喷嘴及煤加氢气化反应系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种喷嘴及煤加氢气化反应系统，其中，该喷嘴包括：两端开口的第一壳体和等离子体产生装置；第一壳体置于煤加氢气化炉的内部，第一壳体的第一端与煤加氢气化炉的气体入口相连通，第一壳体的第二端为自由端；等离子体产生装置置于煤加氢气化炉的外部且与气体入口相连通，等离子体产生装置用于接收含氢气体，并使含氢气体产生具有预设温度的等离子体，以及将等离子体输送至煤加氢气化炉内。本实用新型专利技术中，等离子体产生装置产生的等离子体能够满足煤加氢气化反应对氢气温度的要求，无需消耗部分氢气以加热氢气，大大节省了氢气的消耗量，设备投资少，节约成本；此外，氢气等离子体的反应活性更强，进一步促进煤加氢气化反应。

Gasification reaction system of nozzles and coal hydrogenation

The utility model provides a nozzle and hydrogasification system, wherein, the nozzle comprises a first shell and open at both ends of the plasma generating device; inside the first casing coal hydrogenation gasification furnace, gas entrance of the first housing and the first end of the coal hydrogenation gasification furnace is communicated with the first housing second the end is a free end; the external plasma generating device in coal hydrogenation gasification furnace and the gas entrance is communicated with a plasma generating device for receiving a hydrogen containing gas, and the hydrogen containing gas with plasma and the preset temperature, the plasma is transported to the hydrogenation of coal gasification furnace. In the utility model, the plasma plasma device can meet the requirements of hydrogasification of hydrogen temperature, no need to consume part of hydrogen by heating hydrogen, greatly saves the consumption of hydrogen, less equipment investment, saving the cost; in addition, the reaction is more active hydrogen plasma, further promote coal hydrogasification reaction.

【技术实现步骤摘要】
喷嘴及煤加氢气化反应系统
本技术涉及煤气化
，具体而言，涉及一种喷嘴及煤加氢气化反应系统。
技术介绍
目前，煤气化技术能够将煤转化为煤气和焦油，再对煤气和焦油进行充分利用，有效地提高了煤的利用价值，缓解了对石油和天然气的需求。在煤气化技术中较为常用的一种技术是煤加氢气化，煤加氢气化是煤与过量的氢气在一定的温度和压力下进行气化反应生成富甲烷的合成气、轻质油品和清洁半焦的过程。为了更好地促进煤加氢气化反应的发生，通常在煤加氢气化炉前设置高温高压的氢气加热炉。在加热炉内通过过量的氢气与适量的氧气燃烧，以消耗部分氢气为代价将剩余的氢气加热到所需的较高温度，再将加热后的氢气输送至煤加氢气化炉中与煤层碰撞发生煤加氢气化反应。这种通过加热炉加热氢气的方法虽然能够使得氢气的温度满足煤加氢气化反应所需的反应温度，但是，消耗了部分原料氢气，大大增加了工艺成本。
技术实现思路
