[发明专利]气化灰渣处理装置、方法及煤催化气化系统

说明书

本公开涉及煤炭气化技术领域，尤其涉及一种气化灰渣处理装置、方法及煤催化气化系统，该装置包括壳体，壳体的第一端设置有第一进料口和第二进料口，壳体的第二端设置有出料口；进气管，进气管的一端位于壳体的外侧，另一端延伸至壳体中，用以将等离子体氧输入至壳体中。本申请所提供的装置中，通过在壳体上设置第一进料口、第二进料口和进气管，将气化灰渣、添加剂以及等离子体氧输送至壳体中，并在壳体内发生残碳氧化反应以及催化剂置换反应，实现了气化灰渣中残碳的转化以及催化剂的提取，避免了在后续对灰渣进行过滤清洗以获取含有催化剂的溶液时产生的残渣中含有残碳，有效避免了碳资源的浪费，提高了碳的转化率。

技术领域

本公开涉及煤炭气化技术领域，尤其涉及一种气化灰渣处理装置、方法及煤催化气化系统。

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。催化剂的加入能降低反应温度、提高反应速率，提高粗煤气中甲烷含量。

由于现有催化气化工艺采用的催化剂成本较高，后期需对灰渣中的催化剂进行回收处理。在催化剂回收处理过程中，采用水洗、消解的方法进行催化剂回收，回收完催化剂后得到含水量较大的灰渣，由于灰渣中含有一部分残碳，如再对其中残碳进行燃烧使用，基本无热量利用价值；如直接丢弃，将导致碳资源的浪费，致使整体碳转化率降低。

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，本公开提供了一种气化灰渣处理装置、方法及煤催化气化系统。

本公开提供了一种气化灰渣处理装置，包括：

壳体，所述壳体内形成有用于容纳气化灰渣的容纳腔，所述壳体的第一端设置有用于将所述气化灰渣输送至所述容纳腔中的第一进料口和用于将添加剂输送至所述容纳腔中的第二进料口，所述壳体的第二端设置有出料口；

进气管，所述进气管的一端位于所述壳体的外侧，另一端延伸至所述容纳腔中，用以将等离子体氧输入至所述容纳腔中。

本公开提供的气化灰渣处理装置中，气化灰渣通过第一进料口进入至壳体的容纳腔中，进气管向容纳腔中通入等离子体氧，等离子体氧与气化灰渣接触，使气化灰渣中的残碳与等离子体氧接触反应，生成气体产物以及大量热量，从而实现气化灰渣中残碳的转化，避免了气化灰渣中残碳的浪费；同时，将添加剂从第二进料口添加至容纳腔中，添加剂与气化灰渣接触反应，将气化灰渣中的催化剂置换出来，得到催化剂和反应后的灰渣的混合物，由于催化剂可溶于水，使得经出料口排出的灰渣在后续的过滤清洗后，可得到含有催化剂的溶液，从而实现催化剂的回收。

上述气化灰渣处理装置中，通过在壳体上设置第一进料口、第二进料口和进气管，将气化灰渣、添加剂以及等离子体氧输送至壳体中，并在壳体内发生残碳氧化反应以及催化剂置换反应，实现了气化灰渣中残碳的转化以及催化剂的提取，避免了在后续对灰渣进行过滤清洗以获取含有催化剂的溶液时产生的残渣中含有残碳，有效避免了碳资源的浪费，提高了碳的转化率。

可选地，所述进气管包括进气段和排气段，所述进气段的延伸方向与所述壳体的轴线方向垂直，所述排气段设置于所述进气段的一端，且沿所述壳体的第二端指向所述壳体的第一端的方向延伸。

可选地，所述排气段上均匀设置有多个排气孔。

可选地，每个所述排气孔在所述排气段的内表面的开口的中心与所述排气段的自由端的端部之间的距离小于所述排气孔在所述排气段的外表面的开口的中心与所述排气段的自由端的端部之间的距离。

可选地，所述排气孔的轴线与所述壳体的轴线之间的夹角范围为大于或等于30度且小于或等于70度。