[实用新型]同时生产甲烷热解气和合成气的气化系统

说明书

本实用新型公开了一种同时生产甲烷热解气和合成气的气化系统。气化系统中气化炉的结构为：上封头顶部设有热解气出口，上直筒段均匀环设有至少2个热解氧气与粉煤喷嘴，其上方的直筒段高度为3～10D，其轴线在水平面上与气化炉径向之间的夹角为6～10°；下直筒段上均匀环设有至少2个气化氧气喷嘴，下封头的底部设有合成气与熔渣出口，气化氧气喷嘴距离热解氧气与粉煤喷嘴的直筒段高度为1～3D，气化氧气喷嘴下方的直筒段高度为2～3D，气化氧气喷嘴的轴线在水平面上与气化炉径向之间的夹角为0或4.5°，热解气出口与合成气与熔渣出口的直径之比为1/2.5～1/4。该气化系统能同时制备甲烷热解气和合成气。

技术领域

本实用新型涉及一种同时生产甲烷热解气和合成气的气化系统。

背景技术

煤炭气化过程是以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程，其中气流床气化技术因其良好的技术指标、高处理负荷和环境有好等特点，成为当今煤炭气化的主流技术。

传统煤气化工艺可分为固定床常压(加压)气化工艺、流化床煤气化工艺和气流床煤气化工艺。这些煤气化工艺，主要是由于炉型特点、物料反应进程不同而导致的工艺性能的不同。煤是由含碳有机物、无机矿物质组成，其中含碳有机物因反应或热解温度的不同，最终产物组成及分布也不同。固定床因气化温度较低，产物富含CH4，但含有焦油等难处理的污染物；气流床气化温度高，产物清洁，但煤中有机质均转化为CO、H2、CO2。

随着对煤碳资源分级利用的提高，以煤制天然气为产品的高CH4含量煤气化技术越来越得到重视。目前的煤制天然气技术主要基于固定床气化炉，如加压鲁奇气化技术。此类气化技术特点是氧气与焦炭反应产生的高温合成气与进入气化炉的煤颗粒接触，发生热解反应，热解后的热解气与底部上来的合成气混合后出气化炉。

一方面由于温度较低，使得出气化炉合成气含有一定量的焦油；另一方面热解气与合成气混合，使得合成气在进行化学品合成时需要进行分离或浓缩放空。

因此现代煤化工急需开发一种清洁的富含甲烷热解气和不含甲烷合成气的煤气化技术，以实现煤清洁高效气化和煤分级利用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中存在的同一气化炉中生产的合成气与热解气难以实现相互分离后排出气化炉的缺陷，而提供了一种同时生产甲烷热解气和合成气的气化系统。本实用新型提供的气化系统能够同时生产高浓度的甲烷热解气，以及含低浓度甲烷的合成气，且冷煤气效率和碳转化率都很高。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种同时生产甲烷热解气和合成气的气化系统，其特点在于，所述气化系统包括一热解与气化解耦气化炉，所述气化炉包括一金属壳体，其分为一上壳体和一下壳体，所述上壳体包括一上封头和一上直筒段，所述下壳体包括一下直筒段和一下封头，所述上直筒段和所述下直筒段等径设置，所述上封头的顶部设有一热解气出口，在所述上直筒段的同一高度上均匀环设有至少2个热解氧气与粉煤喷嘴，所述热解氧气与粉煤喷嘴上方的直筒段高度为3～10D，所述热解氧气与粉煤喷嘴的轴线在水平面上与气化炉径向之间的夹角α为6°～10°；在所述下直筒段的同一高度上均匀环设有至少2个气化氧气喷嘴，所述下封头的底部还设有一合成气与熔渣出口，所述气化氧气喷嘴距离所述热解氧气与粉煤喷嘴的直筒段高度为1～3D，所述气化氧气喷嘴下方的直筒段高度为2～3D，所述气化氧气喷嘴的轴线在水平面上与气化炉径向之间的夹角β为0°或4.5°，所述热解气出口与所述合成气与熔渣出口的直径之比为1/2.5～1/4；