煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺.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CN109628151A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201811300525.1(22)申请日2018.11.02(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人田原宇乔英云谢克昌张金弘姜媛(51)Int.Cl.C10J3/56(2006.01)C10J3/80(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺(57)摘要本发明提供煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，灰分调控后水煤浆或粉煤与氧气站来的气化剂以及水蒸气经Y型气化炉的顶喷嘴和径向倾斜的侧喷嘴喷入气化室燃烧气化；顶喷嘴和侧喷嘴产生多股射流在炉膛中心相互碰撞形成Y型旋转撞击区，形成高温反应区，残留灰渣抛向气化室的炉壁，旋流向下，灰渣停留时间延长10倍以上；粗合成气和熔渣流到激冷室，水雾旋流混合换热，液渣干法固化，粗合成气温度控制在500-950℃；高温固渣流化床取热器，在流化蒸汽的作用下再次回收热量，通过两级锁斗间歇式干法排出作为新型胶结材料；含灰粗合成气经过气灰分离器，残炭含量较高的灰返回到煤粉仓循环利用，净化合成气换热和脱碳水洗后进入下步预处理工序。CN109628151ACN109628151A权利要求书1/2页1.煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于根据煤中灰分组成利用掺混石灰粉调控钙铝比为2-4：1、钙硅比为1-4：1和钙铁比为1-3：1，从而制备水煤浆或粉煤；从原料煤粉仓来的水煤浆或粉煤与氧气站来的气化剂以及水蒸气经Y型气化炉的顶喷嘴和径向倾斜的侧喷嘴喷入气化室，在1300-2000℃的温度下燃烧气化；顶喷嘴和侧喷嘴产生多股射流在炉膛中心相互碰撞形成Y型旋转撞击区，相互点火、湍流搅拌混合、形成高温反应区，残留灰渣抛向气化室的炉壁，旋流向下，灰渣在高温区的停留与固固反应时间延长10倍以上，水冷壁挂渣在耐火层表面结一层凝固渣层形成以渣抗渣；粗合成气和熔渣通过气化炉分段锥形封头中心的气化产物排出口，流到激冷室，与气化产物排出口外侧的激冷水喷头高速喷射的水雾旋流混合换热，液渣干法固化，粗合成气温度控制在500-950℃；在离心旋转过程固渣由于惯性大甩到激冷室壁，汇集后沿锥型封头到流化床取热器，而残炭含量较高、惯性小的细灰被向上流动的粗合成气带出激冷室；排入流化床取热器的高温固渣在流化蒸汽和雾化水雾或取热套管的作用下降温到120-500℃，同时按照比重和粒度实现灰渣分离，蒸汽和灰向上混入合成气，低温气化渣通过两级压力锁斗间歇式排入流化床换热器、移动床换热器或冷渣机进一步冷却到小于80℃后排出作为新型胶结材料；从激冷室流出的含灰粗合成气通过气灰分离器分离，粗合成气进入对流废锅回收热量后进入下步预处理工序，残炭含量较高的分出灰通过排灰口排入移动床换热器，冷却到小于500℃后，最后通过两级锁斗间歇式干法排出，返回到原料煤粉仓循环利用。2.根据权利要求书1所述的煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于Y型气化炉分为气化室和激冷室，中间通过分段锥形封头隔开；气化室壳体从外向内依次是隔热材料层、冷却套和耐磨材料层；在气化室底部设置冷却液进口，顶部设置冷却液出口；气化室顶部中心设置顶喷嘴，上部沿圆周均匀设置3个以及3个以上侧喷嘴，侧喷嘴与水平方向夹角为-15°～15°、与径向夹角为2°～75°；分段锥形封头中心设置，通入激冷室；激冷室底部带有开孔的锥形封头中心设置固体下料管通入流化床取热器，激冷室上部设置粗合成气出口接入气灰分离器；流化床换热器和气灰分离器的出口均分别设置有移动床换热器和两级锁斗排料器，气灰分离器的两级锁斗排料器排出细灰返回原料煤粉仓循环使用。3.根据权利要求书1所述的煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于顶喷嘴与侧喷嘴的原料处理量之比为1～4:1。4.根据权利要求书1所述的煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于气化室的冷却套为冷却夹套、冷却环管或冷却列管。5.根据权利要求书1所述的煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于气化室的高径比为2-5:1，侧喷嘴喷口距气化室顶部高度为500-2500mm，气化室的耐磨材料层为碳化硅或镁铝尖晶石材料浇注。6.根据权利要求书1所述的煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于所说的气化室的耐磨材料层为碳化硅或镁铝尖晶石材料浇注。7.根据权利要求书1所述的煤焦粉Y型气流床清洁高效气化多联产工艺，其特征在于冷却室使用普通隔热耐磨材料浇注，高径比为2～8:1，煤气出口距冷却室顶部高度为100-1000mm，冷却室底部锥形封头的开孔率为3％-25％。8.根据权利要求书1