一种高效煤气化反应装置和高效煤气化反应方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112708471A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号201911025122.5C10J3/72(2006.01)(22)申请日2019.10.25(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(72)发明人高攀钟思青金渭龙金永明(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人吴大建康志梅(51)Int.Cl.C10J3/50(2006.01)C10J3/48(2006.01)C10J3/46(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高效煤气化反应装置和高效煤气化反应方法(57)摘要本发明公开了一种高效煤气化反应装置，该装置包括：煤气化气化炉、至少一个氧煤枪和至少一个旋风分离器；煤气化气化炉包括上下分布的气化炉上部空间和气化炉下部焦炭填充区；氧煤枪包括氧煤枪气体入口、氧煤枪上部空间、氧煤枪气体渐缩管上部、氧煤枪气体渐缩管中部、氧煤枪气体渐缩管下部、煤枪混合物料渐缩管上部、氧煤枪混合物料中部、氧煤枪混合物料下部和氧煤枪混料出口，各相邻部分相连通；氧煤枪物料混合区设置有至少一个气化粉煤入口。使用本发明的高效煤气化反应装置及方法，使得煤气化反应能够大幅度降低剂耗，有效提高反应效率和碳转化率，得到有效气体成分高的合成气，具有广泛的应用前景。CN112708471ACN112708471A权利要求书1/2页1.一种高效煤气化反应装置，其特征在于，该装置包括：煤气化气化炉(19)、至少一个氧煤枪(4)和至少一个旋风分离器；煤气化气化炉(19)包括上下分布的气化炉上部空间(3)和气化炉下部焦炭填充区(6)，气化炉上部空间(3)与气化炉下部焦炭填充区(6)内部连通，氧煤枪(4)与煤气化气化炉(19)上部的气化炉上部空间(3)相连通；旋风分离器与气化炉下部焦炭填充区(6)相连通；按物料流入的方向，氧煤枪(4)包括氧煤枪气体入口(17)、氧煤枪上部空间(7)、氧煤枪气体渐缩管上部(8)、氧煤枪气体渐缩管中部(9)、氧煤枪气体渐缩管下部(10)、煤枪混合物料渐缩管上部(12)、氧煤枪混合物料中部(13)、氧煤枪混合物料下部(14)和氧煤枪混料出口，各相邻部分相连通；氧煤枪气体渐缩管下部(10)和煤枪混合物料渐缩管上部(12)连通形成氧煤枪物料混合区(18)，氧煤枪物料混合区(18)设置有至少一个气化粉煤入口，当气化粉煤入口为多个时，多个气化粉煤入口采用同面不同轴布置。2.根据权利要求1所述的高效煤气化反应装置，其特征在于，所述煤气化气化炉(19)为圆柱形，煤气化气化炉(19)中气化炉上部空间(3)和气化炉下部焦炭填充区(6)体积占比为(1～3):10。3.根据权利要求1或2所述的高效煤气化反应装置，其特征在于，所述氧煤枪(4)为对置布置，氧煤枪个数为2n，n为大于0的自然数，与竖直方向夹角为5～45°，与水平方向夹角为0～30°。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的高效煤气化反应装置，其特征在于，所述氧煤枪(4)中氧煤枪气体渐缩管上部(8)与竖直方向夹角为10～65°，氧煤枪气体渐缩管中部(9)中部的直径为氧煤枪上部空间(7)的1/10～1/4。5.根据权利要求1-4任意一项所述的高效煤气化反应装置，其特征在于，氧煤枪物料混合区(18)设置有2n个气化粉煤入口，n为大于0的自然数，相邻气化粉煤入口的轴间距为氧煤枪物料混合区(18)腔体直径的1/10～1/4。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高效煤气化反应装置，其特征在于，所述氧煤枪混合物料下部(14)靠近氧煤枪混料出口端呈向外扩大状，扩大段与竖直方向夹角为5～45°。7.一种高效煤气化反应方法，其特征在于，该方法采用权利要求1～6中任意一项所述的高效煤气化反应装置，包括如下步骤：(a)、气体由氧煤枪入口(17)进入氧煤枪(4)经过氧煤枪气体渐缩管上部(8)和氧煤枪气体渐缩管中部(9)加速后再经过氧煤枪气体紧缩管下部(10)加速后进入到氧煤枪物料混合区(18)中；(b)、进入氧煤枪物料混合区(18)的气体，与通过同面不同轴的气体粉煤入口进入氧煤枪物料混合区(18)的物料进行高度混合，再经过氧煤枪混合物料渐缩管上部(12)、氧煤枪混合物料中(13)和氧煤枪混合物料下部(14)进行加速雾化形成射流混合物；(c)、上述射流混合物从氧煤枪混料出口进入煤气化气化炉(19)中，在射流碰撞中心区进行再混合，燃烧和气化，气化后的高温气体经过气化炉下部焦炭填充区(6)进行高温氧化性气体再还原，然后经至少一个旋风分离器分离得到合成气。8.根据权利要求7所述的高效煤气化反应方法，其特征在于，