一种加氢气化炉制造技术

本申请公开了一种加氢气化炉。加氢气化炉包括反应室。反应室的顶壁具有喷嘴，喷嘴用于向反应室通入煤粉、氢气和氧气，反应室用于供煤粉、氢气和氧气进行煤加氢气化反应。其中，反应室中具有调节部，调节部为管状结构，调节部的第一端与喷嘴的外周面连接，第二端与反应室的底壁间隔预设距离。本申请通过设置调节部，使得在煤粉、氢气和氧气在进行煤加氢气化反应之前在调节部中快速升温以及进一步混合，从而提高了碳转化率及油品收率。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢气化炉
本申请涉及煤气化领域，尤其涉及一种加氢气化炉。
技术介绍
随着煤的梯级利用技术的发展，尤其是粉煤加氢气化技术的发展，煤中高附加值的挥发份的提取，越来越受业界重视。加氢气化技术采用气流床气化技术，挥发分的提取需要煤粉与氢气进行快速混合升温，同时进行煤粉的快速分散，以保障高温氢气与煤粉及相变气化的挥发份的充分接触，从而达到在最短的时间内完成挥发份与氢自由基的结合，有效提高碳转化率及油品收率。但随着气化炉处理量增大后，尤其是达到千吨级规模后，常规喷嘴布置形式，容易造成喷嘴喷射区域的大量回流，回流气体大大降低喷嘴出口煤粉混合升温速率，严重影响煤粉挥发分的快速相变，进而影响油品收率及碳转化率。申请内容本申请提供一种加氢气化炉，能够提高油品收率及碳转化率。本申请的实施例提供了一种加氢气化炉。加氢气化炉包括反应室。反应室的顶壁具有喷嘴，喷嘴用于向反应室通入煤粉、氢气和氧气，反应室用于供煤粉、氢气和氧气进行煤加氢气化反应。其中，反应室中具有调节部，调节部为管状结构，调节部的第一端与喷嘴的外周面连接，第二端与反应室的底壁间隔预设距离。在其中一些实施例中，调节部包括第一管段，第一管段的内壁面为圆柱面。在其中一些实施例中，调节部包括第二管段，第二管段的内壁面为自上至下逐渐扩张的扩张面。在其中一些实施例中，第二管段的内壁面为圆锥面。在其中一些实施例中，第二管段位于第一管段的下游。在其中一些实施例中，喷嘴的数量为至少两个，各喷嘴均匀布置。在其中一些实施例中，喷嘴的数量为四个，四个喷嘴分别位于正方形的四个角。在其中一些实施例中，调节部的数量为至少两个，每个调节部分别与一个喷嘴对应设置。在其中一些实施例中，喷嘴具有喷煤口和喷气口，喷煤口用于喷射煤粉，喷气口用于喷射氢气和氧气，喷气口包括第一喷气口和第二喷气口，第一喷气口和第二喷气口分别位于喷煤口的两侧，第一喷气口的轴线、第二喷气口的轴线和喷煤口的轴线位于同一平面，且第一喷气口所在的第一喷气管路的轴线、第二喷气口所在的第二喷气管路的轴线和喷煤口所在的喷煤管路的轴线相交于一处。第一管段的轴向高度是第一喷气口和第二喷气口的距离的3-5倍。第一管段的内径是喷嘴的外径的1-2倍。在其中一些实施例中，喷嘴具有出煤口和出气口，出煤口用于喷射煤粉，出气口用于喷射氢气和氧气，出气口为沿出煤口的边沿设置的环状结构，且出气口面向出煤口的轴线。第一管段的轴向高度设置成气体在第一管段中的停留时间小于或等于1.5秒。第一管段的内径是喷嘴的外径的2-3倍。在其中一些实施例中，第二管段的轴向高度是第一管段的内径的3-5倍。圆锥面的锥角的角度为10-20度。根据本申请的实施例提供的一种加氢气化炉。加氢气化炉包括反应室。反应室的顶壁具有喷嘴，喷嘴用于向反应室通入煤粉、氢气和氧气，反应室用于供煤粉、氢气和氧气进行煤加氢气化反应。其中，反应室中具有调节部，调节部为管状结构，调节部的第一端与喷嘴的外周面连接，第二端与反应室的底壁间隔预设距离。本申请通过设置调节部，使得在煤粉、氢气和氧气在进行煤加氢气化反应之前在调节部中快速升温以及进一步混合，从而提高了碳转化率及油品收率。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例中加氢气化炉的结构示意图；图2为本申请第一种实施例中调节部的在第一角度的结构示意图；图3为本申请第二种实施例中调节部的在第一角度的结构示意图；图4为本申请第一种实施例中调节部的在第二角度的结构示意图；图5为本申请实施例中喷嘴喷射区直径变化对流场影响的示意图；图6为本申请实施例中撞击混合型喷嘴的结构示意图；图7为本申请实施例中剪切混合型喷嘴的结构示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。参阅图1，本申请的实施例提供了一种加氢气化炉1。加氢气化炉1具有外壳10，外壳10限定出收容腔11，收容腔11中具有反应室20，可以还具有换热室30和物料排放室40。