[发明专利]气化炉及煤气化方法

说明书

本发明涉及煤气化技术领域，提供了一种气化炉及煤气化方法。该气化炉包括炉体，炉体的腔体形成有下部区域和上部区域，上部区域设有粉体分布装置，吹送介质带动吸收剂流通于粉体分布装置的通道，通道的末端与分离净化系统连通。煤气化方法包括以下步骤：物料进入到炉体内；下部区域内的物料与气化剂燃烧产生的含有CO₂的混合气体并进入到上部区域继续反应生产粗煤气；在上部区域设置粉体分布装置，吹送介质带动吸收剂通过粉体分布装置与粗煤气混合，经吸收剂吸收CO₂后的粗煤气与吸收剂和吹送介质进入到分离净化系统。本申请，在炉体内设置粉体分布装置，用于引入吸收剂，通过引入的吸收剂吸收CO₂，提高合成气品质以及煤制气效率。

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及一种气化炉及煤气化方法。

背景技术

煤制合成天然气过程是通过煤气化将煤转化为粗煤气(主要含有CO、H₂、CH₄等有效组分及杂质)，粗煤气经过净化冷却后，进入水蒸气变换工段调整氢碳比，最后经过合成甲烷化反应，得到甲烷含量大于94％的合成天然气。其中煤气化过程是核心，该过程以蒸汽、氧气为气化剂，与原料煤反应生成粗煤气，粗煤气中有效气成分含量越高，则后续合成甲烷化效率越高。煤气化按照反应器类型进行分类，主要分为固定床、流化床以及气流床。其中固定床煤气化过程，粗煤气中CO₂含量较高，可达到干基气体组成的30％以上，如果能够优化粗煤气组成，降低CO₂的含量，同时增加甲烷含量，将会进一步提高煤制气效率。

其中，CaO可以在煤炭转化过程中吸收CO₂，促使煤气化反应向CH₄生成方向进行，得到主要包含H₂和CH₄，且碳氧化物含量较低的粗煤气。固定床煤气化过程中，气化炉内的煤颗粒以堆积形式存在，随着气化炉底部灰渣不断排出，整体床层逐渐向下移动，新鲜的原料煤从反应器顶部补充，原料气与煤逆流接触。气化炉的内部形成有下部区域和上部区域，其中，下部区域用于原料的燃烧，上部区域又可由下至上依次分为气化区、干馏区和干燥区，同时，气化炉内由上到下，根据反应过程不同，温度逐渐升高。原料煤从上部进入到炉体内部后分别发生干燥、热解、气化反应后得到碳颗粒，碳颗粒进入到燃烧区域。

CaO吸收CO₂的反应需要避开气化炉底部的高温区，所以CaO不能与原料煤混合加入，只能在气化炉中下部单独加入，进入气化炉后与粗合成气并流向上运动，在上部区域吸收粗煤气中的CO₂。但由于密堆积的煤颗粒间空隙有限，因此CaO如何均匀分散在各个煤颗粒的间隙内，以及避开煤颗粒的阻碍，与气流充分混合后向上顺畅运动是亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种气化炉及煤气化方法。

上述的气化炉包括炉体，炉体的腔体由下至上形成有下部区域和上部区域，物料堆积在下部区域和上部区域，上部区域设有粉体分布装置，粉体分布装置的进料口穿设在炉体的侧壁上，用于引入吹送介质和吸收剂，粉体分布装置上设有与腔体连通的通孔，以使吸收剂与上部区域产生的粗煤气混合。

可选的，粉体分布装置包括至少一根导管，导管的内部中空形成供吹送介质带动吸收剂流通的通道，导管的第一端穿设在所述炉体的侧壁上，形成所述粉体分布装置的进料口，导管的第二端与气化炉的煤气出口连通，通孔设置在导管的管壁上。

可选的，导管包括：

第一管体，设置在炉体的侧壁上，形成粉体分布装置的进料口；

第二管体，用于与煤气出口连通；

第三管体，两端分别与第一管体和第二管体连通，第三管体沿竖直方向设置并穿过上部区域，通孔设置在第三管体的侧壁上。