气化炉及其气化方法.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CN110951506A(43)申请公布日2020.04.03(21)申请号201911257450.8(22)申请日2019.12.10(71)申请人新奥科技发展有限公司地址065001河北省廊坊市开发区广阳道北(72)发明人王向龙侯祥生李克忠高明刘刚徐国壮付伟贤彭知顺(74)专利代理机构北京开阳星知识产权代理有限公司11710代理人杨中鹤(51)Int.Cl.C10J3/48(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图7页(54)发明名称气化炉及其气化方法(57)摘要本发明涉及煤气化技术领域，提供了一种气化炉及其气化方法。该气化炉包括一次反应室、二次反应室和激冷室，一次反应室的底部设有第一收缩段，二次反应室的顶部设有扩张段。该气化方法包括以下步骤：烧嘴将物料和氧化剂注入一次反应室，一次反应室内部气体流速为0.6-1.2m/s，停留时间为3-6s；混合气体通过第一收缩段的流速为8-12m/s；二次反应室内部气体速度为3-8m/s，停留时间为0.2-0.8s；二次反应产生的混合气体进入到激冷室。本申请将燃烧室分为一次反应室和二次反应室，在一次反应室的底部设置第一收缩段，防止物料和氧化剂逃离，增强返混状态，提高碳的转化率，在二次反应室设置扩张段避免气体回流，增加二次反应的强度，提高有效气的含量。CN110951506ACN110951506A权利要求书1/1页1.一种气化炉，其特征在于，包括由上至下依次连通的一次反应室、二次反应室和激冷室，所述一次反应室上连接有烧嘴，所述激冷室上设有气体出口，所述一次反应室的底部设有第一收缩段，所述第一收缩段的口径由上至下逐渐减小，所述二次反应室的顶部设有与所述第一收缩段连通的扩张段，所述扩张段的口径由上至下逐渐增加。2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述扩张段呈截头锥形状，所述扩张段的内壁与所述二次反应室的中心线的夹角小于或等于15°。3.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述二次反应室的底部设有与所述激冷室连通的第二收缩段，所述第二收缩段的口径由上至下逐渐减小。4.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述一次反应室的内壁上设有第一隔热层，所述二次反应室的内壁上设有第二隔热层，所述第一隔热层和所述第二隔热层均包括耐火砖或水冷壁。5.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述一次反应室的外周设有多个用于测量温度的第一高温热电偶，所述第一高温热电偶均布在所述一次反应室的中部和底部或者所述第一高温热电偶均布在所述一次反应室的上部、中部和底部。6.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述二次反应室的外周设有多个用于测量温度的第二高温热电偶，所述第二高温热电偶均布在所述二次反应室的中部和底部或者所述第二高温热电偶均布在所述二次反应室的上部、中部和底部。7.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述一次反应室的高度与直径的比例为1.3-2.4，所述二次反应室的高度与直径的比例为3-5。8.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述二次反应室的直径小于所述一次反应室的直径。9.一种执行权利要求1至8任一项所述的气化炉的气化方法，其特征在于，包括以下步骤：烧嘴将物料和氧化剂注入一次反应室，物料经燃烧产生的混合气体在一次反应室内的流速为0.6-1.2m/s，停留时间为3-6s；混合气体以及熔渣通过第一收缩段进行加速，使得混合气体通过第一收缩段的流速为8-12m/s；混合气体带动熔渣进入到扩张段减速，使得混合气体进入到二次反应室内的速度为3-8m/s，混合气体在二次反应室内的停留时间为0.2-0.8s；二次反应室产生的混合气体通过第二收缩段进入到激冷室，并通过气体出口排出。10.根据权利要求9所述的气化炉的气化方法，其特征在于，二次反应室产生的混合气体经所述第二收缩段流出的速度为6-14m/s。2CN110951506A说明书1/7页气化炉及其气化方法技术领域[0001]本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及一种气化炉及其气化方法。背景技术[0002]目前，水煤浆气化技术和粉煤气化技术是两种主流气流床气化技术，水煤浆或者粉煤与氧化剂发生气化反应后，生成含有CO和H2的合成气，再经净化、变换和合成等工序，生成甲醇、乙二醇、尿素等高附加值的化工品。反应器是气化反应的核心装置，常见的有全混流反应器和平推流反应器，全混流反应器是指不同停留时间的介质混合后发生反应的反应器，而平推流反应器是指介质同进同出，停留时间相同的反应器。[0003]通常，气化炉被认为是全混流反应器，而在实际运行过程中，气化炉的碳转化率并不理想，原因是部分煤粉未及时反应，就随合成气一起逃逸出气化炉燃烧室；而且气化炉出口的合成气中还会含有少量的氧气，即氧