CN212504742U - 一种煤粉的加氢气化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤粉的加氢气化系统，其包括加氢气化炉、旋风分离器、袋式除尘器、半焦收集罐、变压锁斗、发料罐和气流床气化炉；袋式除尘器的出料口和旋风分离器的出料口均与半焦收集罐的进料口通过管道连通；半焦收集罐的出料口与变压锁斗的进料口通过管道连通；变压锁斗的出料口与发料罐的进料口通过管道连通；发料罐的出料口和氧气管均与气流床气化炉的喷嘴连通。本实用新型的优点在于，本实用新型的系统连接关系简单，易实现，简化了工艺流程，减少了成本，操作简单化；提高了合成气的品质，并且使得半焦和合成气的热能得到有效利用回收；实现了半焦的回收利用，回收利用容易，提高了半焦的回收效率和利用率，有效的降低了原料成本。

Description

一种煤粉的加氢气化系统

技术领域：

本实用新型涉及一种加氢气化系统，特别涉及一种煤粉的加氢气化系统。

背景技术：

加氢气化是指含碳化合物与氢气在加氢气化炉内中温(700-1000℃)和高压(5-10MPa)的条件下反应，生成富含甲烷的粗煤气、高附加值芳烃油品和高热值半焦的过程。传统的气化炉顶部设有组合喷嘴，高温、高压的氢气、氧气和煤粉同时通过喷嘴进入气化炉内，高温的氢气与氧气发生贫氧燃烧反应得到1000℃以上的氢气，接着与煤粉接触发生煤的加氢热解反应，生成富含甲烷的粗煤气、具有高附加值的芳烃油品和具有高热值的半焦。

所产生的半焦、合成气下行到气化炉的半焦收集段内进行气固分离，所产的合成气从气化炉中上部的出气口排出到旋风分离器中进行初步分离净化，初步净化后的合成气通过废热锅炉进行热能回收，降温后的合成气进入粗煤气过滤器中进行再次净化后送油品回收工段。气化炉所产高温半焦通过气化炉底部排焦管进入半焦冷却器降温，降温后的半焦通过锁斗系统降压后外排。传统工艺中对合成气、半焦冷却困难，需要投入大型冷却设备(如废热锅炉+半焦冷却器)进行冷却，工艺流程较长，投资成本较高，操作复杂；另外所产半焦含碳量较高，目前被回收后制作成水煤浆，但是仅使用半焦制备成的水煤浆，其质量较差，其中的有效成分仅占20％，因此先要将回收后的半焦通过磨机进行细磨，然后混合一定量的煤粉和大量的水制成水煤浆之后作为原料被送到制备水煤气的气化炉中，该回收方式繁琐复杂，工作量大，回收效率较低，回收利用困难。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种连接关系简单，操作简单化，且减少了成本的煤粉的加氢气化系统。

本实用新型由如下技术方案实施：一种煤粉的加氢气化系统，其包括加氢气化炉、旋风分离器、袋式除尘器、半焦收集罐、变压锁斗、发料罐和气流床气化炉；

所述加氢气化炉的加氢气化烧嘴的进口分别与煤粉管道、氢气管和氧气管连通；所述煤粉管道还与所述加氢气化炉的煤粉喷嘴的进口连通；在所述加氢气化炉的底部连通设置有冷却气气管；

所述加氢气化炉的排料口与所述旋风分离器的进料口通过管道连通；所述旋风分离器的出气口与所述袋式除尘器的进气口通过管道连通；

所述袋式除尘器的出料口和所述旋风分离器的出料口均与所述半焦收集罐的进料口通过管道连通；所述半焦收集罐的出料口与所述变压锁斗的进料口通过管道连通；所述变压锁斗的出气口与所述袋式除尘器的进气口通过管道连通；

所述变压锁斗的出料口与所述发料罐的进料口通过管道连通；所述发料罐的出料口和所述氧气管均与所述气流床气化炉的喷嘴连通。

进一步的，在所述半焦收集罐与所述变压锁斗之间连通有第一压力平衡管；在所述变压锁斗上连通设置有输送气管；在所述变压锁斗与所述发料罐之间连通第二压力平衡管。

进一步的，在所述发料罐的出料口处设置有出料管，在所述出料管的出料端连通设置有送料管；所述送料管的一端与压缩机的出气口连通，所述压缩机的进气口与所述输送气管连通设置，所述送料管的另一端与所述气流床气化炉的喷嘴连通。