鉴于此，本技术提出了一种喷嘴，旨在解决现有技术中煤加氢气化反应中加热氢气时造成氢气消耗量大的问题。本技术还提出了一种煤加氢气化反应系统。一个方面，本技术提出了一种喷嘴，该喷嘴包括：两端开口的第一壳体和等离子体产生装置；其中，第一壳体置于煤加氢气化炉的内部，第一壳体的第一端与煤加氢气化炉的气体入口相连通，第一壳体的第二端为自由端；等离子体产生装置置于煤加氢气化炉的外部且与气体入口相连通，等离子体产生装置用于接收含氢气体，并使含氢气体产生具有预设温度的等离子体，以及将等离子体输送至煤加氢气化炉内。进一步地，上述喷嘴中，等离子体产生装置包括：一端开口一端封闭的第二壳体、阴极体、阳极体和供电装置；其中，第二壳体置于煤加氢气化炉的外部，并且，第二壳体的开口端与气体入口相连通，第二壳体的侧壁开设有进气口；阳极体设置于第一壳体内，阴极体连接于第二壳体的内壁；供电装置的正极与阳极体相连接，供电装置的负极与阴极体相连接，供电装置用于为阳极体和阴极体供电以使含氢气体产生等离子体。进一步地，上述喷嘴中，等离子体产生装置还包括：线圈；其中，第一壳体为导电体，线圈缠绕于第一壳体的外壁，第一壳体的内壁为阳极体；第二壳体的开口端的位置与第一壳体的第一端的位置相对应且均与气体入口相连通；阴极体的第一端与第一壳体的内部空间相对应，供电装置的正极与线圈相连接，供电装置的负极与阴极体的第二端相连接，供电装置用于为线圈和阴极体供电以使阴极体与第一壳体的内壁之间产生电弧，电弧用于电离含氢气体以产生等离子体。进一步地，上述喷嘴中，阴极体的第二端穿设于第二壳体的封闭端且置于第二壳体的外部。进一步地，上述喷嘴中，等离子体产生装置还包括：绝缘的支撑体；其中，阴极体通过支撑体与第二壳体的内壁相连接。进一步地，上述喷嘴中，第一壳体的截面为圆形，第一壳体具有预设直径。本技术中，通过等离子体产生装置使得输送至煤加氢气化炉内的含氢气体产生具有预设温度的等离子体，该等离子体能够满足煤加氢气化反应对氢气温度的要求，进而使得氢气等离子体更好地与煤进行煤加氢气化反应，与现有技术中通过消耗氢气来加热氢气以为煤加氢气化反应提供热量的方式相比较，无需消耗部分氢气以加热氢气，大大节省了氢气的消耗量，解决了现有技术中煤加氢气化反应中加热氢气时造成氢气消耗量大的问题，还可以大幅度提高反应温度，并且，等离子产生装置相较于现有技术中的加热炉设备，设备投资少，节约成本；此外，等离子体产生装置产生的氢气等离子体的反应活性相较于氢气更强，能够进一步促进煤加氢气化反应，使得煤加氢气化反应得到的油品更轻质化，附加值更高。另一方面，本技术还提出了一种煤加氢气化反应系统，该系统包括：煤加氢气化炉和上述任一种的喷嘴；其中，煤加氢气化炉开设有气体入口；喷嘴的第一壳体置于煤加氢气化炉的内部，并且，第一壳体的第一端与气体入口相连通；喷嘴的等离子体产生装置置于煤加氢气化炉的外部且与气体入口相连通。进一步地，上述煤加氢气化反应系统中，气体入口至少为两个，喷嘴至少为两个，各喷嘴与各气体入口一一对应设置。进一步地，上述煤加氢气化反应系统中，各气体入口分别开设于煤加氢气化炉的顶壁和/或靠近顶壁的侧壁。进一步地，上述煤加氢气化反应系统中，位于同一圆周的各气体入口沿圆周方向均匀分布。进一步地，上述煤加氢气化反应系统还包括：净化分离装置和膜分离装置；其中，煤加氢气化炉开设有气体出口，气体出口通过净化分离装置与膜分离装置的入口相连接，净化分离装置用于对煤加氢气化炉中产生的合成气进行净化，膜分离装置的入口用于接收净化后的合成气；膜分离装置的出口与等离子体产生装置相连接，膜分离装置的出口用于将合成气中分离出的氢气输送至等离子体产生装置。进一步地，上述煤加氢气化反应系统还包括：压力调节装置和氢氧燃料电池；其中，膜分离装置的出口还通过压力调节装置与氢氧燃料电池的氢气入口相连接，膜分离装置的出口还用于将合成气中分离出的氢气输送至压力调节装置中，压力调节装置用于调节氢气的压力，并将调压后的氢气输送至氢氧燃料电池；氢氧燃料电池用于与供电装置相连接，利用氢气产生电能，并将电能供应给供电装置。本技术中，通过等离子体产生装置产生的具有预设温度的等离子体能够满足煤加氢气化反应对氢气温度的要求，进而使得氢气等离子体更好地与煤进行煤加氢气化反应，与现有技术中通过消耗氢气来加热氢气以为煤加氢气化反应提供热量的方式相比较，无需消耗部分氢气以加热氢气，大大节省了氢气的消耗量，还可以大幅度提高反应温度，并且，等离子产生装置相较于现有技术中的加热炉设备，设备投资少，节约成本，同时，氢气等离子体的反应活性相较于氢气更强，能够进一步促进煤加氢气化反应，使得煤加氢气化反应得到的油品更轻质化，附加值更高，同时降低煤加氢气化炉的内壁耐温要求，便于煤加氢气化炉内壁材质的选择。