[发明专利]一种催化气化用原料煤的制备装置及制备系统

说明书

本发明公开一种催化气化用原料煤的制备装置及制备系统，涉及催化气化技术领域。用于解决如何减少原料煤的制备工序，简化工艺，降低系统成本，同时节省干燥处理能耗的问题。本发明的制备装置包括粒化腔体、干燥腔体和选择排出管，粒化腔体的顶壁上设有进料单元，粒化腔体的侧壁上设有雾化造粒喷嘴；干燥腔体位于粒化腔体的下方，干燥腔体的底壁上设有进气管和排料管，干燥腔体的侧壁或顶壁上设有排气管；选择排出管沿纵向延伸，选择排出管的上端与粒化腔体内的底部空间连通，选择排出管的下端与干燥腔体连通。本发明的制备装置用于制备催化气化用原料煤。

技术领域

本发明涉及催化气化技术领域，尤其涉及一种催化气化用原料煤的制备装置及制备系统。

背景技术

催化气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式，采用催化气化技术，煤在相对较低的温度下与气化剂在催化剂的催化作用下进行气化反应，生成高浓度的甲烷。催化气化用的原料煤为煤粉与催化剂的混合物，由于煤粉与催化剂的粒径大小不一、密度差别较大，因此煤和催化剂往往不能直接实现均匀混合，若将此不均匀混合物直接通入气化炉，则会导致煤粉与催化剂的分层，催化效果较差，气化效率较低，且煤粉与催化剂分层后，会导致催化剂在气化炉内的局部浓度较高，易产生结渣，且部分催化剂颗粒容易随气流流出气化炉而进入后续处理系统，从而污染或者腐蚀后续处理系统，同时造成了催化剂的浪费。

为了避免上述问题，现有技术中，通常采用由煤粉筛分单元(筛分得到满足工艺粒径的煤粉)、催化剂负载单元(筛分后的煤粉同催化剂水溶液进行混合)、原料煤干燥单元(对负载催化剂的煤粉进行干燥处理)组成的原料煤制备系统将催化剂附着于煤料表面，以防止催化剂和煤料在进入气化炉后产生分层。但是，采用此制备系统筛分、负载催化剂、干燥处理后得到的原料煤不一定满足工艺粒径需求，需再进行二次筛分处理，由此增加了原料煤的制备工序，提高了工艺复杂度和系统成本。而且，催化剂负载单元处添加的水量较大，加重了干燥单元的处理负荷和处理能耗。

发明内容

本发明提供一种催化气化用原料煤的制备装置及制备系统，用于解决如何减少原料煤的制备工序，简化工艺，降低系统成本，同时节省干燥处理能耗的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种催化气化用原料煤的制备装置，包括粒化腔体、干燥腔体和选择排出管，所述粒化腔体的顶壁上设有进料单元，所述进料单元用于向所述粒化腔体内通入煤粉和催化剂的混合物，所述粒化腔体的侧壁上设有雾化造粒喷嘴，所述雾化造粒喷嘴用于向所述粒化腔体内喷入液体介质；所述干燥腔体位于所述粒化腔体的下方，所述干燥腔体的底壁上设有进气管和排料管，所述干燥腔体的侧壁或顶壁上设有排气管；所述选择排出管沿纵向延伸，所述选择排出管的上端与所述粒化腔体内的底部空间连通，所述选择排出管的下端与所述干燥腔体连通，在由所述进气管向所述干燥腔体内通入气体介质时，所述气体介质能够涌入所述选择排出管以选择粒径大于或等于预设值的原料煤排出至所述干燥腔体，同时将粒径小于所述预设值的原料煤吹回至所述粒化腔体内。

可选的，所述粒化腔体包括由上至下依次设置的造粒区和缓存区，所述粒化腔体的顶壁构成所述造粒区的顶壁，所述雾化造粒喷嘴设置于所述造粒区的侧壁上。

可选的，所述粒化腔体为圆柱状腔体，所述粒化腔体的轴向为竖直方向，且所述粒化腔体在竖直方向上的高度与所述粒化腔体的内径的比值为3～7。

可选的，所述排气管设置于所述干燥腔体的顶壁上或者所述干燥腔体的侧壁的上端。

可选的，所述粒化腔体和所述干燥腔体均为圆柱状腔体，所述粒化腔体和所述干燥腔体的轴向均为竖直方向，所述干燥腔体的内径为所述粒化腔体的内径的1.2～1.8倍。

可选的，所述干燥腔体为圆柱状腔体，所述干燥腔体的轴向为竖直方向，所述干燥腔体在竖直方向上的高度与所述干燥腔体的内径的比值为2～5。