[实用新型]粉煤加压气化制取氢气的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤化工设备技术领域，特别是涉及一种粉煤加压气化制取氢气的装置。

背景技术

目前，中国已经成为世界上最重要，而且是最大的煤、粉煤等燃烧气化和制氢市场，煤气化装置在中国具有广阔的市场前景。迄今为止，国外煤气化产品的涌入，虽然给国内煤化工行业快速发展提供了技术支持，但同时由于我们未掌握煤气化炉制造的核心技术，为此付出了许多不必要的代价，也致使中国数十亿元的市场被外商赚取，我们又不得不向国外制造企业支付高额的专利实施许可费、专有设备和现有技术服务费，这对于我国这么一个快速发展中国家和企业也难以承受，目前中国引进的煤气化制氢装置普遍费用昂贵，我国能源生产和消费的数量都很大，如何高效、合理节约和利用能源，这在方便人们生活的同时，不仅每年产生的污染问题日益突出，而且价格也极为昂贵。以廉价粉煤为原料，通过燃烧、气化和催化重整来制取氢气，成本低，具有较好的环境效果和社会、经济效益。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种结构简单，进料速度快，水蒸气和物料能够充分接触，制氢效率高的粉煤加压气化制取氢气的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种粉煤加压气化制取氢气的装置，包括壳体，壳体内腔下部的流化床气段和上部的水蒸气催化重整段，所述流化床气段包括固定在壳体内腔下部的床料层和床料层下方的排渣口，所述水蒸气催化重整段包括固定在壳体内腔上部的催化剂床层、催化剂床层下方的催化剂支撑与隔灰网、催化剂床层上方的排气口，还包括位于壳体一侧中部的原料进管和高压水蒸气进管，所述高压水蒸气进管纵向贯穿原料进管，并且与原料进管为同轴设置，高压水蒸气进管和原料进管之间前端设有支撑机构，原料进管末端为两个对置的圆锥形腔体，两个圆锥形腔体的锥顶部相互连通。

所述支撑机构为多组沿原料进管内腔径向均匀分布的多个支撑杆。

所述支撑机构为至少一个沿原料进管内腔轴向设置且径向均匀分布有多个进料孔的支撑轴套。

所述排气口为壳体顶部设置的锥形孔。

所述排气口为壳体上部两侧对称设置的平行排气孔。

所述排气口为壳体上部两侧对称设置的向下倾斜的排气孔。

所述排渣口为倒锥形结构。

本实用新型技术方案的有益效果是：

1、在结构上，本实用新型粉煤加压气化制取氢气的装置包括壳体，壳体内腔下部的流化床气段和上部的水蒸气催化重整段，还包括原料进管和高压水蒸气进管，流化床气段包括床料层和排渣口, 水蒸气催化重整段包括催化剂床层、催化剂支撑与隔灰网和排气口，结构简单，设计合理；原料进管和高压水蒸气进管同轴设置，所述高压水蒸气进管纵向贯穿原料进管，原料进管末端为两个对置的圆锥形腔体，两个圆锥形腔体的锥顶部相互连通，高压水蒸气经过原料进管，在原料进管内形成一定负压，使得原料从高压水蒸气管周围自动吸入，提高了进料速度，而且水蒸气和物料在进料管的末端充分接触混合后一起喷入壳体反应器内，从而在反应器内实现硫化床粉煤气化、部分氧化和水蒸气催化重整制氢等反应的耦合，操作简单，成本低，制氢效率高。

2、在结构上，本实用新型设置催化剂支撑与隔灰网，不仅支撑催化剂、阻挡飞灰，同时也兼具气体分配器的作用；所述支撑装置和排气口的位置和形状有多样，实施例较多，便于推广实施；其中排气口的位置和形状的设计纯粹是为了降低催化剂伴随气体飞出的损耗，有利于降低制氢成本；所述排渣口为倒锥形结构，利于煤渣的排出和收集。

3、综上，本实用新型粉煤加压气化制取氢气的装置结构简单，设计合理，进料速度快，水蒸气和物料能够充分接触，制氢效率高，而且操作简单，制氢成本低，因此，非常适于推广实施。

附图及说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型粉煤加压气化制取氢气的装置的剖视结构示意图之一；

图2为本实用新型粉煤加压气化制取氢气的装置的剖视结构示意图之二；

图3为本实用新型粉煤加压气化制取氢气的装置的剖视结构示意图之三；

图4为本实用新型粉煤加压气化制取氢气的装置的剖视结构示意图之四；

图5为图1-3任一所述粉煤加压气化制取氢气的装置的A-A剖视结构示意图之一；

图6为图4所述粉煤加压气化制取氢气的装置的B-B剖视结构示意图之一；