[发明专利]一种固定床煤气化炉、固定床煤气化及煤气化制氢系统与工艺方法

权利要求书

1.一种固定床煤气化炉，包括煤气化室和炉体，其特征在于：

所述固定床煤气化炉采用与内热式煤干馏炉基本相同或相似的专利炉体结构设计和规格，以及相应的专利耐火材料结构设计和规格【1】、【2】，但相应炉体结构具有不同的名称，并实现不同的功能和作用。一般，所述煤气化室(4)宽0.4～0.8m、长10～25m、高4～8m，气化室的顶部设有加煤孔和煤气上升管(对应于焦炉的机侧或焦侧)，气化室的两端用炉门封闭。煤料经加煤车以顶装或捣固侧装的方式加入煤气化室后即与空气隔绝。所述固定床煤气化炉炉体由若干并排的煤气化室(4)组成，每一个煤气化室(4)都构成一个单体固定床煤气化炉，提供煤料气化需要的气化反应空间和条件；从高温气化剂发生装置(1)产生的高温气化剂，经过气化剂通道(6)直接送入各煤气化室(4)，使煤气化室(4)内的煤料与高温气化剂直接接触进行煤气化。

所述的固定床煤气化炉，其特征在于：所述煤气化室(4)的左右两侧墙壁均为气化剂通透墙(7)，所述气化剂通透墙(7)上设有若干均匀分布的布气孔(5)，在气化剂通透墙(7)外侧，沿气化剂通透墙(7)长度方向设有若干均匀间隔的气化剂通道(6)；每条气化剂通道(6)沿煤气化室(4)的高度方向走向，高温气化剂通过布气孔(5)自由地从气化剂通道(6)进入煤气化室(4)；相邻煤气化室(4)的气化剂通道(6)之间由构筑的气化剂通道隔墙(8)分隔。

所述的固定床煤气化炉，其特征在于：所述各煤气化室(4)的气化剂通透墙(7)采用高温耐火砖砌成，且耐火砖在堆砌时通过预留缝隙构成布气孔(5)：或所述气化剂通透墙(7)采用孔型高温耐火砖砌成，所述孔型高温耐火砖上设有若干均匀分布的布气孔(5)；或所述气化剂通透墙(7)采用孔型高温耐火砖和高温耐火砖砌成，而构成若干均匀分布的布气孔(5)。

所述的固定床煤气化炉，其特征在于：每个气化剂通道(6)的底部均与气化剂通道分配管路(3)连接，顶部封闭；所述气化剂通道分配管路(3)和气化剂输配管道(2)连接，气化剂输配管道(2)和高温气化剂发生装置(1)连接。

2.如权利要求1所述的固定床煤气化炉与相应煤气管路和控制设备系统，构成煤气化和煤气化制氢设备系统，其特征在于：所述各煤气化室(4)的顶端均有煤气出口，煤气经煤气出口、上升管和三向阀或具有三向阀功能的设备，三向阀与控制系统(23)导出；根据煤气化和煤气化制氢生产工艺需要，煤气经三向阀与控制系统(23)向左输送，进入荒煤气集气总管系统；或向右输送，进入高纯度混合煤气集气总管系统。

所述固定床煤气化炉与煤气化和煤气化制氢设备系统，由两个集气管路系统和相关煤气处理系统构成，即1)荒煤气集气管路系统和荒煤气净化处理和化产品系统，及2)混合煤气集气管路系统与混合煤气制氢提纯和分离系统。

1)所述荒煤气集气管路系统和荒煤气净化处理和化产品系统，包括全部煤气化室(4)产生的煤气经煤气出口、上升管和三向阀与控制系统(23)导出，进入荒煤气集气总管系统；荒煤气经除尘和余热回收利用(24)、煤焦油等成分回收(25)和煤气净化处理系统(26)等主要工艺设备和过程，可以作为燃气或化工原料而储存在煤气储气系统(27)。

2)所述混合煤气集气管路系统与混合煤气制氢提纯和分离系统，包括完成除尘和余热回收利用装置、水气转换反应(Water Gas Shift Reaction)系统、氢气与二氧化碳等分离技术设备系统，实现煤气化制氢生产。

3.如权利要求1～2所述的固定床煤气化炉与煤气化和煤气化制氢设备系统，其特征在于：由气化剂发生装置(1)产生的气化剂，经气化剂输配管道(2)进入固定床煤气化炉(22)的气化剂通道分配管路(3)后，经气化剂通道(6)和通过布气孔(5)直接送入煤气化室(4)，并与煤料发生煤气化反应产生煤气。

4.如权利要求1～2所述的固定床煤气化炉与煤气化和煤气化制氢设备系统，其特征在于：所述固定床煤气化炉是由各个煤气化室(4)共同构成，每个煤气化室(4)是一个独立的固定床煤气化(炉)单元，其可以单独或与其他煤气化室(4)协同工作，经加煤、气化和出灰等基本操作和工艺环节完成煤料气化。