进一步的，所述袋式除尘器的出气口与所述输送气管的进气端连通。

进一步的，所述加氢气化炉的内腔从上向下依次分为加氢反应室、冷却收集室和冷却气气室；

在所述加氢反应室的顶部设有所述加氢气化烧嘴；在所述加氢反应室与所述冷却收集室之间设有圆锥料斗；

在所述冷却收集室的侧壁上设有若干个沿所述加氢气化炉周向设置的所述煤粉喷嘴；

在所述煤粉喷嘴下方的所述冷却收集室的侧壁上设置有所述排料口；

在所述冷却收集室与所述冷却气气室之间设有布气装置。

进一步的，所述煤粉喷嘴向下方倾斜，所述煤粉喷嘴的中心线与水平线之间的夹角为5°。

进一步的，所述布气装置包括布气板，在所述布气板上均匀开设有布气孔。

本实用新型的优点：1、本实用新型的系统连接关系简单，易实现，采用加氢气化炉的煤粉喷嘴喷煤粉+冷却气降温的形式，实现了对合成气、半焦的冷却，无需在投入大型冷却设备进行冷却，简化了工艺流程，减少了成本，操作简单化；2、煤粉喷嘴所喷出的煤粉对半焦和合成气起到了冷却降温的作用；同时合成气和半焦的高温使得煤粉发生了裂解，增加了合成气中有效气的成分，提高了合成气的品质，并且使得半焦和合成气的热能得到有效利用回收；3、由于煤粉喷嘴所喷出的煤粉的加入，使得所产的半焦中混合有煤粉，其活性也得到大大提高，非常适合作为原料被送到气流床气化炉中进行煤气化，实现了半焦的回收利用，并且该回收方式简单方便，回收利用容易，提高了半焦的回收效率和利用率，有效的降低了原料成本。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的整体结构示意图。

加氢气化炉1，加氢反应室1.1，冷却收集室1.2，冷却气气室1.3，加氢气化烧嘴1.4，圆锥料斗1.5，煤粉喷嘴1.6，排料口1.7，布气装置1.8，旋风分离器2，袋式除尘器3，半焦收集罐4，变压锁斗5，发料罐6，气流床气化炉7，煤粉管道8，氢气管9，氧气管10，冷却气气管11，第一压力平衡管12，输送气管13，第二压力平衡管14，出料管15，送料管16，压缩机17。

具体实施方式：

如图1所示，一种煤粉的加氢气化系统，其包括加氢气化炉1、旋风分离器2、袋式除尘器3、半焦收集罐4、变压锁斗5、发料罐6和气流床气化炉7；加氢气化炉1的加氢气化烧嘴1.4的进口分别与煤粉管道8、氢气管9和氧气管10连通；煤粉管道8还与加氢气化炉1的煤粉喷嘴1.6的进口连通；在加氢气化炉1的底部连通设置有冷却气气管11；加氢气化炉1的排料口1.7与旋风分离器2的进料口通过管道连通；旋风分离器2的出气口与袋式除尘器3的进气口通过管道连通；袋式除尘器3的出料口和旋风分离器2的出料口均与半焦收集罐4的进料口通过管道连通；半焦收集罐4的出料口与变压锁斗5的进料口通过管道连通；变压锁斗5的出气口与袋式除尘器3的进气口通过管道连通；变压锁斗5的出料口与发料罐6的进料口通过管道连通；发料罐6的出料口和氧气管10均与气流床气化炉7的喷嘴连通。

在半焦收集罐4与变压锁斗5之间连通有第一压力平衡管12；在变压锁斗5上连通设置有输送气管13；在变压锁斗5与发料罐6之间连通第二压力平衡管14。

在发料罐6的出料口处设置有出料管15，在出料管15的出料端连通设置有送料管16；送料管16的一端与压缩机17的出气口连通，压缩机17的进气口与输送气管13连通设置，送料管16的另一端与气流床气化炉7的喷嘴连通。

袋式除尘器3的出气口与输送气管13的进气端连通。

加氢气化炉1的内腔从上向下依次分为加氢反应室1.1、冷却收集室1.2和冷却气气室1.3；在加氢反应室1.1的顶部设有加氢气化烧嘴1.4；在加氢反应室1.1与冷却收集室1.2之间设有圆锥料斗1.5；在冷却收集室1.2的侧壁上设有若干个沿加氢气化炉1周向设置的煤粉喷嘴1.6；在煤粉喷嘴1.6下方的冷却收集室1.2的侧壁上设置有排料口1.7；在冷却收集室1.2与冷却气气室1.3之间设有布气装置1.8；煤粉喷嘴1.6向下方倾斜，煤粉喷嘴1.6的中心线与水平线之间的夹角为5°；布气装置1.8包括布气板，在布气板上均匀开设有布气孔。

工作过程：

首先通过加氢反应室1.1顶部的加氢气化烧嘴1.4向加氢气化炉1内部通入高温氢气和氧气发生贫氧燃烧反应得到高于1000℃的氢气，然后通过加氢气化烧嘴1.4再将煤粉喷入，高于1000℃的氢气与煤粉接触后发生煤的加氢热解反应，得到粗煤气和半焦。

合成气和半焦沿圆锥料斗1.5下行进入到冷却收集室1.2，煤粉喷嘴1.6喷出的煤粉对合成气和半焦起到了冷却降温的作用；同时合成气和半焦的高温使得煤粉发生了裂解，增加了合成气中有效气的成分，提高了合成气的品质，并且使得半焦和合成气的热能得到有效利用回收。

