煤气化装置及采用该煤气化装置的富产氢气的煤气化方法.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CN106675600A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201510754153.X(22)申请日2015.11.09(71)申请人神华集团有限责任公司地址100011北京市东城区安外西滨河路22号神华大厦申请人北京低碳清洁能源研究所(72)发明人刘臻巩志坚冯子洋方薪辉张峰华陈薇李君(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人邝圆晖李翔(51)Int.Cl.C10B53/04(2006.01)C10J3/48(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称煤气化装置及采用该煤气化装置的富产氢气的煤气化方法(57)摘要本发明公开了一种煤气化装置及采用该煤气化装置的富产氢气的煤气化方法，煤气化装置包括上段气化室(2)和下段燃烧气化室(1)，上段气化室的周壁上设有多个上喷嘴(8b)，下段燃烧气化室的周壁上设有多个下喷嘴(8a)，多个上喷嘴(8b)中的至少一个为水蒸汽喷嘴。该煤气化方法包括：在下段燃烧气化室(1)被预热后，通过下喷嘴(8a)往下段燃烧气化室(1)内通入煤燃料和气化剂，以产生燃烧和气化反应，并且通过上喷嘴(8b)往上段气化室(2)内通入水蒸汽，以产生水煤气变换反应。在本发明的煤气化装置及其煤气化方法中，可强化水煤气变换反应，增加氢气产量，使得产出的合成气中氢气含量显著高于当前主流的气流床气化炉。CN106675600ACN106675600A权利要求书1/2页1.一种煤气化装置，该煤气化装置包括相互连通的上段气化室(2)和下段燃烧气化室(1)，所述上段气化室(2)设有合成气出口(4)，所述下段气化室(1)设有排渣口(6)，并且所述上段气化室(2)的周壁上设有伸入所述上段气化室(2)内的上喷嘴(8b)，所述下段燃烧气化室(1)的周壁上设有沿周向间隔布置且伸入所述下段燃烧气化室(1)内的下喷嘴(8a)，其中所述上喷嘴(8b)能够用于喷入水蒸汽以产生水煤气变换反应。2.根据权利要求1所述的煤气化装置，其中，所述上喷嘴(2)和所述下喷嘴(1)均大于两个且分别沿周向等间隔布置。3.根据权利要求2所述的煤气化装置，其中，所述上段气化室(2)和下段燃烧气化室(1)均形成为圆柱形腔室，多个所述上喷嘴(8b)均以偏离所述上段气化室(2)的径向的偏心方向伸入所述上段气化室(2)内，多个所述下喷嘴(8a)均以偏离所述下段燃烧气化室(1)的径向的偏心方向伸入所述下段燃烧气化室(1)内，以使得喷出物料能够在所述上段气化室(2)和下段燃烧气化室(1)内形成涡流。4.根据权利要求3所述的煤气化装置，其中，所述上喷嘴(8b)和下喷嘴(8a)偏离所述径向的偏心角(a)均为0～30°。5.根据权利要求1所述的煤气化装置，其中，该煤气化装置包括位于所述上段气化室(2)下方且相互连通的多个所述下段燃烧气化室(1)，和/或所述煤气化装置包括在所述下段燃烧气化室(1)上方相互连通的多个所述上段气化室(2)。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的煤气化装置，其中，所述煤气化装置还包括合成气体管道(9)，该合成气体管道(9)的底端连接于所述上段气化室(2)的所述合成气出口(4)。7.根据权利要求6所述的煤气化装置，其中，所述上段气化室(2)和下段燃烧气化室(1)均为直径为D的圆柱形腔室，所述上段气化室(2)与所述下段燃烧气化室(1)之间通过径向缩小的喉口段(3)相连；其中，所述下段燃烧气化室(1)的轴向高度为1D～5D，所述上段气化室(2)的轴向高度为1D～3D，所述合成气体管道(9)的直径为0.05D～0.5D且轴向高度为1.5D～8D。8.根据权利要求6所述的煤气化装置，其中，所述上段气化室(2)和/或所述合成气体管道(9)中还设置有CaO吸附剂。9.根据权利要求6所述的煤气化装置，其中，所述上段气化室(2)和下段燃烧气化室(1)的壳体均为耐火砖衬里结构或水冷壁衬里结构的竖直圆柱形壳体(7)，所述煤气化装置还包括径向间隔地围绕所述竖直圆柱形壳体(7)外设置的压力容器壳体(10)，该压力容器壳体(10)与所述竖直圆柱形壳体(7)之间形成有惰性气体充压室(11)。10.一种采用根据权利要求1～9中任意一项所述的煤气化装置的富产氢气的煤气化方法，该方法包括：在所述下段燃烧气化室(1)被预热后，通过所述下喷嘴(8a)往所述下段燃烧气化室(1)内通入煤燃料和气化剂，以产生燃烧和气化反应，并且通过所述上喷嘴(8b)往所述上段气化室(2)内通入水蒸汽，以产生进一步的水煤气变换反应。11.根据权利要求10所述的富产氢气的煤气化方法，其中，所述下段燃烧气化室(1)内的反应温度控制为1200°～1400°，所述上段气化室(2)内的反应温度控制为700°～