[发明专利]一种气化炉及煤加氢气化方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气化炉及煤加氢气化方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，其中将近80％的煤炭为低阶煤，这些低阶煤的直接使 用会对环境造成严重污染，为了提高煤炭的利用价值，同时减少环境污染， 可运用煤气化技术将煤转化为煤气和焦油，进而对煤气和焦油进行利用。

煤气化技术中较为常用的一种技术是煤加氢气化，请参阅图1，通常用于 煤加氢气化的气化炉10包括炉体11、煤粉喷嘴12、数个含氢气体喷嘴13、粗 煤气出口14和半焦出口15，煤粉喷嘴12安装在炉体11顶部的中心，含氢气体 喷嘴13均匀分布在煤粉喷嘴12周围，粗煤气出口14安装在炉体11的侧壁上， 半焦出口15安装在炉体11底部的中心。煤加氢气化时，煤粉喷嘴12和含氢气 体喷嘴13分别向炉体11内喷入煤粉和氢气，煤粉和氢气进入炉体11内后，在 高温、高压条件发生煤加氢气化反应，反应生成粗煤气和半焦(一种含碳的 固态产物，单位质量半焦中的含碳量高达80％以上)，所生成的粗煤气经粗煤 气出口14排出气化炉10，所生成的半焦经半焦出口15排出气化炉10，排出的 粗煤气经后续处理得到煤气和焦油。

采用上述气化炉进行煤加氢气化时，碳利用率通常只有50％左右，也就是 说，煤加氢气化的半焦产量占进料量(加入煤的质量)的50％左右。为了提高 煤加氢气化的碳利用率，可将由煤加氢气化产生的半焦作为气化原料进行再 次气化，生成粗煤气，以实现对半焦中所含碳的利用。现有技术中，对半焦 进行再次气化的过程一般为：首先将半焦从气化炉10中排出，然后对半焦进 行冷却，接着将冷却后的半焦通入另一气化炉内，使半焦和气化剂在高温、 高压条件下进行再次气化反应，生成粗煤气，从而实现对半焦的高效利用。

上述对半焦进行再次气化的过程中，对半焦进行冷却会散失一部分热量， 而将冷却后的半焦进行再次气化时，又需要高温的条件，这又会消耗大量热 量，造成能量不必要的浪费。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种气化炉及煤加氢气化方 法，以解决煤加氢气化过程中，对半焦进行再次气化时能量浪费的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气化炉，包括：炉体、煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴，所述煤粉喷嘴和 所述含氢气体喷嘴均安装在所述炉体的底部，所述气化炉还包括：安装在所 述炉体内下部的反应内筒，所述煤粉喷嘴和所述含氢气体喷嘴分别与所述反 应内筒相通，所述反应内筒的顶部开口，所述反应内筒用于进行煤加氢气化 反应，生成粗煤气和半焦；与所述反应内筒和所述炉体之间的环形空间底部 相通的气化剂入口，所述气化剂入口所通入的气化剂的气速能够使所述半焦 落入所述环形空间内，并与所述气化剂发生再次气化反应，生成粗煤气。

本发明所提供的气化炉中，将煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴设置在炉体底部， 且在炉体内的下部安装了反应内筒，煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴分别与该反应 内筒相通，并设置了与反应内筒和炉体之间的环形空间的底部相通的气化剂 入口，由煤粉喷嘴喷出的煤粉和由含氢气体喷嘴喷出的氢气能够在反应内筒 内发生煤加氢气化反应，生成粗煤气和半焦，所生成的半焦在粗煤气的携带 作用下离开该反应内筒，之后粗煤气的气速降低，此时通过控制气化剂入口 所通入的气化剂的气速能够使半焦落入环形空间内，半焦落入环形空间后与 所通入的气化剂发生再次气化反应，生成粗煤气。本发明将煤加氢气化反应 和半焦的再次气化反应设置在同一气化炉内进行，使煤加氢气化反应生成的 高温的半焦直接进行再次气化反应，从而避免了上述两个反应在两个气化炉 进行所产生不必要的能量浪费，节约了能源。

另一方面，本发明还提供了一种煤加氢气化方法，所述煤加氢气化方法 应用于上述的气化炉，所述煤加氢气化方法包括：将煤粉和氢气通入所述气 化炉的反应内筒中，所述煤粉和所述氢气在所述反应内筒中发生煤加氢气化 反应，生成粗煤气和半焦；将气化剂通入所述反应内筒和所述气化炉的炉体 之间的环形空间内，同时控制所述气化剂的气速，使所述半焦落入所述环形 空间内，与所述气化剂发生再次气化反应，生成粗煤气。

本发明所提供的煤加氢气化方法的有益效果与上述气化炉的有益效果相 同，在此不再赘述。

附图说明