[发明专利]一种热解-气化一体化处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种热解‑气化一体化处理装置及方法，将两段气化与一段热解装置组合设计，第一段气化与热解两个炉体同轴分布，第一、二两段气化上下分布。利用一、二两段气化生成富氢气体的高温对煤热解段产成的焦油进行完全裂解，用于调整出口合成气中的氢碳比，以及减少焦油在后续废水中带来的环保问题；同时使用两段气化技术，进一步提高灰渣中的残碳，提高原料的碳转化率。在此基础上热解部分设置三股进料、导流堰、导流板等，实现对热解焦油全部裂解，碳转化率高，避免了热解半焦与熔渣粘附现象产生以及炉体底部熔渣聚集发生堵渣的风险，适用于低阶煤提质，劣质煤气化和固废裂解资源化利用。

技术领域

本发明属于煤气化及固废处理利用技术领域，涉及一种热解-气化一体化处理装置及方法。

背景技术

随着我国煤化工行业的发展，优质煤炭资源逐渐减少，而低阶煤由于含水量高，反应性强，在空气中容易风化，不易存储和运输，燃烧对空气产生严重污染。目前低阶煤如褐煤主要用于燃烧发电，少量用于化工用煤，造成大量资源浪费的同时，也浪费了输送动力，因此，寻找褐煤等低阶煤提质的煤清洁利用方法，对于提高低阶煤有效利用，减少环境污染方面，具有重要作用。

目前煤气化技术主要分为移动床、流化床和气流床；不同气化技术操作温度区间不同，导致产品组成的不同；固定床气化温度控制在800-1000℃，煤存在干馏段，导致合成气中含有大量焦油；流化床气化操作温度一般为950℃左右，因其物料处于流化状态，温度分布较为均匀，产品气中不含焦油及酚类物质；气流床操作温度在1000℃以上，局部温度甚至超过1200℃，因此合成气中无焦油类物质。有学者研究煤气化-热解一体化技术，利用气化预热进行热解反应，提高热量利用率的同时，回收热解过程中焦油类产品；然而焦油中组分非常复杂，提炼困难，需要进一步加氢裂解以制取轻质焦油；对焦油的冷却，加热再裂解过程必然导致能量的浪费，因此，部分学者转而研究热态焦油的催化裂解。

专利CN109054901A涉及一种下行床-流化床串联式气化方法及装置，热解原料沿壁面旋流而下，采用粉煤气化产生的高温合成气及熔渣热量对原料进行热解，但存在熔渣在炉体底部聚集发生堵渣风险，且热解半焦与熔渣在炉壁有粘附，降低在气流床气化过程中的碳转化率等缺点；专利CN106085507A涉及一种带有排渣装置的熔渣气化炉，采用的水激冷的方式对渣样进行冷却，在进行热转化过程中热量转化为激冷水温度的提高，降低了对热量的充分利用。

鉴于目前煤气化技术、气化与热解技术结合工艺还存在诸多缺点，如何克服现有气化技术的这些缺点，研发出绿色高效的煤气化工艺，尤其是适合低阶煤提质的气化方法是很有必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种热解-气化一体化处理装置及方法：将两段气化与一段热解装置组合设计，第一段气化与热解两个炉体同轴分布，第一、二两段气化上下分布。不但体积小、节约空间、相同规模下具有更强的处理能力，还可充分利用合成气的高温提高对焦油的裂解效率，节省原料消耗，减少热量损失，以及消除焦油在后续废水中带来的环保问题；同时使用两段气化技术，进一步降低灰渣中的残碳，提高原料的碳转化率。在此基础上热解部分设置三股进料、导流堰、导流板等，实现对热解焦油完全裂解，碳转化率高，避免了热解半焦与熔渣粘附现象产生以及炉体底部熔渣聚集发生堵渣的风险，适用于低阶煤提质，劣质煤气化和固废裂解资源化利用。

本发明技术方案如下：

一种热解-气化一体化处理装置，该装置包括气化炉和热解炉，气化炉设置于热解炉炉腔内的上部区域，两个炉体同轴分布；所述气化炉顶部设有粉煤进料口，底部设有气化出料口；

所述热解炉炉腔上部设有热解原料入口和合成气出口，底部有气化剂入口和排渣口。