的轴向成30度～45度夹角。
上述等离子体煤气化的装置其特征在于粉煤和气化剂的混合流进料管10、10′以切线方向与气化反应器4相连。
本发明的优点在于：改变了用常规的煤气化方法，气化时所需的热量由煤燃烧产生，在燃烧过程中一般氧化剂过量，造成的结果是产品气中氧含量和CO2含量高(一般CO2大于10％)，这样给合成气的应用带来一定的麻烦，造成气体处理费用的增大；另一方面对煤种的要求很严，高水分、高灰分含量的煤由于热值低，难以合成高质量的合成气。该方法先进，经济效益和社会效益都十分可观。
附图说明
参照装置图来阐述本发明的内容，其中：
图1等离子体煤气化装置及流程图
图2反应器上部A截面图
图3反应器下部B-B截面图
图中的标号分别为：
1.等离子体发生器电源  2.直流电弧等离子体发生器
3.供料设备  4.气化反应器  5.熔渣和冷却收集槽
6.除尘设备  7.换热设备  9、9′和10、10′进料管
下面结合附图对本发明做进一步的阐述：
等离子体发生器2垂直安装在气化反应器4上部，其轴线与气化反应器4轴线重合。
在气化反应器4中，反应器的主体结构是圆筒型，上部为去头圆锥型结构，在反应器4上部，等离子体发生器2的轴线与气化反应器4轴线重合，粉煤与氧化剂混合流进料管9、9′在反应器径向相对安装并与反应器轴向成30度～45度夹角，在这个区域，形成煤粉浓度密集区，煤粉与等离子体射流相互作用，由于等离子体高温的作用，煤粉被快速加热，脱除挥发份并部分燃烧。
在反应器的下部是粉煤的气化室，两个气化剂和粉煤的进料管10、10′在径向相对安装，以切线方向进入气化反应器，切线方向与等离子体射流旋转方向一致。气化气体从反应器4下部排出，气化气体经除尘器6除尘、热交换器7等过程后输送到用户或下一步加工使用。
本发明所述的气化方法是将部分氧化剂和煤粉输入煤气化反应器中，与等离子射流充分接触，利用高温等离子射流脱除煤中的挥发分和发生部分燃烧反应。进入等离子体射流的煤粉和氧化剂混合流与等离子体射流成30度～45度的夹角。
在反应系统达到所需要的温度后，将气化用的的煤粉和气化剂流以切线方向进入气化反应器，以保证足够的气化时间，提高气化效率。气化气体经除尘、换热等净化处理后得到产品气。
由于气化温度在1300K以上，气化过程形成液态熔渣，熔渣流入水封熔渣冷却池。
具体实施方式
实施方式1
在等离子体发生器中，通入空气，同时打开等离子体发生器冷却进出水阀门，启动高频点火装置，调节发生器电源旋钮，产生等离子体射流。调节至所需要的功率时，按计量将粉煤和部分氧化剂(空气)以与气化反应器轴向成30度的夹角供入，将气化反应器加热到1500K以上。将气化所用的粉煤、过热蒸气、氧化剂流从切向进入气化器，气化粉煤与水蒸气之比为1∶1，调节粉煤与氧化剂的比例及等离子体发生器的输出功率，保持系统温度1300K，所得的气体组成(vol)CO 21.1％和H2 20.5％，CO2含量小于5％。
实施方式2
在等离子体发生器中，通入空气，同时打开等离子体发生器冷却进出水阀门，启动高频点火装置，调节发生器电源旋钮，产生等离子体射流。调节至所需要的功率时，按计量将粉煤和部分氧化剂以与气化反应器轴向成30度的夹角供入，将气化反应器加热到1500K以上。将气化所用的粉煤、过热蒸气、氧化剂流从切向进入气化器，气化粉煤与水蒸气之比为1∶1.2，调节粉煤与氧化剂的比例及等离子体发生器的输出功率，保持系统温度1400K，所得的气体组成(vol)CO 22.1％和H2 21.5％，CO2含量小于4％。
实施方式3
在等离子体发生器中，通入空气，同时打开等离子体发生器冷却进出水阀门，启动高频点火装置，调节发生器电源旋钮，产生等离子体射流。调节至所需要的功率时，按计量将粉煤和部分氧化剂(空气)以与气化反应器轴向成30度的夹角供入，将气化反应器加热到1500K以上。将气化所用的粉煤、过热蒸气、氧化剂流从切向进入气化器，气化粉煤与水蒸气之比为1∶1.1，调节粉煤与氧化剂的比例及等离子体发生器的输出功率，保持系统温度1500K，所得的气体组成(vol)CO 20.1％和H2 22.5％，CO2含量小于3％。

Claims (4)

