本发明专利技术提供一种分级气化移动床气化装置、及煤的分级气化方法及用途，该装置包括：受压外壳，在其顶部和底部分别具有第一开口和第二开口，在其上部侧面设置第一煤气出口，在其下部的同一水平面均匀设置至少两个气化剂喷嘴；加煤斗，设置于受压外壳顶部第一开口之上；煤分布器，设置于受压外壳内部的上部，还包括搅拌器；轴向对称水夹套，设置在受压外壳的第一煤气出口下方的内侧，其内部构成气化室；熔渣激冷室，设置在受压外壳底部第二开口之下，还包括循环激冷水入口和出口；及密封渣斗，设置在熔渣激冷室的下方；特征在于，在该移动床气化装置的受压外壳下部与至少两个气化剂喷嘴所处的同一水平面还交替均匀设置至少两个细煤及气化剂烧嘴。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体涉及一种含碳原料生产煤气的气化领域，具体而言涉及一种分级气化 的移动床气化装置、煤的分级气化方法及其用途。
技术介绍
煤炭气化是煤炭清洁高效转化的关键龙头技术，随着煤制油煤化工项目的建设而 得到迅速发展。气化技术中的移动床、流化床和气流床气化各有优缺点，均在我国得到不同 程度的工业应用。常压移动床气化因技术成熟、操作简单，在我国得到了广泛使用。其中发生炉煤气 因有效成分低、热值低而主要用作工业燃料气。水煤气炉则主要用于中小型化肥厂，采用间 歇操作生产水煤气或半水煤气，这种气化技术由于必须使用无烟块煤(或焦炭)为原料，不 仅价格高，而且间歇操作导致气化效率低，因此生产成本高。为进一步提高气化效率和减少 吹风气直接排放产生的污染，近几年，一些企业使用连续操作的富氧气化方法生产含氮煤 气，但仍然存在对无烟块煤的依赖问题。为提高气化炉生产能力和提高煤气热值，同时扩大煤种的使用范围，国外先后开 发了干法排灰的鲁奇(Lurgi)加压气化炉和液态排渣的BGL加压气化炉两种移动床气化工 艺。Lurgi (鲁奇)加压气化炉技术较成熟，由德国鲁奇公司开发，其操作压力2. 0 4. OMPa，产品煤气经热回收和除油，含有约8% 12%的甲烷和不饱和烃，适宜用作城市煤 气或进行多联产。粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可用作合成气，但相对流程长，产生大量 含酚废水且处理难度较大，一定程度上影响了该气化技术的经济指标。固定床液态排渣气化(BGL炉)技术是第二代固定床煤气化技术，由英国煤气公 司BGC与Lurgi公司合作开发，命名为BGL，操作压力为2. 5 3. OMPa，气化温度在1400 1600°C，取消了转动炉篦，灰渣以液态形式排出。由于高温操作，蒸汽消耗量大大减少，且蒸 汽分解率较高。BGL气化炉的气化强度比Lurgi炉提高3至4倍。由于蒸汽用量大大减少， 粗煤气中CO2含量由30 %降至3 % 5 %，煤气的热值提高约四分之一。目前这两种气化技术均在大型煤制油煤化工项目中得到应用，使用除了中强黏结 性煤以外的其它煤种为气化原料。但目前主要使用块煤为原料，如褐煤、长焰煤、贫瘦煤。而 随着机械化采煤技术的大量使用，使块煤产率下降，因此原料煤来源受限，价格高于粉煤。 另外，对热稳定性不好的煤最好采用成型技术先制成型煤，再加入气化炉，这无疑将增加原 料成本。因此，面对原料的困境，有必要开发一种同时适合块煤和粉煤气化的新型气化装 置。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上，提供一种能同时使用块煤和粉煤或煤浆的 气化装置，以克服目前固定床气化炉只能以块煤或块焦炭为气化原料的缺点，同时降低生产成本。另外，使用CO2输送煤粉时，可一定程度上减少氧气消耗。以解决目前的固定床气 化炉系统所存在的技术问题。本专利技术的一个方面，提供了一种分级气化移动床气化装置，包括受压外壳，在受压外壳的顶部具有第一开口，在受压外壳的底部具有第二开口，在 受压外壳的上部侧面设置第一煤气出口，在分级气化移动床气化装置的受压外壳下部的同 一水平面均勻设置至少两个气化剂喷嘴；加煤斗，设置于受压外壳顶部的第一开口之上；煤分布器，设置于受压外壳内部的上部，煤分布器包括搅拌器；轴向对称水夹套，设置在受压外壳的第一煤气出口下方的内侧，轴向对称水夹套 的内部构成气化室；熔渣激冷室，设置在受压外壳底部的第二开口之下，熔渣激冷室包括循环激冷水 入口和循环激冷水出口 ；以及密封渣斗，设置在熔渣激冷室的下方；其特征在于，在分级气化移动床气化装置的受压外壳下部与至少两个气化剂喷嘴 所处的同一水平面还交替均勻设置至少两个细煤及气化剂烧嘴，其中至少两个气化剂喷嘴 沿气化炉外壳于同一水平面均勻布置在气化炉底部，且至少两个气化剂喷嘴与至少两个细 煤及气化剂烧嘴在同一水平面内对称布置。优选地，熔渣激冷室的循环激冷水入口处于低于循环激冷水出口处。优选地，熔渣激冷室的循环激冷水入口处于熔渣激冷室的一侧，循环激冷水出口 处于远离循环激冷水入口的熔渣激冷室的另一侧。