[发明专利]高压多级流化床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术，尤其是涉及一种高压多级流化床反应器。

背景技术

用粉煤流化床制取合成气已有80多年的发展历史，大多数这一类型的气化炉获得的都是一氧化碳加氢气的低热值煤气或合成气，主要用于合成氨或甲醇的化工生产。传统流化床气化炉通常是一个直筒型气化炉，煤粉从气化炉的下部加入，气化炉产生的高温烟气采用间接换热的方式回收热量，导致系统换热设备多，设备投资大、系统流程长，设备故障点多，导致系统无法实现长周期稳定运行。系统操作压力低，产能低。近期有人用粉煤流化床催化气化的方法获得富含甲烷的合成气。

中国发明专利申请CN102399595公开了一种多层流化床气化炉。但是，该多层流化床气化炉存在以下问题：：炉体内设有三层或以上多段气化室，致使单炉大型化时的炉体高度过高而加大了设备制造、安装和维检的难度；管状的溢流装置设在炉腔内，对每层流化床的形成存在不利影响，溢流管内外都承受高温，对材料要求高，并且不容易更换和维修。

发明内容

本发明的目的在于提出一种非催化的方式，利用高压、多级不同气化温度相结合的流化床气化方式以获取高氢高甲烷的合成气，具有结构简单、容易维护、容大型化、各级流化床流化效果好且气化效率高的高压多级流化床反应器，操作压力最高可达9.0MPa。

为实现上述目的，根据本发明的高压多级流化床反应器包括：顺序设置的多个容器本体，每个所述容器本体内具有用于形成流化床的气化室；每个所述气化室均具有进气口、进料口、出气口和出料口；位于最下游的末级气化室还设有与流化气源相连的流化气进口；相邻两个气化室中，位于上游的气化室的进气口与位于下游的气化室的出气口通过位于所述容器本体外面的输气管相连，位于上游的气化室的出料口与位于下游的气化室的进料口通过位于所述容器本体外面的输料管相连，其中所述末级气化室的进气口与气化剂源相连，且位于最上游的首级气化室的进料口通过高压油煤浆泵或高压煤粉泵与原料煤源相连。

根据本发明的高压多级流化床反应器，上游气化室内的物料通过位于容器本体外面的管道输送到相邻的下游气化室内，不但，在容器本体内没有物料输送管，不会对流化床的形成造成不利影响，而且，上述物料管道位于容器本体外面，管道外面不承受高温，对材料等级要求低，并且易于更换和维修。根据本发明的高压多级流化床反应器，物料与气体在各级气化室内逆流接触，因此气化效果好，不会因为从位于首级气化室的下游气化室加入物料影响气化效果。

优选地，高压多级流化床反应器还包括气固分离器，所述气固分离器具有出气口、半焦返料出口和与所述首级气化室的出气口相连的进气口；所述末级气化室的侧壁上还设有与所述半焦返料出口相连的半焦进料口，所述末级气化室的半焦进料口与所述流化气源相连以通过流化气将来自于所述半焦返料出口的半焦返料输送到所述末级气化室内。

优选地，所述首级气化室的进料口内设有伸入所述首级气化室内的原料煤喷嘴，所述气化室的进气口内设有伸入到该气化室内的气体分布器，所述流化气进口内设有伸入到所述末级气化室内的流化气分布器。

优选地，所述原料煤喷嘴为多个且沿所述首级气化室的周向间隔均匀分布。

优选地，所述末级气化室的下部隔离出流化气室，所述末级气化室的进气口与所述气化剂源相连，所述末级气化室的流化气进口设置在所述流化气室的侧壁上，所述首级气化室与所述末级气化室之间的每个气化室的出气口设置在该气化室的顶部或侧壁上。

优选地，除所述首级气化室之外，其余所有气化室的进料口均与所述流化气源相连以通过流化气将从上游的气化室出料口送出的半焦物料输送到相邻的下游的气化室内。

优选地，所述末级气化室的出料口布置在所述末级气化室的侧壁的下部。

优选地，所述输料管和所述输气管的内表面上设有耐磨和绝热的衬里。

优选地，所述输料管和所述输气管上均设有调节阀以及引入流化气的接入口；

优选地，所述容器本体的内表面上设有耐磨和绝热的衬里。

优选地，多个所述容器本体沿上下方向排列或沿水平方向排列或沿上下方向和水平方向混合排列。

优选地，所述流化气源供给的流化气为蒸汽、氧气、合成气、二氧化碳中的至少一种。

优选地，所述原料煤与苯类液体物质混合后送入所述首级气化室，所述苯类液体物质是所述高压多级流化床反应器的副产物。

优选地，所述容器本体内的气化操作压力为1.0－9.0MPa。

附图说明