CN204508802U - 一种含焦油粗煤气反应制合成气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于煤气化技术领域，具体涉及一种含焦油粗煤气反应制合成气装置，包括焦油裂解系统、进料系统、气化剂系统及循环气系统，所述的焦油裂解系统包括焦油裂解器(14)、与焦油裂解器(14)底部灰渣出口连接的减压排灰装置(18)、与焦油裂解器(14)顶部煤气出口连接的气体整流器(16)；所述的进料系统包括与焦油裂解器(14)固体入口相连的混合给料器(11)，与焦油裂解器(14)底部流化气入口相连的流化气(2)。该装置具有更高的气流速率及循环倍率，能够提高碳转化率，拓宽气化原料的使用范围。
Description
技术领域
本实用新型属于煤气化技术领域，具体涉及一种含焦油粗煤气反应制合成气装置，用于粗煤气中焦油、甲烷及灰渣二次裂解制取合成气的循环流化床气化装置。
背景技术
经济社会的发展离不开能源的消耗，我国一次能源消耗中煤炭比重占68％以上，煤炭直接燃烧及单一转化的粗放式发展带来的环境污染日益严峻。现代煤化工的发展亟待在规模化应用、资源消耗、转化效率、三废排放等方面寻求突破。流化床反应器能够实现大规模煤气化应用，其不高的反应温度适应褐煤及年轻次烟煤的气化反应，然而，若将流化床气化炉的进料种类扩展至烟煤及生物质时，会出现粗煤气中焦油含量增加、碳转化率降低等缺陷，大量焦油的产生还会造成操作困难及环境污染。
操作过程中，粗煤气携带的焦油会污染合成气冷却器，使合成气冷却器出口温度远高于设计温度，最终导致蒸汽产量的大幅下降；焦油还会造成颗粒控制器(PCD)的运行故障，使PCD烧结金属滤芯的温度及压降迅速上升，严重时造成局部过热、堵塞系统等安全隐患。环境保护上，通过水洗将焦油和煤气分离后，含焦油废水需进一步处理，切实可行的方法之一就是焦油返回至气化炉中二次气化，需要设置焦油返回系统，并增加油-水分离设备，过程较繁琐，同时会增加气化炉的负荷，不利于气化参数的调控。经油-水分离后的废水中含有多种有机物，尤其是酚类物质含量较高，废水处理系统复杂、投资大、操作成本及维护费用高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够将粗煤气中焦油、甲烷及灰渣二次裂解的含焦油粗煤气反应制合成气装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
包括焦油裂解系统、进料系统、气化剂系统及循环气系统；
所述的焦油裂解系统包括焦油裂解器、与焦油裂解器底部灰渣出口连接的减压排灰装置、与焦油裂解器顶部煤气出口连接的气体整流器、气体整流器另一端连接外置气-固分离装置、外置气-固分离装置料腿底部与循环密封装置相连，循环密封装置另一端与焦油裂解器底部循环料入口连接；
所述的进料系统包括与焦油裂解器固体入口相连的混合给料器，与焦油裂解器底部流化气入口相连的流化气，且在焦油裂解器底部流化气入口与流化气相连接的管道上安装有气体流化器；
所述的气化剂系统包括与焦油裂解器气化剂入口连接的气氛混合器，气氛混合器入口分别连接蒸汽和氧气；
所述的循环气系统包括与焦油裂解器、外置气-固分离装置及循环密封装置连接的循环气，以及安装在与焦油裂解器、外置气-固分离装置、循环密封装置连接的循环气管道上的若干气体流化器。
所述的进料系统包括依次相连的锁斗、给料斗和混合给料器，在锁斗与给料斗、给料斗与混合给料器出口管线之间分别设置平衡装置，且混合给料器还与输送气相连通。
所述的若干气体流化器的个数为5～200个。
本实用新型的流化气包括含焦油粗煤气、氮气、二氧化碳、氧气、蒸汽其中的一种或多种的混合物。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优势：
焦油裂解器采用循环流化床反应原理，将粗煤气中焦油、甲烷及灰渣进行二次裂解。焦油裂解器分为下部颗粒分散区、中部氧化区及上部后处理区，焦油裂解器的气化剂口中通入氧气及蒸汽，以提高焦油裂解器氧化区的反应温度；含焦油粗煤气自焦油裂解器底部流化气口进入，将焦油裂解器内填充的固 体颗粒流化、分散、混合均匀，并上行进入焦油裂解器氧化区进行反应，未反应完全的残渣及焦油进一步通过焦油裂解器上部后处理区进行深度处理。相较于传统的流化床反应装置，焦油裂解反应装置气化温度高、气流速率及循环倍率高，结构紧凑、无任何移动件或内插件，具有更高的碳转化率，能够独立运行或配套其它气化装置使用，拓宽气化原料的使用范围。
通过设置气体整流器，提高焦油裂解器出口的煤气气速，改变气流方向，使灰渣颗粒与煤气预分离，提高外置气-固分离装置的分离效果；
通过设置外置气-固分离装置，将未完全转化的灰渣颗粒分离聚集，循环进入焦油裂解器底部，提高气化效率及碳转化率；
通过设置循环密封装置，调节循环负荷，提高固体介质的循环倍率；
通过设置若干气体流化器的数量为5～200个，使焦油裂解器器内床层处于松动流化状态，减小焦油裂解器压差，同时调节固体介质的循环倍率，提高气流速率。
附图说明
图1为本实用新型的装置结构示意图；
1、粉煤2、流化气3、输送气4、蒸汽5、氧气6、合成气7、循环气8、气体流化器9、锁斗10、给料斗11、混合给料器12、平衡装置13、气氛混合器14、焦油裂解器15、外置气-固分离装置16、气体整流器17、循环密封装置18、减压排灰装置
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。
如图1，本实用新型包括焦油裂解系统、进料系统、气化剂系统及循环气系统。
其中焦油裂解系统包括焦油裂解器14、与焦油裂解器14底部灰渣出口连接的减压排灰装置18、与焦油裂解器14顶部煤气出口连接的气体整流器16、 气体整流器16另一端连接外置气-固分离装置15、外围气-固分离装置15的上端与合成气管道相连排出合成气6，与外置气-固分离装置料腿底部连接的循环密封装置17、循环密封装置17另一端与焦油裂解器14底部循环料入口连接。