加氢气化炉1底部的冷却气气管11向冷却气气室1.3中通入冷却气，冷却气扩散之后通过布气装置1.8向上吹动合成气和半焦，对合成气和半焦进行降温，实现了对合成气、半焦的冷却，无需在投入大型冷却设备进行冷却，简化了工艺流程，减少了成本，操作简单化。

冷却气吹动合成气和半焦进入旋风分离器2内进行气固分离，粗煤气从旋风分离器2顶部的出气口排出送到袋式除尘器3内进行除尘，除尘后的合成气被送到后系统进行冷却提油，通过旋风分离器2和袋式除尘器3分离出的半焦被送到半焦收集罐4中；由于加氢气化炉1的压力为7.0Mpa，气流床气化炉7为传统的航天气化炉，其反应温度为1400℃，压力为6.0Mpa，故与旋风分离器2连通的半焦收集罐4内的压力为7.0Mpa，与气流床气化炉7连通的发料罐6内的压力为6.0Mpa；因此在送料的过程中，先给变压锁斗5通入输送气(即合成气)，使得变压锁斗5与半焦收集罐4中的压力一致，然后打开第一压力平衡管12上的阀门，使半焦收集罐4和变压锁斗5内的压力平衡，接着将半焦收集罐4内的半焦与煤粉的混合物送到变压锁斗5内，变压锁斗5满了之后，停止输送；再接着将变压锁斗5内的输送气向袋式除尘器3内排放，直到变压锁斗5内的压力与发料罐6内的压力相同之后，停止排放输送气；再然后打开第二压力平衡管14上的阀门，使得变压锁斗5内的压力与发料罐6内的压力平衡，接着将变压锁斗5内半焦与煤粉的混合物送到发料罐6中；当发料罐6满了之后，停止输送；向气流床气化炉7内发送混合物料时，打开出料管15和送料管16上的阀门以及压缩机17，输送气将物料吹送到气流床气化炉7内；由于煤粉喷嘴1.6所喷出的煤粉的加入，使得所产的半焦中混合有煤粉，其活性也得到大大提高，非常适合作为原料被送到气流床气化炉7中进行煤气化，实现了半焦的回收利用，并且该回收方式简单方便，回收利用容易，提高了半焦的回收效率和利用率，有效的降低了原料成本；本实用新型的系统连接关系简单，易实现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，其包括加氢气化炉、旋风分离器、袋式除尘器、半焦收集罐、变压锁斗、发料罐和气流床气化炉；

所述加氢气化炉的加氢气化烧嘴的进口分别与煤粉管道、氢气管和氧气管连通；所述煤粉管道还与所述加氢气化炉的煤粉喷嘴的进口连通；在所述加氢气化炉的底部连通设置有冷却气气管；

所述加氢气化炉的排料口与所述旋风分离器的进料口通过管道连通；所述旋风分离器的出气口与所述袋式除尘器的进气口通过管道连通；

所述袋式除尘器的出料口和所述旋风分离器的出料口均与所述半焦收集罐的进料口通过管道连通；所述半焦收集罐的出料口与所述变压锁斗的进料口通过管道连通；所述变压锁斗的出气口与所述袋式除尘器的进气口通过管道连通；

所述变压锁斗的出料口与所述发料罐的进料口通过管道连通；所述发料罐的出料口和所述氧气管均与所述气流床气化炉的喷嘴连通。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，在所述半焦收集罐与所述变压锁斗之间连通有第一压力平衡管；在所述变压锁斗上连通设置有输送气管；在所述变压锁斗与所述发料罐之间连通第二压力平衡管。

3.根据权利要求2所述的一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，在所述发料罐的出料口处设置有出料管，在所述出料管的出料端连通设置有送料管；所述送料管的一端与压缩机的出气口连通，所述压缩机的进气口与所述输送气管连通设置，所述送料管的另一端与所述气流床气化炉的喷嘴连通。

4.根据权利要求3所述的一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，所述袋式除尘器的出气口与所述输送气管的进气端连通。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，所述加氢气化炉的内腔从上向下依次分为加氢反应室、冷却收集室和冷却气气室；

在所述加氢反应室的顶部设有所述加氢气化烧嘴；在所述加氢反应室与所述冷却收集室之间设有圆锥料斗；

在所述冷却收集室的侧壁上设有若干个沿所述加氢气化炉周向设置的所述煤粉喷嘴；

在所述煤粉喷嘴下方的所述冷却收集室的侧壁上设置有所述排料口；

在所述冷却收集室与所述冷却气气室之间设有布气装置。

6.根据权利要求5所述的一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，所述煤粉喷嘴向下方倾斜，所述煤粉喷嘴的中心线与水平线之间的夹角为5°。

7.根据权利要求5所述的一种煤粉的加氢气化系统，其特征在于，所述布气装置包括布气板，在所述布气板上均匀开设有布气孔。

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