[实用新型]一种催化气化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及催化气化技术领域，尤其涉及一种催化气化系统。

背景技术

煤催化气化是指在碱金属或碱土金属催化剂的作用下，碳水反应2C+2H₂O＝2H₂+2CO、变换反应CO+H₂O＝CO₂+H₂和甲烷化反应CO+3H₂＝CH₄+H₂O在同一反应器、同一温度下进行，直接产出甲烷气体的工艺。此工艺具有气化效率高，设备投资小，无需空分制氧等优点。由于甲烷化反应为强放热反应，温度越高越不利于CO向生成CH4的平衡方向转化，导致甲烷的产量较低，另外，根据甲烷化反应方程式，产物气中的水蒸气的量太多会抑制甲烷的生成，也会导致甲烷的产量较低。

为将产物气中剩余的CO和H₂转化为CH₄，以提高甲烷的产量，现有技术中的一种催化气化系统将反应器内生成的产物气经过深冷分离出甲烷后通入反应器进行循环反应，使剩余的CO和H₂转化为CH₄，由于深冷分离能耗高，且CO和H₂需加压、预热后才能通入反应器，使催化气化系统的经济性降低；现有技术中的另一种催化气化系统将反应器内生成的产物气按适当比例分成两部分，这两部分产物气的组成相同，将其中一部分产物气中的甲烷氧化成生成CO和H₂后通入反应器内循环反应，为煤催化气化提供热量，将另一部分产物气中剩余的CO和H₂单独进行甲烷合成，因此需要甲烷部分氧化重整炉和单独的甲烷化合成段，造成能耗高、设备投资大的问题。

此外，现有技术中的这两种催化气化系统均将生成的CO和H₂通入反应器内进行循环反应来提高甲烷的产量，但是CO和H₂的通入会抑制碳水反应，导致碳的转化率降低。综上所述，现有的催化气化系统不仅能耗高、经济性低、设备投资大，而且碳的转化率低。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种催化气化系统，在提高甲烷产量的同时可降低能耗和投资，并提高经济性和碳的转化率。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种催化气化系统，用于生成甲烷气体，包括反应器和第一渣斗，所述反应器的灰渣出口和所述第一渣斗的灰渣入口连通，所述反应器的气体出口和所述第一渣斗的气体入口之间设有换热器，所述反应器内生成的产物气通过所述换热器后进入所述第一渣斗，在第一渣斗内与灰渣反应后通过所述第一渣斗的产物出口排出。

进一步的，还包括第一换向阀和第二换向阀，所述第一渣斗为多个，多个所述第一渣斗的灰渣入口分别与所述第一换向阀的多个出口一一对应连通，所述第一换向阀的入口与所述反应器的灰渣出口连通，多个所述第一渣斗的气体入口分别与所述第二换向阀的多个出口一一对应连通，所述第二换向阀的入口和所述换热器的气体出口连通。

进一步的，所述第一渣斗为两个，所述第一换向阀和所述第二换向阀分别有两个出口，两个所述第一渣斗的灰渣入口分别和所述第一换向阀的两个出口一一对应连通，两个所述第一渣斗的气体入口分别和所述第二换向阀的两个出口一一对应连通。

进一步的，还包括第二渣斗，所述第二渣斗的灰渣入口和所述反应器的灰渣出口连通，所述第二渣斗的灰渣出口和所述第一渣斗的灰渣入口连通。

进一步的，所述反应器采用气控排渣装置。

进一步的，所述第一渣斗的气体入口处设有气体分布器，使进入第一渣斗的气体均匀分布。

进一步的，所述气体分布器为锥形分布板，所述锥形分布板中心设有排渣管，锥体上设有均匀分布的透气孔，所述排渣管与所述第一渣斗的灰渣出口连通。

进一步的，还包括第三渣斗，所述第一渣斗设有灰渣出口，第一渣斗的灰渣出口与第三渣斗的灰渣入口相连通。

进一步的，所述第一渣斗为流化床反应器。

进一步的，还包括控制器，所述第一换向阀和所述第二换向阀分别与所述控制器连接，所述控制器可控制所述第一换向阀和所述第二换向阀分别在多个工位之间切换。