本实用新型的气体整流器16提高焦油裂解器14出口的煤气气速，改变气流方向，使灰渣颗粒与煤气达到预分离效果，外置气-固分离装置15将未完全转化的灰渣颗粒分离聚集，循环密封装置17用于调节循环负荷，提高固体介质的循环倍率，独特的设计能够有效提高气化效率及碳转化率。
进料系统包括依次相连的锁斗9、给料斗10和混合给料器11，锁斗入口通过管道与粉煤1相连，在锁斗9与给料斗10、给料斗10与混合给料器11出口管线之间分别设置平衡装置12，且混合给料器11还与输送气3相连通。与焦油裂解器14底部流化气入口相连的流化气2，且在焦油裂解器14底部流化气入口与流化气2相连接的管道上安装有气体流化器8；
气化剂系统包括与焦油裂解器14气化剂入口连接的气氛混合器13，蒸汽4和氧气5通过气氛混合器13通入焦油裂解器14，与焦油裂解器14内部的煤粉或焦油进行气化反应，其一用于提高焦油裂解器的气化温度，其二尽可能降低焦油、甲烷及灰渣含量，提高有效气(CO+H2)的浓度。
循环气系统包括与焦油裂解器14、外置气-固分离装置15及循环密封装置17连接的循环气7，以及安装在与焦油裂解器14、外置气-固分离装置15、循环密封装置17连接的循环气7管道上的5～200个气体流化器8。用于焦油裂解器内床层处于松动流化状态，减小焦油裂解器压差，同时调节固体循环倍率，提高气流速率。
焦油裂解器采用循环流化床反应原理，将粗煤气中焦油、甲烷及灰渣二次裂解，焦油裂解器分为下部颗粒分散区、中部氧化区及上部后处理区，焦油裂解器流化气口的流化气包括含焦油粗煤气、氮气、二氧化碳、氧气、蒸汽其中的一种或多种的混合物。该装置的优势之一是能够独立运行或与其它气化装置配套使用，配套运行时，含焦油粗煤气自焦油裂解器底部流化气口进入，将焦 油裂解器内填充的固体颗粒物流化、分散、混合均匀，并上行进入焦油裂解器内的氧化区进行反应，未反应完全的残渣及焦油进一步通过焦油裂解器上部后处理区进行深度处理。相较于传统的流化床反应装置，焦油裂解反应装置气化温度高、气流速率及循环倍率高，结构紧凑、无任何移动件或内插件，具有更高的碳转化率，能够独立运行或配套其它气化装置使用，拓宽气化原料的使用范围。
Claims (3)
1.一种含焦油粗煤气反应制合成气装置，其特征在于：包括焦油裂解系统、进料系统、气化剂系统及循环气系统；
所述的焦油裂解系统包括焦油裂解器(14)、与焦油裂解器(14)底部灰渣出口连接的减压排灰装置(18)、与焦油裂解器(14)顶部煤气出口连接的气体整流器(16)、气体整流器(16)另一端连接外置气-固分离装置(15)、外置气-固分离装置料腿底部与循环密封装置(17)相连，循环密封装置(17)另一端与焦油裂解器(14)底部循环料入口连接；
所述的进料系统包括与焦油裂解器(14)固体入口相连的混合给料器(11)，与焦油裂解器(14)底部流化气入口相连的流化气(2)，且在焦油裂解器(14)底部流化气入口与流化气(2)相连接的管道上安装有气体流化器(8)；
所述的气化剂系统包括与焦油裂解器(14)气化剂入口连接的气氛混合器(13)，气氛混合器(13)入口分别连接蒸汽(4)和氧气(5)；
所述的循环气系统包括与焦油裂解器(14)、外置气-固分离装置(15)及循环密封装置(17)连接的循环气(7)，以及安装在与焦油裂解器(14)、外置气-固分离装置(15)、循环密封装置(17)连接的循环气(7)管道上的若干气体流化器(8)。
2.根据权利要求1所述的含焦油粗煤气反应制合成气装置，其特征在于：所述的进料系统包括依次相连的锁斗(9)、给料斗(10)和混合给料器(11)，在锁斗(9)与给料斗(10)、给料斗(10)与混合给料器(11)出口管线之间分别设置平衡装置(12)，且混合给料器(11)还与输送气(3)相连通。
3.根据权利要求1所述的含焦油粗煤气反应制合成气装置，其特征在于：所述的若干气体流化器(8)的个数为5～200个。
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| CN201520190577.3U CN204508802U (zh) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 一种含焦油粗煤气反应制合成气装置 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109563422A (zh) * | 2016-06-06 | 2019-04-02 | 能源技术研究所 | 平衡接近反应器 |
| CN110819382A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-21 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种重油裂解气化装置及方法 |
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| CN109563422A (zh) * | 2016-06-06 | 2019-04-02 | 能源技术研究所 | 平衡接近反应器 |
| CN109563422B (zh) * | 2016-06-06 | 2021-12-17 | 克微科技有限公司 | 平衡接近反应器 |
| CN110819382A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-21 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种重油裂解气化装置及方法 |
| CN110819382B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-05-18 | 陕西延长石油（集团）有限责任公司 | 一种重油裂解气化装置及方法 |
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