一种块煤和沫煤复合气化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种块煤和沫煤复合气化系统，其反应器包括炉腔，所述炉腔自下而上分为无机残渣段、混合氧化段、块煤气化段、块煤干馏段和块煤干燥段；块煤加料组件和炉腔顶部连接，用于将原料块煤加入炉腔顶部；沫煤加料组件在反应器侧面和炉腔混合氧化段连接，用于将原料沫煤加入炉腔混合氧化段。本实用新型专利技术采用的块煤和沫煤复合气化系统，原料块煤从反应器顶部加入，保持了块煤固定床气化能效利用率，提高反应器上部区域热解反应效率，增加热解产物，而沫煤加入混合氧化段与氧化剂反应，实现快速氧化，提高了氧化气的时空产率。原料煤可以使用相同煤种或不同煤种，拓展了原料来源，提升经济性。提升经济性。提升经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种块煤和沫煤复合气化系统


[0001]本技术涉及煤加工领域，具体涉及一种块煤和沫煤复合气化系统。

技术介绍

[0002]煤气化是将固体煤炭或含炭物质通过高温热转化成粗合成气的固体转变为气体的过程，煤气化是实现煤炭高效清洁利用的有效途径，也是煤化工的龙头，提高煤炭气化的效能和经济性是煤气化技术发展的主要方向。目前，固定床气化炉无一例外都是使用块煤进行气化，而煤矿大型机械化开采的商品煤是块煤少沫煤多，而现有的煤气化技术要么只能气化块煤，要么只能气化沫煤或粉煤，这样就使得煤矿开采和煤气化在煤的粒度上严重不匹配，给煤矿企业和煤化工企业的生产管理和成本都带来不小的损失。尤其在煤制天然气领域，优选使用块煤固定床气化技术，带来更加严重的块煤沫煤比例失调，使得沫煤的利用问题凸显。
[0003]目前，解决块煤沫煤比例失调的思路是在同一项目中采用两种气化技术，也就是块煤固定床气化与沫煤或粉煤气流床或流化床气化耦合，以此来实现生产过程中块煤和沫煤的平衡。但不同气化技术即使使用同一煤种，其所产生的煤气组分有很大不同，这又带来后续工序不同，加大了投资、运行成本和管理难度，同时，由于目前使用沫煤的气化技术主要是气流床气化技术，而其产生的煤气中不含CH4，使得其用于煤制天然气时经济性相对较差，给解决沫煤问题带来新的问题。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于现有沫煤不能用于固定床气化的问题，从而提供一种块煤和沫煤复合气化系统。
[0005]为此，本技术采用如下技术方案：
[0006]本技术提供一种块煤和沫煤复合气化系统，包括反应器、块煤加料组件、沫煤加料组件和残渣排放组件，所述反应器包括炉腔，所述炉腔自下而上分为无机残渣段、混合氧化段、块煤气化段、块煤干馏段和块煤干燥段；
[0007]所述块煤加料组件和炉腔顶部连接，用于将原料块煤加入炉腔顶部；
[0008]所述沫煤加料组件在反应器侧面和炉腔混合氧化段连接，用于将原料沫煤加入炉腔混合氧化段。
[0009]进一步地，所述沫煤加料组件包括依次设置的沫煤给料装置、粉磨装置和煤气混合送料装置；
[0010]所述煤气混合送料装置包括和粉磨装置连接的沫煤料仓、和反应器连接的给料罐，以及在设置在沫煤料仓和给料罐之间的沫煤锁斗；
[0011]所述沫煤锁斗与惰性气源相连接，惰性气氛通入所述沫煤锁斗中进行换气并和沫煤进行充分混合；
[0012]所述给料罐与惰性气源相连接，惰性气氛通入所述给料罐中用于和沫煤充分混合
后送入反应器中。
[0013]所述沫煤加料组件在反应器侧面和炉腔混合氧化段连接处设置有一组独立的喷嘴或多只组合式喷嘴，用于将沫煤和惰性气氛的混合物送入反应器中。优选地，组合式烧嘴为6
‑
10组，在反应器下部沿圆周均布。
[0014]所述块煤加料组件包括块煤锁斗，所述块煤锁斗与惰性气源相连接，惰性气氛通入所述块煤锁斗中进行换气并将块煤送入反应器中。
[0015]所述块煤和沫煤复合气化系统还包括：
[0016]氧化剂源，所述氧化剂源在反应器侧面和炉腔混合氧化段连接，将氧化剂源加入炉腔混合氧化段；优选地，所述氧化剂和原料沫煤使用同一组组合式喷嘴直接加入反应器。
[0017]筛分装置，用于将原料煤筛分为原料块煤和原料沫煤，并分别送入块煤加料组件和沫煤加料组件；
[0018]热风炉，用于对粉磨装置内的沫煤进行加热干燥；
