一种煤炭多相催化气化反应器.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CN111575062A(43)申请公布日2020.08.25(21)申请号202010280668.1(22)申请日2020.04.10(71)申请人华电电力科学研究院有限公司地址310030浙江省杭州市西湖区西湖科技经济园西园一路10号(72)发明人李小江(74)专利代理机构杭州天欣专利事务所(普通合伙)33209代理人张狄峰(51)Int.Cl.C10J3/58(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种煤炭多相催化气化反应器(57)摘要本发明公开了一种煤炭多相催化气化反应器，包括进料系统、气体系统、加热系统、固气反应器、气气反应器。进料系统由气流吹送携带原理把固体反应物或催化剂实时送入固气反应器的相应隔间，可以通过调节气流量和吹送器推进速度来控制进料流量，吹送气体根据试验目的和固体密度选用不同的类别；气体系统包括主气路、次气路和吹送气路，可根据实验目的确定的气体类别从不同气路送入；固气反应器和气气反应器可以根据需要分别以不同的温度加热，加热系统采用二段立管式电加热炉，有足够的加热空间和恒温带用以分别加热固-气和气-气反应器，可加热到试验温度并恒温控制。本发明可以用于在线生成固体和气体产物。CN111575062ACN111575062A权利要求书1/1页1.一种煤炭多相催化气化反应器，其特征是，包括固气反应器（1）和气气反应器（2），所述固气反应器（1）的底部连接有主气进气管（1-1），所述固气反应器（1）的顶部通过连接管（2-3）与气气反应器（2）的底部连接，所述气气反应器（2）的顶部连接有出气管（2-2）；所述固气反应器（1）和气气反应器（2）的内部均安装有隔板（1-3），所述隔板（1-3）将固气反应器（1）和气气反应器（2）的内部由下到上分隔成数个隔间，所述固气反应器（1）的侧壁连接有数个进料管（1-2），所述气气反应器（2）的侧壁连接有数个次气进气管（2-1）。2.根据权利要求1所述的煤炭多相催化气化反应器，其特征是，所述进料管（1-2）分别与固气反应器（1）内不同的隔间连通，所述次气进气管（2-1）分别与气气反应器（2）内不同的隔间连通。3.根据权利要求1所述的煤炭多相催化气化反应器，其特征是，还包括进料系统，所述进料系统包括步进电机（21）、气力输粉套管和固体物料的盛样管（26），所述气力输粉套管包括内管（24）和外管（25），所述外管（25）套装在内管（24）的外部，所述外管（25）与动力气进口（22）连通，所述内管（24）与出粉口（23）连通，所述气力输粉套管连通至盛样管（26）的内部。4.根据权利要求1所述的煤炭多相催化气化反应器，其特征是，还包括气体系统，使用质量流量计控制气体流量，并根据煤粉密度和实验要求选择气体品种；作为进料动力用气，当煤粉密度小于1时选用氮气、空气、氧气、氩气和二氧化碳气体或这些气体任意比例的混合气体，当煤粉密度不小于1时选用氩气和二氧化碳气体的一种气体或任意比例的混合气体；作为气化或燃烧反应气体采用二氧化碳、水蒸气、空气或氧气；作为流化气采用反应气相同的气体，热解反应时选择惰性气体。5.根据权利要求1所述的煤炭多相催化气化反应器，其特征是，还包括加热系统，所述加热系统包括立式结构、分段布置的管式电加热炉，所述电加热炉至少由两个独立段上下紧密排列，每个加热炉体可以侧向开合。6.根据权利要求1所述的煤炭多相催化气化反应器，其特征是，所述隔板（1-3）的孔径满足气流通过，不满足固体物料及其反应产物通过。7.根据权利要求1所述的煤炭多相催化气化反应器，其特征是，所述固气反应器（1）和气气反应器（2）采用的材料为石英玻璃和耐高温陶瓷材料。2CN111575062A说明书1/7页一种煤炭多相催化气化反应器技术领域[0001]本发明涉及煤炭催化、热解、气化、燃烧工程的科学研究技术领域，尤其是涉及煤炭热解气化多联产过程。背景技术[0002]煤炭是中国能源供应的基础，但由于其在能源利用过程中易产生影响环境的有害气体、固体废渣和废水致使不能高效清洁利用，因此研究其高效清洁转化技术是我国能源的根本研究方向。煤炭的热解、气化和燃烧是其利用的基本形式，而催化过程使这些过程更加清洁高效，为快速、准确和全面地研究掌握煤炭的综合利用规律，需要能够把这些反应过程有机结合的一个反应器，通过这个反应器可以达到在接近工艺条件下研究煤炭转化反应动力学和有害气体排放时间浓度趋势规律，避免了反应产物离线后发生结构等物理化学特性的改变而造成研究结果偏离真实规律，实现在线获取实时研究结果。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能完成含碳元素固体燃料与气化用气体之间的固-气和气-气多相反应用