[发明专利]一种分级气化移动床气化装置、煤的气化方法及其用途

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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2.0～4.0MPa，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2.5～3.0MPa，气化温度在1400～1600℃，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。

发明内容

本发明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。

本发明的一个方面，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匀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匀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匀布置在气化炉底部，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。