[0019]助熔剂给料装置，用于提供助熔剂，和沫煤给料装置给出的沫煤混合进入粉磨装置。
[0020]本技术还提供一种块煤和沫煤复合气化方法，采用上述块煤和沫煤复合气化系统，包括如下步骤：
[0021]S1、将原料煤通过筛分装置筛分为原料块煤和原料沫煤，并分别送入块煤加料组件和沫煤加料组件；
[0022]S2：原料沫煤在粉磨装置中磨碎干燥后进入煤气混合送料装置，使用惰性气氛换气并在沫煤给料罐中加压；优选地，当需要助熔剂时，助熔剂从在原料沫煤送入粉磨装置前和原料沫煤进行混合；
[0023]原料块煤使用惰性气氛换气；
[0024]S3：原料块煤从反应器顶部进入腔内，依次由块煤干燥段、块煤干馏段、块煤气化段下行至混合氧化段；
[0025]原料沫煤和氧化剂从反应器的下部由喷嘴直接喷入混合氧化段；
[0026]氧化剂和块煤及沫煤在混合氧化段发生氧化反应，生成氧化气和液体无机残渣；
[0027]S4、氧化气上行，依次通过块煤气化段、块煤干馏段和块煤干燥段，与从反应器顶部加入的块煤逆向接触并发生气化反应、干馏反应以及对块煤进行干燥，得到产品气，产品气自炉腔顶部侧面排出；
[0028]S5、液态无机残渣下行，经反应器底部排出进入残渣排放组件。
[0029]进一步地，
[0030]进入反应器的原料块煤和原料沫煤的质量比为65
‑
100:0
‑
35；
[0031]原料沫煤和氧化剂的比例为：每Kmol氧化剂配比的原料沫煤折纯碳质量为0Kg
‑
24Kg；
[0032]氧化剂的通入量为450～1950Kmol/h；
[0033]氧化剂包括O2，还包括水蒸气和CO2中的至少一种；
[0034]优选地，所述氧化剂为水蒸气、CO2和O2混合，(水蒸气+CO2)：O2的摩尔比为0.8～1.6。
[0035]所述混合氧化段的温度为1800～2400℃。
[0036]惰性气氛为CO2或N2中的至少一种，
[0037]所述沫煤给料罐中沫煤和惰性气氛比例为8
‑
17Kg/Nm3(标准立方米)；
[0038]优选地，所述惰性气氛为CO2，沫煤和CO2的比例为12
‑
17Kg/Nm3。
[0039]进入反应器的原料块煤粒径为5mm
‑
130mm，总水分含量在3wt％
‑
45wt％；进入反应器的原料沫煤粒径为0.075mm
‑
1.0mm，总水分含量在2wt％
‑
8wt％。
[0040]本技术技术方案，具有如下优点：
[0041](1)本技术采用的块煤和沫煤复合气化系统，原料块煤从反应器顶部加入，依次经过块煤干燥段、块煤干馏段和块煤气化段，保持了块煤固定床气化能效利用率，提高反应器上部区域热解反应效率，增加热解产物，尤其是产品气中高热值产物如CH4、C2H4、C2H6等烃类物质含量的特点，而沫煤加入混合氧化段与氧化剂反应，既能消耗沫煤又能充分发挥沫煤比表面积大能强化反应速度的优势，实现快速氧化，提高了氧化区时空产率。
[0042](2)本技术采用的块煤和沫煤复合气化系统，其沫煤加料组件中采用惰性气氛载气的方法将沫煤加入反应器中，确保整个加料系统的安全性，同时实现输料系统的高固气比。
[0043](3)本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种块煤和沫煤复合气化系统，包括反应器、块煤加料组件、沫煤加料组件和残渣排放组件，其特征在于，所述反应器包括炉腔，所述炉腔自下而上分为无机残渣段、混合氧化段、块煤气化段、块煤干馏段和块煤干燥段；所述块煤加料组件和炉腔顶部连接，用于将原料块煤加入炉腔顶部；所述沫煤加料组件在反应器侧面和炉腔混合氧化段连接，用于将原料沫煤加入炉腔混合氧化段。2.根据权利要求1所述的块煤和沫煤复合气化系统，其特征在于，所述沫煤加料组件包括依次设置的沫煤给料装置、粉磨装置和煤气混合送料装置；所述煤气混合送料装置包括和粉磨装置连接的沫煤料仓、和反应器连接的给料罐，以及设置在沫煤料仓和给料罐之间的沫煤锁斗；所述沫煤锁斗与惰性气源相连接，惰性气氛通入所述沫煤锁斗中进行换气并和沫煤进行充分混合；所述给料罐与惰性气源相连接，惰性气氛通入所述给料罐中用于和沫煤充分混合后送入反应器中。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，王小强，
申请(专利权)人：北京盈诚博远科技中心有限合伙，
类型：新型
国别省市：