[发明专利]一种焦炭固定床加压气化装置及工艺

权利要求书

1.一种焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，包括：工艺流程相连的气化剂混合器和气化器，以及变压进料锁斗、排灰锁斗、洗涤除尘器和饱和塔；

所述气化器自下而上分为灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；

所述变压进料锁斗通过进料罐与气化器顶部的进料口连接，所述变压进料锁斗与焦仓、充压气体管路以及卸压气体管路连接；

所述排灰锁斗与气化器的底部排灰口连接，排灰锁斗为变压排灰罐；

所述气化器上部设置气体出口，并通过气体出口与洗涤除尘器、饱和塔依次连接；所述洗涤除尘器和饱和塔为气水充分接触的传质传热设备，饱和塔的顶部送出煤气，底部排出废水。

2.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，所述气化器底部设有排灰炉箅以及气化剂进口；

所述排灰炉箅为一变速旋转、均匀布气和排灰的结构，为多层多边扇形，由电机驱动变速旋转破渣排灰；

所述气化剂进口为环形多孔分布结构，通过管道与氧气蒸汽混合器相连。

3.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：汽包；

所述气化器为压力容器，其工作压力为0.5～5.0MPa；所述气化器中下部炉壁或全部炉壁采用冷却水夹套，冷却水夹套的内壁采用炭钢与不锈钢复合钢板或不锈钢堆焊，具有吸收热膨胀量、消除热应力变形的能力；

所述冷却水夹套的上部设置与汽包连接的出汽管，冷却水夹套的下部设置与汽包连接的进水管；锅炉给水进入冷却水夹套受热产生蒸汽，且冷却水夹套产生的蒸汽作为副产蒸汽送出，作为蒸汽源使用。

4.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：设置在气化器炉壁下部的环形进气口；所述环形进气口内送入蒸汽，具有灵活调节气化器床层温度功能。

5.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：设置在所述气化器顶部进料口处的钟罩阀布料器；

所述钟罩阀布料器由一竖直长阀杆液压缸驱动，能顺畅均匀分布焦炭粒料入炉，钟罩阀布料器表面堆焊耐磨硬质合金，并能实现气化器内的密封。

6.根据权利要求5所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：布置在所述钟罩阀布料器周围的布料锥形筒，能够确保炉顶料面呈同心圆波形平面分布。

7.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于：所述变压进料锁斗的进口和出口处分别设有液压自动平板阀；变压进料锁斗采用单或双锁斗设置，锁斗之间设置压力平衡管路；

所述排灰锁斗的进口和出口处分别设有液压自动平板阀，排灰锁斗的内壁衬耐磨耐腐护板。

8.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，所述洗涤除尘器为不锈钢材质的文丘里气水洗涤器，所述饱和塔为固阀垂直塔板结构气液接触塔或废热锅炉装置，使煤气达到降湿、洗尘和水饱和的目的。

9.一种基于权利要求1～8任一项所述装置的焦炭固定床加压气化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

气化剂经预热混合后进入气化器内，自下而上通过灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；

气化剂经由灰层吸收显热升温；在氧化层，焦炭与O₂发生燃烧反应生成CO₂，气固物料温度继续升高；上升气流再进入第一还原层和第二还原层，焦炭与高温气体发生煤气化反应：上升气流吸热、温度下降；上升气流再通过干馏层和干燥层，与进炉的冷焦炭粒料接触，进行热交换后从气化器顶部出气口导出；

气化器生产的煤气经出口进入洗涤除尘器与洗涤水混合，煤气温度降低，同时煤气中夹带的煤灰粉尘和其他杂质被水洗涤；经气水分离后，煤气进入饱和塔，经水洗涤、传热传质，煤气中煤灰粉尘和杂质进一步洗涤清除，同时煤气被水蒸汽所饱和，经气水分离器分离水后送出。

10.一种基于权利要求9所述的焦炭固定床加压气化工艺，其特征在于，所述气化剂为氧气与水蒸汽的混合气，或者是氧气、水蒸汽以及二氧化碳的混合气；所述变压进料锁斗的锁斗气为该工艺最终得到的煤气或者是惰性气体。