本实用新型专利技术涉及一种固定床煤气化与煤气化制氢系统。所述固定床煤气化与煤气化制氢系统，其包括若干并排的气化室，从气化剂发生装置产生的气化剂，经过气化室左右两侧墙壁内的气化剂通道和内侧墙体上设有的均匀布气孔直接送入气化室，使气化室内的煤料与气化剂直接接触实现煤气化。由多个煤气化室组成的固定床与双集气管网构成气化系统，通过协调和分时段煤气化工艺过程控制，实现高效煤气化及有效分离和提高煤气中氢气等主要成分的相对比例和纯度，完成煤气化和煤气化制氢等产品生产。本实用新型专利技术所述的固定床煤气化与煤气化制氢系统，能够实现高效煤气化和煤气化制氢。能够实现高效煤气化和煤气化制氢。能够实现高效煤气化和煤气化制氢。
【技术实现步骤摘要】
一种固定床煤气化与煤气化制氢系统
[0001]本技术涉及煤气化与煤气化制氢设备系统，具体说是一种固定床煤气化与煤气化制氢系统。
技术介绍
[0002]我国缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的自然资源结构，决定了我国能源结构和煤炭长期在工业和经济中的重要地位。如何清洁利用我国相对丰富的煤炭资源，提升我国能源与工业技术水平和发展煤化工已成为国家能源和资源利用的重大发展方向。各种规模的高能耗工业生产和煤化工过程离不开煤气化与合成气的制备，煤气化是实现煤炭清洁和高效利用的主要途径和必要手段。
[0003]现有煤气化及其装置和技术，已从最初的常压固定床鲁奇炉技术原理和基本装置结构发展和衍生出种类繁多且不同规模的煤气化技术和装置。一般以气化装置压力可分类为，常压气化和加压气化；以气化温度可分类为，低温气化、中温气化、高温气化；以煤料在气化炉内的移动状态可分类为，固定床、流化床、气流床；以气化煤料的材料状态可分类为，粉煤、块煤、水煤浆；以煤气化采用的氧化剂可分类为，空气、富氧、纯氧；以气化装置煤气产出位置可分类为，一段式、二段式、多段式等等。其中以常压固定床煤气化技术和装置最简单和成本最低。
[0004]现有煤气化技术和装置往往是以上多种分类特点的组合和发展，比如常压固定层间歇式无烟煤气化技术、常压固定层无烟煤富氧连续气化技术、鲁奇固定层煤加压气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术、恩德沸腾层(温克勒)粉煤气化技术、GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术、多元料浆加压气化技术、多喷嘴(四烧嘴)水煤浆加压气化技术、壳牌(Shell)干煤粉加压气化技术、GSP 干煤粉加压气化技术、两段式干煤粉加压气化技术、四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术等等。这些煤气化工艺技术和系统，各有其优缺点和适用范围，完成煤炭气化产生混合煤气。但由于设备系统和技术方法的复杂化，其普及和应用受到设备系统规模和投资规模，以及原料与运行成本等方面的严重限制和制约。
[0005]现有固定床煤气化技术及特点
[0006]固定床气化炉是最早开发出的仅具有单一气化室的煤气化炉，其下部为炉排，用以支撑上面的固定煤层。通常，煤料为块煤，从气化炉的顶部加入；而气化剂(氧或空气和水蒸汽)则从炉子的下部供入，形成气固间的逆向流动。气化剂进入煤气化炉(煤气化装置)，其中的氧与底部的煤料发生燃烧，产生煤气化所需要的热能；通过控制气化剂进入煤气化炉的量，在底部形成和维持一个燃烧
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半燃烧层，实现其上方煤层的持续煤干馏和气化反应。这种煤气化技术的特点是技术和固定床结构简单，可为常压或加压气化，但单位容积的煤处理量小、效率低、气化温度低、污染严重、大型化困难。
[0007]现有固定床煤气化技术，无论是现有常压还是加压固定床煤气化技术，虽然在规模、效率和设备系统有很大改进，但依然是基于传统固定床煤气化炉结构和原理；其气化剂由氧化剂(空气、富氧或纯氧)和水蒸汽构成，其中氧化剂与煤料在煤气化空间内发生燃烧
反应，产生煤料气化所需要的热能；通过控制氧化剂量维持煤料的燃烧
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半燃烧状态，生产维持煤气化反应所需要的热能。因而，依然存在设备和生产规模小、效率低、气化温度低和污染严重等问题。
[0008]因此，现有固定床煤气化技术和煤气化装置存在以下四个主要缺点：
[0009]1)气化剂中的氧与煤气化炉内的部分煤料燃烧生产局部高温；煤气化炉内存在的过高和过低非均匀气化温度分布，导致有效气化温度低、气化与能源效率低和污染排放高，特别是以空气为氧化剂的常压固定床煤气化技术。
[0010]2)气化剂中的氧与煤气化炉内的部分煤料燃烧生产的局部高温，直接造成煤气化炉内壁出现局部高温，从而导致局部腐蚀或粘结，严重影响煤气化炉的寿命和运行安全。
[0011]3)煤气化炉的运行状态和气化效率是通过控制进入炉内的氧化剂量来实现，具体是通过对煤料的燃烧
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半燃烧状态和气化温度的调节和控制。然而，其难以实现有效控制，导致煤气化炉的气化效率和能源效率低。
[0012]4)煤料以连续或断续进料方式送入气化炉，产生的是包括煤焦油、甲烷、氢气、一氧化碳等复杂成分的复合煤气，对于煤气成分的提纯和分离非常不利，严重影响煤炭作为重要煤化工原料的清洁和高效利用。