反应室20用于供煤粉、氢气和氧气进行煤加氢气化反应，生成粗煤气和半焦。反应室20可以为轴线呈竖直延伸的筒状结构。反应室20的顶壁具有喷嘴50，喷嘴50用于向反应室20通入煤粉、氢气和氧气。参阅图6，喷嘴50可以是撞击混合型喷嘴51。可选地，撞击混合型喷嘴51可以为圆台状结构。撞击混合型喷嘴51具有喷煤口510和喷气口，喷煤口510用于喷射煤粉，喷气口用于喷射氢气和氧气，喷气口包括第一喷气口511和第二喷气口512，第一喷气口511和第二喷气口512分别位于喷煤口510的两侧，第一喷气口511的轴线、第二喷气口512的轴线和喷煤口510的轴线位于同一平面，且所述第一喷气口511所在的第一喷气管路514的轴线、所述第二喷气口512所在的第二喷气管路515的轴线和所述喷煤口510所在的喷煤管路513的轴线相交于一处，以使得煤粉、氢气和氧气呈撞击混合。参阅图7，喷嘴50也为可以是剪切混合型喷嘴52。可选地，剪切混合型喷嘴52可以为圆柱状结构。剪切混合型喷嘴52具有出煤口520和出气口521，出煤口520用于喷射煤粉，出气口521用于喷射氢气和氧气。出气口521为沿出煤口520的边沿设置的环状结构，且出气口521面向出煤口520的轴线，以使得煤粉、氢气和氧气呈剪切混合。喷嘴50的数量可以为至少两个，各喷嘴50均匀布置。例如，喷嘴50的数量可以为四个，四个喷嘴50分别位于正方形的四个角。通过上述设置，有效控制了煤粉在反应室20中的停留时间，提高油品收率及甲烷产量。参阅图2-4，反应室20中具有调节部60，调节部60为管状结构。管状结构的内径的径向截面可以为圆形。管状结构的轴线可以呈竖直延伸。调节部60在自身的轴向上的第一端与喷嘴50的外周面连接，与第一端相对设置的第二端与反应室20的底壁间隔预设距离。为便于理解，可以将上述设置看作，调节部60与喷嘴50共同构成喷射单元，喷射单元喷出的煤粉、氢气和氧气在反应室20中进行煤加氢气化反应。由于调节部60位于预设温度下的反应室20中，因此喷嘴50喷出的煤粉、氢气和氧气在调节部60中快速升温以及进一步混合，然后通入反应室20中进行煤加氢气化反应，从而提高了碳转化率及油品收率，获得了更好的经济性。调节部60的数量可以为至少两个，每个调节部60分别与一个喷嘴50对应设置。例如，喷嘴50的数量为四个时，调节部60的数量可以为四个。调节部60可以包括第一管段61，第一管段61的内壁面为圆柱面。第一管段61中的流场参阅图5。上述的第一管段61是煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢气化炉，其特征在于，包括：/n反应室，顶壁具有喷嘴，所述喷嘴用于向所述反应室通入煤粉、氢气和氧气，所述反应室用于供所述煤粉、所述氢气和所述氧气进行煤加氢气化反应；/n其中，所述反应室中具有调节部，所述调节部为管状结构，所述调节部的第一端与所述喷嘴的外周面连接，第二端与所述反应室的底壁间隔预设距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种加氢气化炉，其特征在于，包括：
反应室，顶壁具有喷嘴，所述喷嘴用于向所述反应室通入煤粉、氢气和氧气，所述反应室用于供所述煤粉、所述氢气和所述氧气进行煤加氢气化反应；
其中，所述反应室中具有调节部，所述调节部为管状结构，所述调节部的第一端与所述喷嘴的外周面连接，第二端与所述反应室的底壁间隔预设距离。


2.如权利要求1所述的加氢气化炉，其特征在于，
所述调节部包括第一管段，所述第一管段的内壁面为圆柱面。


3.如权利要求2所述的加氢气化炉，其特征在于，
所述调节部包括第二管段，所述第二管段的内壁面为自上至下逐渐扩张的扩张面。


4.如权利要求3所述的加氢气化炉，其特征在于，
所述第二管段的内壁面为圆锥面。


5.如权利要求3所述的加氢气化炉，其特征在于，
所述第二管段位于所述第一管段的下游。


6.如权利要求1所述的加氢气化炉，其特征在于，
所述喷嘴的数量为至少两个，各所述喷嘴均匀布置；
优选地，所述喷嘴的数量为四个，四个所述喷嘴分别位于正方形的四个角。


7.如权利要求6所述的加氢气化炉，其特征在于，
所述调节部的数量为至少两个，每个所述调节部分别与一个喷嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：方科学，周三，刘明，孙中卫，马丽荣，董亚军，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13