一种热解-气化一体化处理装置及方法.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CN110923015A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911248333.5(22)申请日2019.12.09(71)申请人万华化学集团股份有限公司地址264006山东省烟台市经济技术开发区天山路17号申请人万华化学（宁波）有限公司(72)发明人郝成浩高学顺王阳胡耀峰张宏科朱宝(51)Int.Cl.C10J3/48(2006.01)C10J3/84(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种热解-气化一体化处理装置及方法(57)摘要本发明涉及一种热解-气化一体化处理装置及方法，将两段气化与一段热解装置组合设计，第一段气化与热解两个炉体同轴分布，第一、二两段气化上下分布。利用一、二两段气化生成富氢气体的高温对煤热解段产成的焦油进行完全裂解，用于调整出口合成气中的氢碳比，以及减少焦油在后续废水中带来的环保问题；同时使用两段气化技术，进一步提高灰渣中的残碳，提高原料的碳转化率。在此基础上热解部分设置三股进料、导流堰、导流板等，实现对热解焦油全部裂解，碳转化率高，避免了热解半焦与熔渣粘附现象产生以及炉体底部熔渣聚集发生堵渣的风险，适用于低阶煤提质，劣质煤气化和固废裂解资源化利用。CN110923015ACN110923015A权利要求书1/2页1.一种热解-气化一体化处理装置及方法，其特征在于，包括气化炉(1)和热解炉(2)，气化炉(1)设置于热解炉(2)炉腔内的上部区域，两个炉体同轴分布；所述气化炉(1)顶部设有粉煤进料口(3)，底部设有气化出料口(5)；所述热解炉(2)炉腔上部设有热解原料入口(4)和合成气出口(10)，底部有气化剂入口(7)和排渣口(6)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气化炉(1)高径比为2～3：1，优选2.5～2.8：1；热解炉(2)高径比为2.0～3.8：1，优选2.5～3.0：1；和/或所述气化炉(1)高度与热解炉(2)炉腔内的高度比为1：1.3～2.5，优选1：1.3～1.9；所述气化炉(1)与热解炉(2)炉腔内的直径比为1：2～5，优选1：2.2～2.5；和/或所述气化出料口(5)，其直径与气化炉(1)炉腔内径比为1：3～6，优选1：5～6；和/或所述热解原料入口(4)沿炉壁切线向下倾斜5°～30°；优选地，所述热解炉(2)炉腔上部设有不少于2个热解原料入口(4)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述热解炉(2)，在与气化炉(1)的炉体外壁之间的炉腔内壁上设有导流堰(12)；所述导流堰(12)沿热解炉(2)炉腔内壁面安装，优选为螺旋形，螺距50～100cm，堰高5～10cm；优选地，所述导流堰(12)固定在热解炉(2)的炉腔内壁上；和/或所述热解炉(2)在合成气出口(10)上方设置有环形导流板(11)，所述环形导流板(11)将热解炉(2)与气化炉(1)之间的环形空间间隙密封封堵；优选地，所述环形导流板(11)具有弧度，呈喇叭口状，优选为90°圆弧，圆弧半径优选为气化炉(1)与热解炉(2)间隙宽度；所述环形导流板(11)上沿与合成气出口(10)上方平齐，固定于热解炉(2)炉腔内壁上，下沿固定于气化炉(1)炉体外壁上。4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，还包含旋风分离器(8)，旋风分离器(8)进口与合成气出口(10)相连接，旋风分离器(8)底部与热解炉(2)底部相连通；所述旋风分离器(8)的顶部设有气体出口(9)。5.一种热解-气化一体化处理方法，其特征在于，采用权利要求1～4任一项所述的装置，步骤包括：1)包含两段气化和一段热解，其中：气化炉(1)炉腔内为一段气化区域；热解炉(2)炉腔的上部分，位于热解炉(2)内壁与气化炉(1)外壁的间隙为热解区域；热解炉(2)炉腔的下部分，位于气化炉1炉体下方位置为二段气化区域；2)一段气化区域：粉煤和气化气由气化炉(1)顶部粉煤进料口(3)进入气化炉(1)炉腔内发生气化反应，生成一段富氢气体和一段灰渣，由气化出料口5排出一段气化区域，一段富氢气体折流向上进入热解区域，一段灰渣落入下方的二段气化区域；3)热解区域：热解原料通过载气携带，由热解原料入口(4)，沿炉壁切线向下与径向夹角5°～30°进入热解区域，旋流下行，与来自一、二两段气化区域的上行高温富氢气体逆流接触发生热解反应，生成热解气、气态焦油和热解熔渣；同时，热解生成的气态焦油与富氢气体发生裂解重整反应，生成富含C1～C4烃类的气体，与热解区域生成的热解气混合，在上行气流携带下，由热解炉(2)炉腔上部的合成气出口(10)排出得到合成气，热解熔渣落入下方的二段气化区域；4)二段气化区域：来自一段气化区域的灰渣和煤热解区域的热解熔渣进入二段气化区