一种含碳物质气化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种含碳物质干粉气化装置，其特征在于，包括下部冷却净化段，气化反应段，降温反应段，上部冷却净化段；所述的下部冷却净化段设置在装置的下部，入口与气化反应段的下出口相连；所述的气化反应段设置在装置的中下部，所述的气化反应段周向布置多个烧嘴，气化反应段的下出口连接下部冷却净化段，气化反应段的上出口连接降温反应段；所述的降温反应段设置在装置的中上部，入口与气化反应段的上出口相连，在连接处设置一个初步降温装置，用于向粗合成气内喷人适量的冷却物质；所述的上部冷却净化段设置在装置的上部，入口与降温反应段的上出口相连。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
所属
本技术涉及一种含碳物质气化装置，尤其是用于单台日处理量在2000吨以上的粉煤加压气化生产合成气的大型装置。
技术介绍
现代石油化工企业的发展趋势是大型化，规模化。高压气化装置大型化也是洁净煤气化技术发展的方向，但是现有气化装置都存在一定的问题。单喷嘴气化炉由于受到输煤的限制在大型化的方向受到一定的制约。采用了合成气上行流程的多个烧嘴的气化炉，能够进一步大型化，但是由于液渣流动方向与合成气流动方向相反，液渣落入渣池时会产生一定量的温度较低的水蒸气，其与液渣流动方向反向通过出渣口进入炉膛，此过程会降低液渣的温度。当液渣下落不均衡时容易出现液渣还未落入渣池就凝固的现象。由于没有足够的热量融化固渣，固渣往往会越积越厚最终造成出渣口堵塞的问题，引起装置停车。采用了合成气下行流程的多喷嘴气化炉也能够进一步大型化，但是为了充分利用炉膛空间，往往将烧嘴布置在炉膛上部接近炉顶的位置，反应过程的高温气和液渣会不断冲蚀炉膛顶部，容易引起炉膛顶部超温的现象，成为安全生产的隐患。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种含碳物质干粉气化装置，它能够减少堵渣和上部超温。本技术提供了一种含碳物质干粉气化装置，其特征在于，包括下部冷却净化段1，气化反应段2，降温反应段3，上部冷却净化段4；所述的下部冷却净化段1设置在装置的下部，入口与气化反应段2的下出口相连；所述的气化反应段2设置在装置的中下部，所述的气化反应段2周向布置多个烧嘴，气化反应段2的下出口连接下部冷却净化段1，气化反应段2的上出口连接降温反应段3；所述的降温反应段3设置在装置的中上部，入口与气化反应段2的上出口相连，在连接处设置一个初步降温装置31，用于向粗合成气内喷人适量的冷却物质，一方面冷却降温，另一方面补充反应物，在降温反应段3进一步完成飞灰中的碳的气化反应，提高合成气的氢碳比；所述的上部冷却净化段4设置在装置的上部，入口与降温反应段3的上出口相连。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的下部冷却净化段包括急冷装置，渣池，粗渣出口和合成气出口。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的气化反应段周向均布多个烧嘴，烧嘴可以布置1层，也可以布置多层。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征还在于烧嘴布置在气化室中间偏下的部位，使得反应过程的高温气和液渣会远离顶部，部分合成气上行，避免了冲刷和局部超温。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的降温碳反应段内设有测温装置。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的上部冷却净化段包括急冷装置，灰水池，合成气出口。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，初步降温装置喷入适量的冷却物质能够将合成气温度降低到t2（灰的软化温度）以下，并高于800℃。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的烧嘴布置为使得反应物喷出口后形成对冲效果（相对烧嘴中心线重合）或者旋切效果（相对烧嘴中心线与同一个圆相切），可以是同层烧嘴的对冲或旋切，也可以是不同层的烧嘴对冲或旋切。按照本技术装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述烧嘴布置在气化室中间偏下的部位。