本公开涉及一种煤加氢气化装置，包括炉体，所述炉体具有反应区以及半焦下落区，所述半焦下落区位于所述反应区的下方，且与所述反应区连通；所述反应区的侧壁底部设置有气体出口，所述半焦下落区内的顶部设置有气体引导结构，以使从所述反应区下落的半焦中携带的部分油气在所述气体引导结构的作用下由所述气体出口排出，从而同时提高了油品和甲烷的产率。从而同时提高了油品和甲烷的产率。从而同时提高了油品和甲烷的产率。
【技术实现步骤摘要】
煤加氢气化装置
[0001]本公开涉及煤气化
，尤其涉及一种煤加氢气化装置。
技术介绍
[0002]煤加氢气化是煤粉与氢气在一定条件下反应，生成甲烷、轻质芳烃油品和洁净半焦的过程。煤加氢气化反应过程中先后发生快速加氢热解、挥发分二次裂解及活性半焦加氢气化等反应。
[0003]具体地，煤粉在炉体内发生快速热解，产生大量的自由基小分子与活泼氢气分子结合，形成优质的油品和半焦。油品和半焦之后会继续发生二次反应。其中，油品中的分子在持续的高温条件下容易裂解成更小的分子，转成甲烷等链式结构，在炉体内二次反应生成气体产物，导致油品产率减少。其中，半焦在持续的高温条件下，剩余的挥发分继续析出，半焦中含氧官能团、烷基侧链深度分解转化成小分子气体，并发生半焦缩聚，即在炉体内二次反应产生甲烷等气体。
[0004]为了减少油品二次反应影响，若将反应温度降低，会减少油品二次裂解，提高油品产率，但是温度降低会导致半焦中的挥发分较难或者无法析出，即减弱了半焦二次反应，导致甲烷产率降低。因此，如何同时保证油品产率和甲烷产率成为亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种煤加氢气化装置。
[0006]本公开提供了一种煤加氢气化装置，包括炉体，所述炉体具有反应区以及半焦下落区，所述半焦下落区位于所述反应区的下方，且与所述反应区连通；
[0007]所述反应区的侧壁底部设置有气体出口，所述半焦下落区内的顶部设置有气体引导结构，以使从所述反应区下落的半焦中携带的部分油气在所述气体引导结构的作用下由所述气体出口排出。
[0008]可选的，所述气体引导结构包括两端开口的物料下落管，所述物料下落管竖向设置在所述半焦下落区内的顶部，以使由所述反应区下落的半焦经所述物料下落管进入至所述半焦下落区内；
[0009]所述物料下落管的顶端开口口径大于所述物料下落管的底端开口口径，以使所述半焦中携带的部分油气在所述物料下落管的管壁的挤压作用下向所述气体出口处流动。
[0010]可选的，在沿所述物料下落管的顶端至所述物料下落管的底端的方向上，所述物料下落管的内径逐渐减小，以使所述物料下落管形成为锥形管。
[0011]可选的，所述物料下落管的内侧壁与水平面之间的夹角范围为30
°
～60
°
；
[0012]所述物料下落管的竖向高度不大于所述半焦下落区高度的1/3。
[0013]可选的，所述气体出口处设置有激冷装置，所述激冷装置具有激冷介质出口，所述激冷装置用于向所述气体出口处喷射激冷介质，以降低流动至所述气体出口处的油气的温
度。
[0014]可选的，所述激冷介质出口朝向远离所述炉体内腔的方向倾斜设置，以使所述激冷介质的出射方向与所述半焦的下落方向互不干涉。
[0015]可选的，所述激冷介质出口的中轴线与所述气体出口的中轴线之间的夹角小于45
°
。
[0016]可选的，所述激冷装置包括至少两个激冷喷嘴，所述激冷喷嘴的喷射口形成为所述激冷介质出口，至少两个所述激冷喷嘴沿所述气体出口的周向均匀排布；
[0017]或者，所述激冷装置包括环设在所述气体出口处的激冷环，所述激冷环具有至少两个所述激冷介质出口，至少两个所述激冷介质出口沿所述激冷环的周向均匀排布。
[0018]可选的，所述半焦下落区的侧壁上还设置有气体排放口。
[0019]可选的，所述气体排放口靠近所述半焦下落区的顶部设置。
