一种气化与热解耦合装置及气化热解方法.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CN111394137A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010322906.0(22)申请日2020.04.22(71)申请人王树宽地址719400陕西省榆林市府谷县府谷镇天化路150号(72)发明人王树宽杨占彪(74)专利代理机构西安佩腾特知识产权代理事务所(普通合伙)61226代理人曹宇飞(51)Int.Cl.C10J3/66(2006.01)C10J3/72(2006.01)C10J3/80(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种气化与热解耦合装置及气化热解方法(57)摘要本发明属于煤气化热解技术领域，涉及一种气化与热解耦合装置及气化热解方法，包括立式热解单元和与之连通的气化单元；立式热解单元包括炉体，炉体自上而下分为集气腔、热解腔、余热回收腔和冷却腔；热解腔上开设煤气入口和高温半焦导出口；热解腔的下侧开设高温半焦导出口，高温半焦导出口与气化单元的进料口连通；余热回收腔的高温介质出口与气化单元的气化剂入口连通；热解腔的煤气入口与气化单元的煤气导出口连通。本发明将煤热解与半焦气化耦合，在立式热解单元内使煤转化为高品质的中低温煤焦油和煤气，实现了粉煤热解、半焦气化的分级转化和优化集成，并富产高品质煤焦油和煤气，同时降低工艺所需的燃料消耗，提高系统的能源利用效率。CN111394137ACN111394137A权利要求书1/2页1.一种气化与热解耦合装置，其特征在于，包括立式热解单元和与之连通的气化单元；所述立式热解单元，包括炉体，所述炉体自上而下分为集气腔(1)、热解腔(2)、余热回收腔(3)和冷却腔(4)；所述热解腔(2)上开设有煤气入口和高温半焦导出口；热解腔(2)的下侧开设有高温半焦导出口，高温半焦导出口与气化单元的进料口连通；所述余热回收腔(3)的高温介质出口与气化单元的气化剂入口连通；所述热解腔(2)的煤气入口与气化单元的煤气导出口连通，使热解腔(2)热解产生的半焦一部分作为气化单元产生高温煤气的反应原料参与气化反应，另一部分在余热回收腔(3)内与气化单元的气化剂逆流换热。2.根据权利要求1所述的气化与热解耦合装置，其特征在于，所述气化单元包括气化反应器(5)以及设置在气化反应器(5)内腔底部的排渣机构(7)和设置在气化反应器(5)底端外侧的夹套蒸汽腔(6)，在气化反应器(5)的底部开设有气化剂入口，排渣机构(7)设置在气化剂入口的正上方，使气化反应的灰渣经排渣机构(7)从气化剂入口的外侧排出；所述夹套蒸汽腔(6)上开设蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与余热回收腔(3)的混合气入口连通；所述气化反应器(5)上部开设煤气导出口，煤气导出口通过管道与热解腔(2)的煤气入口连通。3.根据权利要求1所述的气化与热解耦合装置，其特征在于，所述气化单元还包括灰渣缓冲仓(8)，所述灰渣缓冲仓(8)的入口与排渣机构(7)的排渣口连通。4.根据权利要求1～3任一项所述的气化与热解耦合装置，其特征在于，所述余热回收腔(3)内设置有竖向排列的换热管(31)，换热管(31)的水平间距为30-80mm，每排相邻两换热管之间用板连接；排与排间距为150-300mm。5.根据权利要求4所述的气化与热解耦合装置，其特征在于，所述立式热解单元的冷却腔(4)的下方设置有推焦器(41)，所述推焦器(41)的半焦出口端设置有锁气器。6.一种利用权利要求1所述的气化与热解耦合装置实现的气化热解方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)6-80mm原料籽煤在重力作用下进入立式热解单元，籽煤在立式热解单元的热解腔(2)与气化单元产生的800～1200℃的高温煤气逆流换热，逐步升温至500～800℃发生热解反应，产生的荒煤气随气化煤气一起经集气腔1排出；(2)热解后的半焦在重力作用下一部分直接进入气化单元，与底部通入的气化剂发生气化反应，反应后产生的高温煤气从气化单元导出后进入立式热解单元的热解腔(2)进行热解反应；另一部分半焦直接进入余热回收腔(3)，在余热回收腔(3)与气化单元排出的水蒸汽换热，使半焦冷却后排出，而水蒸汽升温至300～450℃后返回气化单元作为气化剂回用。7.根据权利要求6所述的气化热解方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：(2.1)热解后的500～700℃半焦在重力作用下一部分直接进入气化单元，与底部通入的气化剂发生气化反应，另一部分直接进入余热回收腔(3)；进入气化单元的半焦与进入余热回收腔(3)的半焦的流量比为1：0.5～1；(2.2)气化反应后的余热被气化单元的夹套蒸汽腔(6)内的除氧水吸收，产生中压水蒸汽被输送至余热回收腔(3)，而气化反应后产生的高温煤气自下向上导出后进入立式热解单元的热解腔(2)底部，并通过气