[发明专利]用于煤制取富甲烷合成气的气化装置及其方法

权利要求书

1.一种用于煤制取富甲烷合成气的气化反应方法，采用煤制取富甲烷合成气的气化装置，包括以下部分：气化炉本体(1)、渣池(9)和旋风分离器(6)；所述的气化炉本体包括下方一段气化室和上方二段气化室，所述的一段气化室和二段气化室为同轴设置；一段气化室周边设有至少一层一段工艺喷嘴，喉口处设有至少一层二段工艺喷嘴；一段气化室下方通过下渣段与渣池相连通；一段气化室上方通过喉口与二段气化室相连通；二段气化室上方与旋风分离器相连通；旋风分离器下方与返料装置相连通；

一段工艺喷嘴设有1～4层，每层布置喷嘴4～8个，喷嘴为等间距布置；所述的一段工艺喷嘴轴线与气化炉径向形成的夹角范围为0～20°，一段工艺喷嘴的位置位于一段气化室高度的0.2～0.8倍的范围内；

二段工艺喷嘴设有1～3层，每层布置喷嘴2～4个，喷嘴为等间距布置，所述的二段工艺喷嘴轴线与气化炉径向形成的夹角范围为0～20°，二段工艺喷嘴的位置位于喉口高度的0.3～0.7倍的范围内；上方二段气化室内径小于下方一段气化室，为下方一段气化室的0.5～0.95倍；所述的喉口内径小于上方二段气化室的内径，为上方二段气化室内径的0.5～0.95倍；所述的上方二段气化炉的高度大于下方一段气化室，为下方一段气化室的1.5～10倍；所述的下方一段气化室的高度大于喉口高度，为喉口的1.5～5倍；

一段气化室上部与喉口采用渐缩锥形段相连接，锥形段斜面与水平段的夹角为15～75°，所述的喉口与二段气化室下部采用渐扩锥形段相连接，锥形段的斜面与水平段的夹角为105～165°；

所述的下渣段设于下方一段气化室底部，所述的下渣段为锥形，其锥形角度为15～75°，渣口的直径为一段气化室内径0.1～0.5倍的范围内；

其特征在于主要步骤为：原煤、氧化剂和气化剂通过一段工艺喷嘴喷入下方一段气化室，进行燃烧气化反应，高温形成的液态熔渣，连续排入渣池中进行冷却固化，并排出气化炉；产生的高温合成气向上流动，在喉口处与来自二段工艺喷嘴的原煤、催化剂和气化剂混合进行催化条件下的气化反应和甲烷化反应，生成富含甲烷的合成气，产生的煤灰通过旋风分离器分离出来，收集于返料装置中。

2.根据权利要求1所述的用于煤制取富甲烷合成气的气化反应方法，其特征在于一段工艺喷嘴中喷入的原料为煤、氧化剂和气化剂；所述的煤采用干法进料或者湿法进料，所述的氧化剂包括空气、氧气或者富氧空气，所述的气化剂包括液态水、水蒸气或者二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的用于煤制取富甲烷合成气的气化反应方法，其特征在于二段工艺喷嘴中喷入的原料为煤、催化剂和气化剂；所述的煤采用干粉进料或者湿法进料，所述的催化剂包括碱金属、碱土金属或者过渡金属，所述的气化剂包括液态水、水蒸气或者二氧化碳；二段工艺喷嘴喷入的煤量占一段和二段工艺喷嘴煤量之和的10％～40％，所述的二段工艺喷嘴中催化剂的添加量占二段工艺喷嘴中煤量的5～30％。

4.根据权利要求1所述的用于煤制取富甲烷合成气的气化反应方法，其特征在于残留在灰渣中的催化剂，通过旋风分离器分离出来，并经过处理后，循环使用添加于二段工艺喷嘴中。