[发明专利]等离子体煤气化的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工技术，特别涉及到煤气化的方法和气化炉设备。

背景技术

我国煤炭资源丰富，大规模制氢以及生产甲醇、二甲醚的原料气都通过煤气化获得，常规的煤气 化技术采用氧气/水蒸汽气化方法，气化反应所需的热量由炭的氧化反应提供，这种煤气化方法的气化率 低，气化率在90％以下，生成的合成气中氢分数低，只有30％左右，使得目标产物的产量低，如常规的煤 制甲醇技术，生产1吨甲醇需消耗1.5吨优质煤，不仅消耗的煤炭资源多，而且增加了温室气体二氧化碳 的排放量。

发明内容

本发明的目的是要克服现有煤气化技术的缺点，应用等离子体气化技术，设计合理的煤气化工艺 和气化炉设备，实现减少煤炭资源的消耗和减排温室气体。

本发明的等离子体煤气化方法1，包括流化床气化技术，是把流化床气化炉(1)设计为三段工作 方式，呈上、中、下布局：上段为悬浮预热段(1-IV)，起使原料蒸发出水蒸汽并加热原料的作用；中段 为湍流热解段(1-III)，起原料继续受热分解逸出热解气的作用；下段鼓泡气化段(1-II)，起焦炭完全气 化生成合成气和熔渣的作用。等离子体喷枪设置在鼓泡气化段(1-II)，用水蒸汽作为等离子体喷枪的工 作气体，使水蒸汽在等离子体喷枪内加热到4000℃以上，分解生成H^*、O^*、H₂^*、HO^*、O₂^*活性化学物 后，直接喷射在鼓泡气化段(1-II)的焦炭上，进行如下反应：

C(s)+4H^*＝CH₄+75.6kj

C(s)+2O^*＝CO₂+566kj

C(s)+2H₂^*＝CH₄+75.6kj

2C(s)+2HO^*＝2CO+H₂-131.2kj

C(s)+O₂^*＝CO₂+566kj