本技术提供了一种含碳物质干粉气化过程，其特征在于：包括以下步骤：i)将含碳物质与含氧的气化剂发生气化反应，生成主要成分为CO和H2的粗合成气及主要成分为无机物的灰渣；ii)部分粗合成气及大部分灰渣下行冷却净化，经过降温除灰的粗合成气送往后续流程，经过淬冷的灰渣经出渣口排出；其余部分粗合成气（例如大约70%）及飞灰上行与冷却物质混合降温，然后进入降温反应段，进行未完全反应的碳与补充的气化剂之间的反应，进一步提高碳的转化率并降低温度，提高合成气的氢碳比；反应后的粗合成气及飞灰经冷却、净化，除去粗合成气中的飞灰，洁净的低温粗合成气送往后续流程。按照本技术过程的一种具体实施方案，其特征在于：在步骤i)中将含碳物质与气化剂通过多个烧嘴喷入装置气化反应段。按照本技术方法的一种具体实施方案，其特征在于：含碳物质与气化剂在高温（1200℃～2000℃）高压（0.1MPa～11MPa）环境下快速反应。通常在某一压力下反应温度会在发生变化。按照本技术过程的一种具体实施方案，其特征在于：步骤ii)中所述其余部分约占总合成气的60%-80%（体积/体积），优选约占75%（体积/体积）。按照本技术过程的一种具体实施方案，其特征在于：步骤ii)中所述气化剂为水蒸气、雾化水或CO2，或其混合物。按照本技术过程的一种具体实施方案，其特征在于：步骤ii)中所述降温反应的温度约为800℃～t2（灰的软化温度）之间。按照本技术过程的一种具体实施方案，其特征在于：当出渣口出现堵渣倾向渣口压差变大时不断增加下行气量，缓慢提高出渣口的温度，慢慢熔掉多余的固渣，直至渣口压差回到正常范围。由于有一部分气体与粗渣下行就避免了粗渣冷却时产生的水蒸气进入炉膛冷却出渣口的液渣，同时高温的粗合成气下行为渣口位置提供足够的热量避免此处的固渣越积越多；当运行工况不稳时出现渣口处凝固过多的固渣时只需增加下行气的流量来熔化固渣，从而防止堵渣停炉。如果大部分气体上行，因此为了提供足够的反应空间，需要将烧嘴布置在气化反应段炉膛的中下部，使得气化反应的高温区远离炉膛上部，也减少了液渣冲刷对上部耐火料的侵蚀；同时在上出口设置了冷却降温装置，也一定程度降低了炉膛上部的温度，能够有效避免炉膛上部超温，消除了安全生产隐患。本技术由于采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：1、本技术采用了粗合成气上下同时出气的方式，一方面有效避免了上行出气方式的渣口堵渣问题，另一方面也避免了下行出气方式的顶部超温问题；2、由于增加了降温反应段，有效提高了碳转化率，提高合成气的氢碳比；3、由于采用了上下两种出气方式，减少了急冷水的用量。4、本技术采用了多烧嘴布置，有利于反应充分进行，也有利于装置的大型化；附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的一种气化过程示意图。图2是本技术的一种装置结构示意图。图中标记含义如下：1.下部冷却净本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碳物质干粉气化装置，其特征在于，包括下部冷却净化段，气化反应段，降温反应段，上部冷却净化段；所述的下部冷却净化段设置在装置的下部，入口与气化反应段的下出口相连；所述的气化反应段设置在装置的中下部，所述的气化反应段周向布置多个烧嘴，气化反应段的下出口连接下部冷却净化段，气化反应段的上出口连接降温反应段；所述的降温反应段设置在装置的中上部，入口与气化反应段的上出口相连，在连接处设置一个初步降温装置，用于向粗合成气内喷人适量的冷却物质；所述的上部冷却净化段设置在装置的上部，入口与降温反应段的上出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种含碳物质干粉气化装置，其特征在于，包括下部冷却净化段，
气化反应段，降温反应段，上部冷却净化段；
所述的下部冷却净化段设置在装置的下部，入口与气化反应段的下出
口相连；
所述的气化反应段设置在装置的中下部，所述的气化反应段周向布置
多个烧嘴，气化反应段的下出口连接下部冷却净化段，气化反应段的
上出口连接降温反应段；
所述的降温反应段设置在装置的中上部，入口与气化反应段的上出口
相连，在连接处设置一个初步降温装置，用于向粗合成气内喷人适量
的冷却物质；
所述的上部冷却净化段设置在装置的上部，入口与降温反应段的上出
口相连。
2.按照权利要求1所述的含碳物质干粉气化装置，其特征在于，所述
的下部冷却净化段包括急冷装置，渣池，粗渣出口和合成气出口。
3.按照权利要求1所述的含碳物质干粉气化装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：信伟，李红海，高瑞恒，陈永进，李晓飞，张燕，张礼，
申请(专利权)人：航天长征化学工程股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：