[发明专利]一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及煤催化气化领域，尤其涉及一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉。

背景技术

煤催化气化技术是煤洁净高效利用的一种重要方式。现有的煤催化气化炉包括一段床气化炉、两段床气化炉及三段床气化炉。在上述这些气化炉中，通常采用负载催化剂的碳质原料为原料，碳质原料在气化炉内经热解段提质后，会在气化段中在一定压力温度下与气化剂在催化剂的作用下进行催化气化反应，以在生成高浓度甲烷的同时，得到了高经济价值的煤焦油。

但在实际生产中，现有的气化炉中热解段设计并没有充分利用催化气化热解的特性，使得碳质原料在热解段内并未与气化剂得到有效接触，从而降低了碳质原料的转化率及热解程度，致使热解反应不充分，使最终获得的煤焦油产量低，尤其是具有高经济附加值的轻质焦油产量更低。因此，如何能够在保证甲烷产量的前提下提高焦油产量，尤其是轻质焦油的产量将是本领域技术人员所面临的重要课题。

发明内容

本发明提供了一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉，能够在保证甲烷产量的前提下，提高碳质原料的转化率及热解程度，从而提高焦油产量，尤其是轻质焦油的产量。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉，所述气化炉包括热解段及位于所述热解段下方的气化段，所述热解段的直径大于所述气化段的直径，所述气化段的上部嵌套在所述热解段的底部，并通过倒锥形热解段分布板连接至所述热解段的内壁，所述气化段的上部、所述倒锥形热解段分布板与所述热解段的底部内壁限定了热解段气室。

所述热解段与所述气化段的直径比为2-3:1，所述热解段与所述气化段的高度比为0.4-0.5:1。

在与所述倒锥形热解段分布板相连地所述气化段的上部内壁还环设有喉管。

所述喉管具有文丘里管结构。

所述热解段气室内通入有含甲烷的热解流化气。

所述热解流化气包括气化炉出口处的合成气、焦炉煤气和经甲烷合成后的高浓度甲烷气中的至少一种，或者是CO、CO₂、H₂、N₂和水蒸气中的至少一种与甲烷的组合气。

所述倒锥形热解段分布板与水平面之间的夹角呈20°-70°。

所述倒锥形热解段分布板上设有开孔方向为竖直方向的分布板气孔。

所述分布板气孔的开孔率为0.2％-1％。

所述分布板气孔的孔径为0.4-2mm。

本发明提供了一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉，与现有技术中热解段与气化段的直径相同的气化炉相比，本申请中的气化炉增大了热解段的直径，这样可有效减小热解段内的气流速度，增长热解段中热解气化剂与碳质原料的接触时间，并且，在倒锥形热解段分布板布入的热解流化气的作用下，还可进一步增加热解流化气与碳质原料的接触时间及接触表面积，从而一方面促进煤热解的深度，生成更多的甲烷，另一方面，通过甲烷裂解出的活性基团与煤表面的官能团的结合，促进轻质焦油的生成。本发明所提供的气化炉通过合理设计热解段与气化段的直径比例及分布板结构，可使气化炉整体气化效率得到有效提高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的联产甲烷及轻质焦油的气化炉的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的具有文丘里结构的喉管的气化炉的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的倒锥形热解分布板气孔的结构示意图；

图4为由对比例提供的气化炉结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉，所述气化炉包括热解段及位于热解段Y下方的气化段，热解段Y的直径大于气化段W的直径，气化段W的上部嵌套在热解段Y的底部，并通过倒锥形热解段分布板A连接至热解段Y的内壁，气化段W的上部、所述倒锥形热解段分布板A与热解段Y的底部内壁限定了热解段气室B。