[发明专利]一种合成气生产装置及合成气生产方法

说明书

本发明公开了一种合成气生产装置及合成气生产方法，涉及煤化工技术领域。合成气生产装置包括气化炉、废锅、激冷室和洗涤室，通过将气化炉、废锅和洗涤室集成一体化设备，在气化炉输出的反应产物中主要含有合成气，在下游调节合成气氢碳比装置输出二氧化碳，在废锅中与顶部进入的二氧化碳接触换热得到高温二氧化碳，高温二氧化碳在废锅中与碳基原料接触反应生成一氧化碳，废锅输出的产物经激冷室冷却后去除粗渣后进入洗涤室，从洗涤室输出合成气产品；本发明提供的一体化装置可以彻底解决了二氧化碳作为反应物生产一氧化碳的难题，同时解决了生物质碳及碳基原料在气流床气化炉上气化的难题，同时副产高压饱和蒸汽，大大降低整体综合能耗。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，具体而言，涉及一种合成气生产装置及合成气生产方法。

背景技术

煤和氧气通过烧嘴进入气流床气化炉内产生合成气，主要成分为CO+H₂，及少量CO₂，气化炉内CO₂与碳进一步反应几乎忽略。部分气化炉也产生高压饱和蒸汽，但为确保废锅换热量，在筒型水冷壁上需再加换热翅片，一般径向布局，但换热翅片会影响粗渣流通通道，翅片换热列管越多，结渣、堵渣风险越大；换热翅片间的夹角相对较小，夹角小也易担渣。

为提高翅片水冷壁抗腐蚀、抗高温，将翅片水冷壁选材要求较筒型水冷壁选材要求提高，考虑两种不同材质热膨胀不同，翅片水冷壁在筒型水冷壁设计热膨胀设施，更加大了结渣、堵渣风险。

此外，传统气化炉废锅出口处收缩便于降温、洗涤，但是废锅出口收缩部分也使担渣、堵渣风险加大，严重制约装置安全稳定、长周期运行。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供合成气生产装置和方法，旨在彻底解决了二氧化碳作为反应物生产一氧化碳的难题，同时解决了生物质碳及碳基原料在气流床气化炉上气化的难题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种合成气生产装置，包括气化炉、废锅、激冷室和洗涤室，气化炉的下渣口伸入至废锅的顶部，废锅的底部与激冷室的顶部连通，激冷室的侧壁与洗涤室通过合成气输送管路连通；

废锅上安装有用于通入碳基原料的送料烧嘴和位于送料烧嘴上方用于通入二氧化碳的顶部二氧化碳进料口，废锅内设置有用于使废锅的壳体与内腔物料处于隔离状态的筒形水冷壁，废锅的顶部设置有用于使废锅的顶部壳体与内腔物料处于隔离状态的第一水冷壁和位于第一水冷壁下方的第二水冷壁，第二水冷壁上设置有多个第一流通孔。

在可选的实施方式中，废锅内还设置有用于强化换热的吊挂水冷壁，吊挂水冷壁的形状为环形或多边形，吊挂水冷壁位于筒形水冷壁远离废锅的壳体的一侧，吊挂水冷壁上设置有多个第二流通孔。

在可选的实施方式中，吊挂水冷壁穿过第二水冷壁，且吊挂水冷壁的出口位于第一水冷壁和第二水冷壁之间，且在吊挂水冷壁的位于第一水冷壁和第二水冷壁之间的管路上设置有绕行环管；优选地，在吊挂水冷壁的出口通道上设置有限位支撑；优选地，在第一水冷壁和第二水冷壁与气化炉的下渣口之间均设置有环隙二氧化碳进口。

在可选的实施方式中，筒形水冷壁和吊挂水冷壁均是由多个冷却管靠废锅的内壁进行竖向排列形成，筒形水冷壁上相邻的冷却管之间紧密接触以起到隔离效果，吊挂水冷壁上部分相邻的冷却管之间存在间隙以形成第二流通孔；优选地，第一水冷壁和第二水冷壁均为冷却管进行多圈盘绕形成的水平墙结构，第一水冷壁上相邻的两圈冷却管之间紧密接触以起到隔离效果，第二水冷壁上相邻的两圈冷却管之间紧密接触，并在水平面中，等间距环形布局多个孔以形成第一流通孔。

在可选的实施方式中，激冷室与废锅的内径相适应，在激冷室的顶部之上且在废锅筒型水冷壁下端处设置有与外部冷却水源连通的激冷喷头组。