一种分级喷粉气流床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*CN102134512A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102134512A(43)申请公布日2011.07.27(21)申请号201010102329.0(22)申请日2010.01.27(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100080北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人董利许光文郝江平高士秋汪印张聚伟(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人梁挥徐金国(51)Int.Cl.C10J3/56(2006.01)C10J3/54(2006.01)C10J3/72(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种分级喷粉气流床气化炉及其气化方法(57)摘要本发明涉及一种分级喷粉气流床气化炉，包括：一气化室和一激冷室，其特征在于：所述气化室还包括一气化喷嘴，设置于气化室顶部，其轴线与气化室轴线重合；所述气化室还包括若干燃烧喷嘴，沿气化室上部周边均匀设置于气化室上部壁面上，其轴线与气化室的轴线呈0-90°的角度。本发明还涉及一种用于在上述气化炉中气化粉状固体燃料的方法，将一部分燃料随氧化剂从燃烧喷嘴喷入气化室并燃烧，在气化室上部形成高温区，将另一部分燃料与气化剂从气化喷嘴进入气化炉，在气化室顶部预热后进入高温区气化。本发明能够有效增加喷嘴的工作寿命，能够延长燃料在气化炉中的停留时间，能够实现较高的碳转化率，并能够处理粘结性较强的燃料。CN102345ACCNN110213451202134517A权利要求书1/2页1.一种分级喷粉气流床气化炉，包括：一气化室，和一位于其下方的激冷室，所述气化室通过一位于气化室底部的气化室出口与激冷室相通；所述激冷室包括依次设置于气化室出口下的激冷环和导流板，以及设置于激冷室上部的进水口和粗煤气出口，设置于激冷室底部的排水口和排渣口；其特征在于：所述气化室还包括一气化喷嘴，设置于气化室顶部，其轴线与气化室轴线重合；所述气化室还包括若干个燃烧喷嘴，沿气化室上部周边均匀设置于气化室上部的壁面上，其轴线与气化室的轴线呈0-90°的角度。2.根据权利要求1所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述气化炉的截面为圆形或正方形。3.根据权利要求1或2所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述气化炉的炉体为等截面炉体或不等截面炉体。4.根据权利要求1或2所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述气化炉的顶部为半球形穹顶或平顶。5.根据权利要求1所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述气化喷嘴为直流喷嘴或旋流喷嘴。6.根据权利要求1所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述燃烧喷嘴为2-6个。7.根据权利要求1或6所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述燃烧喷嘴为沿气化室周边采用对冲、交错或切圆的方式布置。8.根据权利要求1所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：所述燃烧喷嘴为直流喷嘴或旋流喷嘴。9.根据权利要求1所述的分级喷粉气流床气化炉，其特征在于：还包括1-6个气化剂补充口，沿气化室周边采用对冲、交错或切圆布置方式设置于燃烧喷嘴的下方的壁面上。10.一种用于在权利要求1所述的分级喷粉气流床气化炉中气化粉状固体燃料的方法，包括以下步骤：(1)将处理量5-50％的粉状固体燃料与氧化剂一起从燃烧喷嘴中送入气化炉中燃烧，在气化炉上部形成一个高温燃烧区，其气化温度为1000-1800℃，气化压力为0.1-10MPa；所述粉状固体燃料为煤、生物质、石油焦、或垃圾；所述氧化剂为氧气或空气；(2)将处理量50-95％的粉状固体燃料与气化剂从位于气化炉顶部的气化喷嘴中一起喷入，喷入的粉状固体燃料在气化炉上部燃烧喷嘴附近先被预热，随后进入高温燃烧区与气化剂反应开始气化；所述气化剂为氧气、空气、和水蒸汽中的一种或几种；(3)在高温燃烧区内未反应的粉状固体燃料在高温气流的带动下向下流动的同时进一步气化反应，反应生成的粗煤气与灰渣从气化室下部经由气化室出口进入激冷室，在激冷环喷水被冷却，经导流板被引导进入激冷室下部的水池，然后于水池进一步降温、冷渣后，气化产生的粗煤气从粗煤气出口流出；2CCNN110213451202134517A权利要求书2/2页(4)生成的灰渣沉淀于激冷室下部的水池中，并从激冷室底部的排渣口排出。3CCNN110213451202134517A说明书1/5页一种分级喷粉气流床气化炉及其气化方法技术领域[0001]本发明属于含碳燃料的清洁利用技术领域，特别是涉及一种分级喷粉气流床气化炉，具体地说是涉及一种利用粉状含碳燃料制造一氧化碳、氢气为主的粗煤气的、分级喷粉的气流床气化炉，及其气化方法。背景技术[0002]气化是指在特定的设备内，在一定温度及压力下使含碳燃料(煤或生物质)中有机质与气化剂(如蒸