1.一种等离子体煤气化的方法，其特征在于在等离子体发生器中通入氧化剂，产生等离子体射流，粉煤与部分氧化剂的混合物以30度～45度的角度喷入等离子体射流中，在气化反应器上部发生部分燃烧和脱除挥发分反应，随后将粉煤、气化剂、氧化剂的混合流以切线方向供入气化反应器，与炽热的炭粒和部分燃烧的产物相接触，发生气化反应，实现煤的气化，气化反应的温度控制在1300K～1500K，其中所述的气化剂为过热水蒸气。
2.按照权利要求1所述等离子体煤气化的方法，其特征在于粉煤的粒度70％以上小于80微米，送粉煤进入等离子体射流的部分氧化剂量占总氧化剂量的25％～35％。
3.按照权利要求1所述等离子体煤气化的方法，其特征在于氧化剂是空气或氧气，气化剂是350℃以上的过热水蒸气。
4.实现权利要求1所述的等离子体煤气化方法的装置，其特征在于主要包括电源(1)、等离子体发生器(2)、供料设备(3)、气化反应器(4)、熔渣冷却和收集槽(5)、除尘设备(6)、气体换热设备(7)；电源(1)与等离子体发生器(2)相连，等离子体发生器(2)位于气化反应器(4)上方，其轴线与气化反应器(4)的轴线重合；供料设备(3)通过进料管(9、9′)和进料管(10、10′)与气化反应器(4)相连；熔渣冷却和收集槽(5)位于气化反应器(4)下方；气化气体从气化反应器下部排出，经除尘设备(6)、气体换热设备(7)进行处理；气化反应器(4)由两部分组成，上部是粉煤与等离子射流接触的粉煤加热和部分燃烧室，在径向相对安装的两个粉煤进料管(9、9′)与气化反应器(4)轴向成30度～45度的夹角，下部是粉煤的气化室，气化剂和粉煤混合流的两个进料管(10、10′)在径向相对安装，以切线方向与气化反应器(4)相连。
CN 03138797 2003-07-03 2003-07-03 等离子体进行煤气化的方法及装置 Expired - Fee Related CN1210381C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 03138797 CN1210381C (zh) 2003-07-03 2003-07-03 等离子体进行煤气化的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 03138797 CN1210381C (zh) 2003-07-03 2003-07-03 等离子体进行煤气化的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1478869A CN1478869A (zh) 2004-03-03
CN1210381C true CN1210381C (zh) 2005-07-13

Family

ID=34154911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 03138797 Expired - Fee Related CN1210381C (zh) 2003-07-03 2003-07-03 等离子体进行煤气化的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1210381C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275762A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 衢州市广源生活垃圾液化技术研究所 等离子体流化床气化装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101775313B (zh) * 2010-03-06 2011-03-30 太原理工大学 一种气流床气化炉
CN102093915B (zh) * 2010-12-17 2013-05-01 南通海鹰机电集团有限公司 生物质发电系统重整反应釜
AT510686B1 (de) * 2011-02-23 2012-06-15 Sgl Carbon Se Verfahren zum aufarbeiten von verbrauchtem kohlenstoffhaltigen kathodenmaterial
CN104593080A (zh) * 2015-01-20 2015-05-06 上海绿颉新能源科技有限公司 一种高效等离子炉气化系统
CN106367547B (zh) * 2016-08-02 2019-02-05 华北理工大学 一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置
CN109652152A (zh) * 2017-10-12 2019-04-19 中国石油化工股份有限公司 煤催化气化制甲烷的装置及方法
CN108328571A (zh) * 2018-03-16 2018-07-27 中国科学院合肥物质科学研究院 一种等离子体煤气化制富氢合成气的装置及方法
CN112430477A (zh) * 2020-11-27 2021-03-02 西安交通大学 一种低温等离子体煤或生物质气化系统和方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275762A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 衢州市广源生活垃圾液化技术研究所 等离子体流化床气化装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1478869A (zh) 2004-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5877237B2 (ja) バイオマスから低タール合成ガスを製造する方法および装置
US8038747B2 (en) Methods and systems for partial moderator bypass
KR101625152B1 (ko) 극초단파 플라즈마 바이오매스 가스화 고정층 가스화기 및 방법
RU2633565C1 (ru) Способ и установка для сопряженного пиролиза биомассы под давлением
CN101063050B (zh) 一种煤气生产方法
US20110162278A1 (en) System for removing fine particulates from syngas produced by gasifier
JP2004534903A (ja) 石炭からクリーンなエネルギーを生み出す方法
CN1775920A (zh) 多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉及其工业应用
CN1210381C (zh) 等离子体进行煤气化的方法及装置
WO2014023149A1 (zh) 生物质燃料二氧化碳循环无氧气化方法及设备
AU2011254034A1 (en) Gasification quench chamber and scrubber assembly
KR100214916B1 (ko) 폐타이어로부터의 카본블랙제조방법 및 그 제조장치
CN1974732A (zh) 气化煤气和热解煤气共制合成气工艺
CN1169910C (zh) 用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法
CN100445244C (zh) 防止等离子体煤裂解制乙炔反应器通道结焦的方法及结构
CN1062587C (zh) 多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉及其应用
CN86101230A (zh) 气化和转化载碳体
RU2233312C1 (ru) Способ получения синтез-газа из водоугольной суспензии
US8754001B2 (en) Self sustained system for sorbent production
WO2023098450A1 (zh) 一种炼焦和烟气处理系统及方法
CN113881460B (zh) 一种多弧等离子体气化炉
CN111491889A (zh) 合成气的生产方法
CN1274791C (zh) 一种等离子煤气化工艺及装置
CN112662436B (zh) 一种无烟煤低甲烷气化工艺及气化炉
CN110240944B (zh) 粉煤常压高温裂解富氧气化联产煤气和半焦的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee