流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置及其方法.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CN107760377A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201610708957.0(22)申请日2016.08.23(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(72)发明人金渭龙顾松园钟思青金永明(51)Int.Cl.C10J3/00(2006.01)C10J3/84(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置及其方法(57)摘要本发明涉及一种流化床和固定床组合式催化气化装置及其方法，解决了现有技术中存在的碳转化率和气化强度低、甲烷产率偏低以及气化炉运行稳定性差的问题。本发明由上方流化床气化段和下方固定床气化段组成，其特征在于两个气化段采用喉口相连接，流化床气化段中设有原料进口、循环合成气进口、一级回料进口和气体分布器，固定床气化段内设有炉蓖和二级回料进口。主要包括以下步骤：含碳原料、催化剂、一级回料的半焦颗粒、循环合成气和高温混合气体在流化床气化段内进行热解、气化和甲烷化反应，未反应完全粗渣和二级细灰颗粒进入固定床气化段进行燃烧气化反应的技术方案，较好地解决了上述问题，可应用于煤制富甲烷合成气领域。CN107760377ACN107760377A权利要求书1/2页1.一种流化床和固定床组合式催化气化反应装置，包括原料进口(1)、流化床气化段(2)、气体分布器(3)、喉口(4)、固定床气化段(5)、炉蓖(6)、传动装置(7)、下渣口(8)、气化剂导管(9)、流化床气化段出口(10)、一级旋风分离器(11)、一级灰斗(12)、一级回料直管(13)、一级回料装置(14)、一级回料进口(15)、二级旋风分离器(16)、二级灰斗(17)、二级回料直管(18)、二级回料装置(19)、二级回料进口(20)、分离装置(21)以及循环合成气进口(22)组成；其特征在于原料进口(1)与流化床气化段(2)相连接，气体分布器(3)位于流化床气化段(2)底部，流化床气化段(2)通过喉口(4)与固定床气化段(5)相连接，炉蓖(6)与传动装置(7)相连接，固定床气化段(5)底部与下渣口(8)相连接，流化床气化段出口(10)与一级旋风分离器(11)和二级旋风分离器(16)相连接，二级旋风分离器(16)出口与分离装置(21)相连接，一级旋风分离器(11)底部通过一级灰斗(12)和一级回料直管(13)与一级回料装置(14)相连接，一级回料进口(15)与流化床气化段(9)相连接，二级旋风分离器(16)底部通过二级灰斗(17)和二级回料直管(18)与二级回料装置(19)相连接，二级回料进口(20)与固定床气化段(5)相连接，循环合成气进口(22)与流化床气化段(2)相连接。2.根据权利要求1所述的流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置，其特征在于所述的原料进口(1)设有1～4个，原料进口(1)的位置为流化床气化段(2)高度的1/4～3/4，原料进口(1)的角度与水平轴线呈0～75°的夹角。3.根据权利要求1所述的流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置，其特征在于所述的循环合成气进口(22)的位置位于流化床气化段(2)中部，为流化床气化段(2)高度的1/3～2/3。4.根据权利要求1所述的流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置，其特征在于所述的喉口(4)用于连接流化床气化段(2)和固定床气化段(5)，其内径小于流化床气化段(2)的内径，为其内径的0.1～0.5倍。5.根据权利要求1所述的流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置，其特征在于所述的炉蓖(4)的位置设在固定床气化段(3)的底部，炉蓖(4)由4～6层组成，炉蓖(4)各层上设有气孔，气孔为等间距布置，气孔孔径10～20mm，开孔率15～30％。6.根据权利要求1所述的流化床和固定床组合式煤催化气化反应装置，其特征在于所述的一级回料进口(15)的位置位于流化床气化段(2)底部，为流化床气化段(2)高度的1/8～1/3，一级回料进口(15)的角度与水平轴线呈15～75°的夹角；所述的二级回料进口(20)的位置位于固定床气化段(5)中部，为固定床气化段(5)高度的1/3～2/3，二级回料进口(20)的角度与水平轴线呈15～75°的夹角。7.一种流化床和固定床组合式煤催化气化反应方法，采用权利要求1～6所述的流化床和固定床相组合的气化反应装置，其特征在于主要步骤为：含碳原料和催化剂(A)通过原料进口(1)进入流化床气化段(2)内，与来自气体分布器(3)的气化剂I(B)、喉口(4)的高温混合气体以及循环合成气进口(22)的循环合成气混合接触，进行热解、气化反应和甲烷化反应，粘聚团