优选地，至少两个气化剂喷嘴与至少两个细煤及气化剂烧嘴分别选自两个气化剂 喷嘴与两个细煤及气化剂烧嘴、三个气化剂喷嘴与三个细煤及气化剂烧嘴、四个气化剂喷 嘴与四个细煤及气化剂烧嘴、五个气化剂喷嘴与五个细煤及气化剂烧嘴、或六个气化剂喷 嘴与六个细煤及气化剂烧嘴。优选地，设置四个气化剂喷嘴与两个细煤及气化剂烧嘴，两两气化剂喷嘴相邻设 置、在两组两两相邻设置的气化剂喷嘴之间一侧一个设置两个细煤及气化剂烧嘴，即以气 化剂喷嘴气化剂喷嘴细煤及气化剂烧嘴气化剂喷嘴气化剂喷嘴细煤及气化剂烧嘴的形式 环绕气化炉的受压外壳。优选地，细煤及气化剂烧嘴是由至少两层环形管道构成，其中细煤与气化剂通过 细煤及气化剂烧嘴的不同层的管道输送。优选地，加煤斗上端设置有原料煤进口，加煤斗的下端通过法兰与受压外壳顶部 的第一开口相连。优选地，第一煤气出口连接有洗气罐。洗气罐进一步包括第二煤气入口，设置在洗气罐的中部侧壁上且略低于第一煤气出口，并连接有第 二煤气管道且延伸入洗气罐的接近底部处，第二煤气出口，设置在洗气罐的上部侧壁或顶部上，并高于第二煤气入口，灰水排放口设置在洗气罐的底部，至少一层散气网，设置在洗气罐的下方，并安装在洗气罐的内壁上且环绕第二煤气管道，以及至少一层破泡条，设置在散气网的上方，并安装在洗气罐的内壁上且位于第二煤 气入口连接的第二煤气管道上方。在洗气罐盛装有用来洗气的灰水。灰水可通过设置在洗气罐底部的灰水排放口排 放。至少一层散气网，设置在洗气罐中用来洗气的灰水的下方，以有利于合成气在用来洗气 的灰水中的分散，而至少一层破泡条，位于用来洗气的灰水的上方，用来刺破经洗气的合成 气中的气泡，以有利于除去气泡中裹挟的水汽和固体物质。更优选地，延伸入洗气罐的接近底部处的第二煤气管道进一步包括气体分布器， 以利于所生成的合成气的分散和洗涤。更优选地，至少一层破泡条的每一根破泡条上均勻设置有金属刺。优选地，至少两个气化剂喷嘴与至少两个细煤及气化剂烧嘴可拆卸地均勻交错设 置于受压外壳上。优选地，至少两个细煤及气化剂烧嘴的每一个在喷口处设置有旋流器。优选地，至少两个气化剂喷嘴和至少两个细煤及气化剂烧嘴的喷口水平或向下设 置，与水平方向的角度范围为0-45°，优选0-30°，更优选0-20°。具体地，细煤及气化剂烧嘴可以是由两层环形管道构成、或由三层环形管道构成。例如，细煤及气化剂烧嘴由两层环形管道构成，则第二气化原料如细煤粉、水煤浆 或油煤浆可以通过外层的环形管道送入气化炉内部，而第二气化剂如氧气或富氧空气则通 过中心管道送入气化炉内部，反之亦然。如果细煤及气化剂烧嘴由三层环形管道构成则第二气化原料如细煤粉、水煤浆或 油煤浆可以通过环绕中心管道的内层环形管道送入气化炉内部，而第二气化剂如氧气或富 氧空气则通过中心管道和最外层的环形管道送入气化炉内部，反之亦然。其中第一气化剂选自氧气和水蒸气、或氧气和CO2,第二气化剂选自氧气、空气、富 氧空气、二氧化碳或水蒸气中的一种或两种以上的混合物，第二气化原料选自含碳粉料、含 碳浆料或含碳可燃气体，含碳粉料选自煤粉、煤液化残渣粉料、生物质粉料和含碳有机粉料 中的一种或两种以上的混合物，含碳浆料选自水煤浆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分级气化移动床气化装置（１００），包括：受压外壳（３），在所述受压外壳的顶部具有第一开口（３１），在所述受压外壳的底部具有第二开口（３３），在所述受压外壳的上部侧面设置第一煤气出口（４），在所述分级气化移动床气化装置（１００）的所述受压外壳（３）下部的同一水平面均匀设置至少两个气化剂喷嘴（１０）；加煤斗（１），设置于所述受压外壳顶部的第一开口（３１）之上；煤分布器（２），设置于所述受压外壳内部的上部，所述煤分布器（２）包括搅拌器；轴向对称水夹套（５），设置在所述受压外壳（３）的所述第一煤气出口（４）下方的内侧，所述轴向对称水夹套（５）的内部构成气化室（６）；熔渣激冷室（８），设置在所述受压外壳（３）底部的所述第二开口（３３）之下，所述熔渣激冷室（８）包括循环激冷水入口（８１）和循环激冷水出口（８３）；以及密封渣斗（９），设置在所述熔渣激冷室（８）的下方；其特征在于，在所述分级气化移动床气化装置（１００）的所述受压外壳（３）下部与所述至少两个气化剂喷嘴（１０）所处的同一水平面还交替均匀设置至少两个细煤及气化剂烧嘴（７），其中所述至少两个气化剂喷嘴沿气化炉外壳（３）于同一水平面均匀布置在气化炉底部，且所述至少两个气化剂喷嘴与所述至少两个细煤及气化剂烧嘴在同一水平面内对称布置。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：步学朋，任相坤，朱豫飞，崔永君，陈强，单贤根，索娅，张琪，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司北京研究院，
类型：发明
国别省市：11[]
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