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本技术实施例提供的喷嘴的结构示意图；图2为本技术实施例提供的煤加氢气化反应系统的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。喷嘴实施例：参见图1，图1为本技术实施例提供的喷嘴的结构示意图。如图所示，喷嘴可以包括：第一壳体1和等离子体产生装置2。其中，第一壳体1的两端均为开口端。第一壳体1置于煤加氢气化炉的内部，第一壳体1的第一端(图1所示的右端)与煤加氢气化炉的气体入口相连通，第一壳体1的第二端(图1所示的左端)为自由端。优选的，第一壳体1的第一端的位置与气体入口的位置相对应。本领域技术人员应该理解，煤加氢气化炉开设有气体入口和煤粉入口，气体入口用于接收氢气，煤粉入口用于接收煤粉。氢气与煤粉在一定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷嘴，其特征在于，包括：两端开口的第一壳体(1)和等离子体产生装置(2)；其中，所述第一壳体(1)置于煤加氢气化炉的内部，所述第一壳体(1)的第一端与所述煤加氢气化炉的气体入口相连通，所述第一壳体(1)的第二端为自由端；所述等离子体产生装置(2)置于所述煤加氢气化炉的外部且与所述气体入口相连通，所述等离子体产生装置(2)用于接收含氢气体，并使含氢气体产生具有预设温度的等离子体，以及将所述等离子体输送至所述煤加氢气化炉内。

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴，其特征在于，包括：两端开口的第一壳体(1)和等离子体产生装置(2)；其中，所述第一壳体(1)置于煤加氢气化炉的内部，所述第一壳体(1)的第一端与所述煤加氢气化炉的气体入口相连通，所述第一壳体(1)的第二端为自由端；所述等离子体产生装置(2)置于所述煤加氢气化炉的外部且与所述气体入口相连通，所述等离子体产生装置(2)用于接收含氢气体，并使含氢气体产生具有预设温度的等离子体，以及将所述等离子体输送至所述煤加氢气化炉内。2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述等离子体产生装置(2)包括：一端开口一端封闭的第二壳体(21)、阴极体(22)、阳极体和供电装置(24)；其中，所述第二壳体(21)置于所述煤加氢气化炉的外部，并且，第二壳体(21)的开口端与所述气体入口相连通，所述第二壳体(21)的侧壁开设有进气口(211)；所述阳极体设置于所述第一壳体(1)内，所述阴极体(22)连接于所述第二壳体(21)的内壁；所述供电装置(24)的正极与所述阳极体相连接，所述供电装置(24)的负极与所述阴极体(22)相连接，所述供电装置(24)用于为所述阳极体和所述阴极体(22)供电以使所述含氢气体产生所述等离子体。3.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述等离子体产生装置(2)还包括：线圈(23)；其中，所述第一壳体(1)为导电体，所述线圈(23)缠绕于所述第一壳体(1)的外壁，所述第一壳体(1)的内壁为所述阳极体；所述第二壳体(21)的开口端的位置与所述第一壳体(1)的第一端的位置相对应且均与所述气体入口相连通；所述阴极体(22)的第一端与所述第一壳体(21)的内部空间相对应，所述供电装置(24)的正极与所述线圈(23)相连接，所述供电装置(24)的负极与所述阴极体(22)的第二端相连接，所述供电装置(24)用于为所述线圈(23)和所述阴极体(22)供电以使所述阴极体(22)与所述第一壳体(1)的内壁之间产生电弧，所述电弧用于电离所述含氢气体以产生所述等离子体。4.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，所述阴极体(22)的第二端穿设于所述第二壳体(21)的封闭端且置于所述第二壳体(21)的外部。5.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述等离子体产生装置(2)还包括：绝缘的支撑体(25)；其中，所述阴极体(22)通过所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽荣，汪国庆，方科学，刘明，段所行，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13