技术实现思路
[0013]针对现有固定床煤气化技术中在煤气化效率、生产规模、污染排放、煤气和氢气成分提纯和分离等方面存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种固定床煤气化与煤气化制氢系统，以实现大规模、清洁高效、低能耗、低污染、低设备投资、低生产成本，及有效提纯和分离氢气和其他煤气主要成分。
[0014]为达到以上目的，本技术采取的技术方案是：
[0015]一种固定床煤气化与煤气化制氢系统，其特征在于：
[0016]所述固定床煤气化与煤气化制氢系统采用与内热式煤干馏炉基本相同或相似的专利炉体结构设计和规格。一般，所述煤气化室(4)宽0.4～0.8m、长10～ 25m、高4～8m，气化室的顶部设有加煤孔和煤气上升管(对应于焦炉的机侧或焦侧)，气化室的两端用炉门封闭。煤料经加煤车以顶装或捣固侧装的方式加入煤气化室后即与空气隔绝。所述固定床煤气化与煤气化制氢系统由若干并排的煤气化室(4)组成，每一个煤气化室(4)都构成一个单体固定床煤气化单元，提供煤料气化需要的气化反应空间和条件；从高温气化剂发生装置(1)产生的高温气化剂，经过气化剂通道(6)直接送入各煤气化室(4)，使煤气化室(4)内的煤料与高温气化剂直接接触进行煤气化。
[0017]所述的固定床煤气化与煤气化制氢系统，其特征在于：所述煤气化室(4) 的左右两侧墙壁均为气化剂通透墙(7)，其上设有若干均匀分布的布气孔(5)，在气化剂通透墙(7)外侧，沿气化剂通透墙(7)长度方向设有若干均匀间隔的气化剂通道(6)；每条气化剂通道(6)沿煤气化室(4)的高度方向走向，高温气化剂通过布气孔(5)自由地从气化剂通道(6)进入煤气化室(4)；相邻煤气化室(4)的气化剂通道(6)之间由构筑的气化剂通道隔墙(8)分隔。
[0018]所述的固定床煤气化与煤气化制氢系统，其特征在于：各煤气化室(4)的气化剂通透墙(7)采用高温耐火砖砌成，且耐火砖在堆砌时通过预留缝隙构成布气孔(5)；或所述气
化剂通透墙(7)采用孔型高温耐火砖砌成，所述孔型高温耐火砖上设有若干均匀分布的布气孔(5)；或所述气化剂通透墙(7)采用孔型高温耐火砖和高温耐火砖砌成，而构成若干均匀分布的布气孔(5)。
[0019]所述的固定床煤气化与煤气化制氢系统，其特征在于：每个气化剂通道(6) 的底部均与气化剂通道分配管路(3)连接，顶部封闭；所述气化剂通道分配管路(3)和气化剂输配管道(2)连接，气化剂输配管道(2)和高温气化剂发生装置(1)连接。
[0020]所述的固定床煤气化与煤气化制氢系统的固定床与相应煤气管路和控制设备系统，构成煤气化和煤气化制氢设备系统，其特征在于：所述各煤气化室(4)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固定床煤气化与煤气化制氢系统，其特征在于：包括煤气化室(4)，所述煤气化室(4)的宽为0.4～0.8m、长为10～25m、高为4～8m，煤气化室的顶部设有加煤孔和煤气上升管；在固定床煤气化系统的机侧或出灰侧，煤气化室的两端用炉门封闭；煤料经加煤车以顶装或捣固侧装的方式加入煤气化室后即与空气隔绝；固定床结构由若干并排的煤气化室(4)组成，每一个煤气化室(4)都构成一个单体固定床煤气化单元，提供煤料气化需要的气化反应空间和条件；从高温气化剂发生装置(1)产生的高温气化剂，经过气化剂通道(6)直接送入各煤气化室(4)，使煤气化室(4)内的煤料与高温气化剂直接接触进行煤气化；所述煤气化室(4)的左右两侧墙壁均为气化剂通透墙(7)，所述气化剂通透墙(7)上设有若干均匀分布的布气孔(5)，在气化剂通透墙(7)外侧，沿气化剂通透墙(7)长度方向设有若干均匀间隔的气化剂通道(6)；每条气化剂通道(6)沿煤气化室(4)的高度方向走向，高温气化剂通过布气孔(5)自由地从气化剂通道(6)进入煤气化室(4)；相邻煤气化室(4)的气化剂通道(6)之间由构筑的气化剂通道隔墙(8)分隔；各煤气化室(4)的气化剂通透墙(7)采用高温耐火砖砌成，且耐火砖在堆砌时通过预留缝隙构成布气孔(5)；或所述气化剂通透墙(7)采用孔型高温耐火砖砌成，所述孔型高温耐火砖上设有若干均匀分布的布气孔(5)；或所述气化剂通透墙(7)采用孔型高温耐火砖和高温耐火砖砌成，而构成若干均匀分布的布气孔(5)；每个气化剂通道(6)的底部均与气化剂通道分配管路(3)连接，顶部封闭；所述气化剂通道分配管路(3)和气化剂输配管道(2)连接，气化剂输配管道(2)和高温气化剂发生装置(1)连接。2.根据权利要求1所述的一种固定床煤气化与煤气化制氢系统，其特征在于：所述固定床煤气化与煤气化制氢系统还包括固定床煤气化系统(22)与相应煤气管路和控制设备系统，各煤气化室(4)的顶端均有煤气出口，煤气经煤气出口、上升管和三向阀或具有三向阀功能的设备，由三向阀与控制系统(23)导出；根据煤气化和煤气化制氢生产工艺需要，煤气经三向阀与控制系统(23)向左输送，进入粗煤气集气总管系统；或向右输送，进入高纯度混合煤气集气总管系统。3.根据权利要求2所述的一种固...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓辉，
申请(专利权)人：陈晓辉，
类型：新型
国别省市：
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