[0020]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0021]本公开提供的煤加氢气化装置，通过使炉体具有反应区和位于反应区下方的半焦下落区，在反应区的侧壁底部设置气体出口，反应区内反应产生的半焦携带油气一起下落，由于半焦下落区内的顶部设置有气体引导结构，半焦中携带的部分油气会在气体引导结构的作用下上升，由气体出口排出，从而在一定程度上减少了进入至半焦下落区内的油气量，即减少了油气的二次裂解，在一定程度上提高了油品的产率，而半焦则在重力作用下落至半焦下落区内继续反应，从而保证了甲烷的产率。也就是说，本公开的煤加氢气化装置通过上述设置，既可以实现半焦的继续反应，增加甲烷产率，又可以减少油品的二次裂解，提高油品产率，使得油品的产率和甲烷的产率均得以保证，保障了加氢气化总碳转化率在较高水平。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0023]为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本公开实施例所述的煤加氢气化装置的结构示意图；
[0025]图2为图1中气体出口处的结构放大图。
[0026]其中，1、炉体；10、进料口；11、反应区；111、气体出口；12、半焦下落区；120、气体引导结构；121、物料下落管；122、气体排放口；123、排渣口；13、激冷装置；130、激冷介质出口；131、激冷喷嘴。
具体实施方式
[0027]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采
用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]煤加氢气化是在中温(800℃
‑
1000℃)、高压(5MPa
‑
10MPa)和富氢条件下，煤粉与氢气反应直接生成甲烷、轻质芳烃油品和洁净半焦的过程。加氢气化反应过程中先后发生快速加氢热解、挥发分二次裂解及活性半焦加氢气化等反应。
[0030]具体地，加氢气化过程中分别发生如下反应：
[0031]1)煤粉发生快速热解，煤颗粒经历一个温升过程，在非常短的时间内煤粉中大量挥发分释放并发生强烈的解聚和分解反应，为热解的一次反应过程，产生大量的自由基小分子与活泼氢气分子结合，形成优质的油气(油气中含有油品)和半焦。油气和半焦之后会继续发生二次反应。
[0032]2)油品二次反应：油气中的分子由于源于挥发分中小分子加氢，分子结构较为简单，多为单环和双环芳香族结构物，在持续的高温条件下，容易分解成更小的分子，转成甲烷等链式结构，成为气体产物，造成油气中油品产率减少。
[0033]3)半焦二次反应：在持续的高温条件下，半焦中剩余的挥发分继续析出，半焦中含氧官能团、烷基侧链深度分解转化成小分子气体，并发生半焦缩聚，产生甲烷等气体。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤加氢气化装置，其特征在于，包括炉体(1)，所述炉体(1)具有反应区(11)以及半焦下落区(12)，所述半焦下落区(12)位于所述反应区(11)的下方，且与所述反应区(11)连通；所述反应区(11)的侧壁底部设置有气体出口(111)，所述半焦下落区(12)内的顶部设置有气体引导结构(120)，以使从所述反应区(11)下落的半焦中携带的部分油气在所述气体引导结构(120)的作用下由所述气体出口(111)排出。2.根据权利要求1所述的煤加氢气化装置，其特征在于，所述气体引导结构(120)包括两端开口的物料下落管(121)，所述物料下落管(121)竖向设置在所述半焦下落区(12)内的顶部，以使由所述反应区(11)下落的半焦经所述物料下落管(121)进入至所述半焦下落区(12)内；所述物料下落管(121)的顶端开口口径大于所述物料下落管(121)的底端开口口径，以使所述半焦中携带的部分油气在所述物料下落管(121)的管壁的挤压作用下向所述气体出口(111)处流动。3.根据权利要求2所述的煤加氢气化装置，其特征在于，在沿所述物料下落管(121)的顶端至所述物料下落管(121)的底端的方向上，所述物料下落管(121)的内径逐渐减小，以使所述物料下落管(121)形成为锥形管。4.根据权利要求3所述的煤加氢气化装置，其特征在于，所述物料下落管(121)的内侧壁与水平面之间的夹角范围为30
°
～60
°
；所述物料下落管(121)的竖向高度不大于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，王浩强，孙中卫，徐泽颖，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。