[实用新型]一种含碳物质气化装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种含碳物质气化装置，尤其是用于单台日处理量在2000吨以上的粉煤加压气化生产合成气的大型装置。

背景技术

现代石油化工企业的发展趋势是大型化，规模化。高压气化装置大型化也是洁净煤气化技术发展的方向，但是现有气化装置都存在一定的问题。

单喷嘴气化炉由于受到输煤的限制在大型化的方向受到一定的制约。

采用了合成气上行流程的多个烧嘴的气化炉，能够进一步大型化，但是由于液渣流动方向与合成气流动方向相反，液渣落入渣池时会产生一定量的温度较低的水蒸气，其与液渣流动方向反向通过出渣口进入炉膛，此过程会降低液渣的温度。当液渣下落不均衡时容易出现液渣还未落入渣池就凝固的现象。由于没有足够的热量融化固渣，固渣往往会越积越厚最终造成出渣口堵塞的问题，引起装置停车。

采用了合成气下行流程的多喷嘴气化炉也能够进一步大型化，但是为了充分利用炉膛空间，往往将烧嘴布置在炉膛上部接近炉顶的位置，反应过程的高温气和液渣会不断冲蚀炉膛顶部，容易引起炉膛顶部超温的现象，成为安全生产的隐患。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种含碳物质干粉气化装置，它能够减少堵渣和上部超温。

本实用新型提供了一种含碳物质干粉气化装置，其特征在于，包括下部冷却净化段1，气化反应段2，降温反应段3，上部冷却净化段4；

所述的下部冷却净化段1设置在装置的下部，入口与气化反应段2的下出口相连；

所述的气化反应段2设置在装置的中下部，所述的气化反应段2周向布置多个烧嘴，气化反应段2的下出口连接下部冷却净化段1，气化反应段2的上出口连接降温反应段3；

所述的降温反应段3设置在装置的中上部，入口与气化反应段2的上出口相连，在连接处设置一个初步降温装置31，用于向粗合成气内喷人适量的冷却物质，一方面冷却降温，另一方面补充反应物，在降温反应段3进一步完成飞灰中的碳的气化反应，提高合成气的氢碳比；

所述的上部冷却净化段4设置在装置的上部，入口与降温反应段3的上出口相连。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的下部冷却净化段包括急冷装置，渣池，粗渣出口和合成气出口。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的气化反应段周向均布多个烧嘴，烧嘴可以布置1层，也可以布置多层。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征还在于烧嘴布置在气化室中间偏下的部位，使得反应过程的高温气和液渣会远离顶部，部分合成气上行，避免了冲刷和局部超温。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的降温碳反应段内设有测温装置。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的上部冷却净化段包括急冷装置，灰水池，合成气出口。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，初步降温装置喷入适量的冷却物质能够将合成气温度降低到t2（灰的软化温度）以下，并高于800℃。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述的烧嘴布置为使得反应物喷出口后形成对冲效果（相对烧嘴中心线重合）或者旋切效果（相对烧嘴中心线与同一个圆相切），可以是同层烧嘴的对冲或旋切，也可以是不同层的烧嘴对冲或旋切。

按照本实用新型装置的一种具体实施方案，其特征在于，所述烧嘴布置在气化室中间偏下的部位。

本实用新型提供了一种含碳物质干粉气化过程，其特征在于：包括以下步骤：

i)将含碳物质与含氧的气化剂发生气化反应，生成主要成分为CO和H2的粗合成气及主要成分为无机物的灰渣；

ii)部分粗合成气及大部分灰渣下行冷却净化，经过降温除灰的粗合成气送往后续流程，经过淬冷的灰渣经出渣口排出；

其余部分粗合成气（例如大约70%）及飞灰上行与冷却物质混合降温，然后进入降温反应段，进行未完全反应的碳与补充的气化剂之间的反应，进一步提高碳的转化率并降低温度，提高合成气的氢碳比；反应后的粗合成气及飞灰经冷却、净化，除去粗合成气中的飞灰，洁净的低温粗合成气送往后续流程。

按照本实用新型过程的一种具体实施方案，其特征在于：

在步骤i)中将含碳物质与气化剂通过多个烧嘴喷入装置气化反应段。按照本实用新型方法的一种具体实施方案，其特征在于：含碳物质与气化剂在高温（1200℃～2000℃）高压（0.1MPa～11MPa）环境下快速反应。通常在某一压力下反应温度会在发生变化。