[发明专利]煤气化装置及气化方法

权利要求书

1.一种加载催化剂条件下煤气化方法，其中所述方法采用的加载催化剂条件下煤气化装置，主要设备包括破碎设备(7)、研磨设备(8)、混合搅拌设备(9)、干燥设备(10)、流化床反应器(12)、旋风分离器(13)、热交换设备(14)、净化设备(15)，其中流化床反应器(12)中，上部为稀相区(29)、下部为密相区(26)，下部密相区(26)开有径向进料口Ⅰ(27)、进料口Ⅱ(28)，底部装有布风装置(25)和进气口(24)；上部稀相区(29)开有气体出口(30)连接到旋风分离器(13)，旋风分离器(13)内有分离室(31)，完成气固分离，旋风分离器(13)下部有“J”型管下料段(34)和“J”型管出料段(35)，旋风分离器出口(33)与热交换设备(14)相连；经过热交换后的气体通过气体净化设备(16)后收集；

其中，所述的流化床反应器(12)上部稀相区(29)和下部密相区(26)的直径之比为(2.0～10.5):1；高度之比为(3.0～12.0):1；

上述加载催化剂条件下的煤气化方法为：煤粉和催化剂经过研磨、浸渍、搅拌，混合均匀，混合后的煤粉和催化剂作为原料进入流化床反应器中，与气化剂接触，在反应压力以表压计为0.1～3MPa，反应区域的平均温度为650～800℃，催化剂在煤粉表面侵蚀、开孔、降低反应活化能，将煤转化为合成气和灰的产品，温度较高的合成气通过热交换回收部分热量；

其中，所述的煤气化装置中的密相区流速为0.4～0.6m/s，稀相区流速为0.1～0.4m/s。

2.根据权利要求1所述的加载催化剂条件下煤气化方法，其特征是煤和催化剂在研磨设备内研磨，所述的研磨设备为球磨机或者胶体磨机。

3.根据权利要求1所述的加载催化剂条件下煤气化方法，其特征是流化床反应器(12)底部装有布风装置(25)，其孔为三边形、六边形或圆形。

4.根据权利要求1所述的加载催化剂条件下煤气化方法，其特征是所述的下部密相区(26)径向至少有两个进料口，进料口Ⅰ(27)和进料口Ⅱ(28)，且为轴向对称布置与水平夹角为45℃。

5.根据权利要求1所述的加载催化剂条件下煤气化方法，其特征是旋风分离器的“J”型管下料段(34)底部开有排灰口(36)，“J”型管出料段(34)距离底部排灰口(36)为30～60cm。

6.根据权利要求1所述的加载催化剂条件下煤气化方法，其特征是催化剂为碱性氧化物或金属盐，其中碱性氧化物为Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O和Na₂O中的至少一种；金属盐为KCl、K₂CO₃、K₂SO₄和Na₂CO₃中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的加载催化剂条件下煤气化方法，其特征是煤粉和催化剂被研磨至粒度为20～200μm，催化剂和煤的重量比为(0.05～0.20):1。