[发明专利]基于真空热分解的小粒径褐煤气化装置及其气化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种褐煤气化装置及气化方法，具体涉及基于真空热分解的小粒径褐煤气化装置及其气化方法，属于化工、煤炭和冶金领域。

背景技术

乌克兰专利#66849,МПКC10J3/02,煤炭气化方法。包括立式反应器，煤炭从反应器顶部进入反应器，灰渣从反应器底部排出。气化反应区在反应器底部，其包括灰渣高温熔体作为导热介质，含蒸汽、氧气的气体状作为气化催化剂从外加入熔体里面。合成气从反应器上部排出。其特点在于反应器上部具有多层沸腾气化煤层，合成气从熔体层往上扬时穿越几层煤床，煤炭逐渐从一个气化层移动到另一层。最低的煤层设有蒸汽外加入、熔体导热煤介层设有合成气加入。多层煤层其特点在于从上往下每一煤层的厚度25-30％小于前一个。该技术缺点是氧气使用导致合成气的二氧化碳含量过高、燃烧热值低。对熔体介质和热解温度很高。能耗高。发生的合成气需要过滤分离。费用高。

乌克兰专利RU#2240341,МПКC10J3/68,C10J3/00,20.11.2004目标气体生产方法。其特点是有机混合原料发生高热值的合成气、有循环式导热介质，其特点在与其循环时导热介质经过加热区、反应区、热分解区、物质分离区、再返回到加热区。原料加入到热分解区，产生的半焦炭和气体在物质分离区进行分离，随后气体加入蒸汽后再返回到反应区二次合成高热值的气体。半焦炭在锅炉燃烧后产生的热量用于导热介质加热。该技术缺点是需要很高的工作温度、气体燃烧热值过低、耗料量高(成品率低)、肥料多。

乌克兰专利RU#226646,МПКC10J3/38,C10J3/00,27.12.2005基于气化、氢和一氧化碳加入的高热值气体生产方法。其特点在与设有分上下两区的反应器，上区有预热到400-700℃原料加入、然后与蒸汽和氧气混合。需要时半氧化的原料可以与催化剂接触。其特点在与原料、蒸汽、氧气混合比例要保证其中的氧气和碳比例为0.5-0.7，蒸汽-碳比例为0.5-1.5,。该技术缺点在于发生的气体热值低、毒性一氧化碳在合成气的含量过高、需要采用很复杂的自动控制配比系统。

乌克兰专利RU#2414503,МПК,C10J3/00,(2006.01)，C10J3/68 20.03.2011固体含碳原料气化装置。该装置包括原料仓、螺旋给料机、热分解区、燃烧区、合成气出气管、半焦炭出料机。其特点在与螺旋给料机的处于热分解区段具有原料搅拌叶片、燃烧区位于热分解区后面(按原料移动方向)、燃烧器内有半焦炭输送螺旋给料机以及往炉箅下方供气的风机。热分解区给料机那段有燃烧器燃烧分解气体输送管、燃烧分解气输送方向为送料的反方向。热分解区上方具有合成气除尘装置。该技术缺点是导热介质(气体)和原料热交换面积小、合成气成分控制能力差、含碳原料的烧结固化、合成气热值低。

综上所述，现有的褐煤气化装置存在褐煤气化效率低、成本高和所生产出的气体热值低的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的褐煤气化装置和方法存在褐煤气化效率低、成本高、生产工艺复杂、需要用水、高功率电气设备、高压高温、环境污染和所生产出的气体热值低的问题。进而提供基于真空热分解的小粒径褐煤气化装置及其气化方法。

本发明的技术方案是：基于真空热分解的小粒径褐煤气化装置及其气化方法包括反应器和炉筒，反应器的上部外侧壁上沿圆周方向开设多个吸气口，炉筒安装在反应器内，且炉筒的外侧壁与反应器的内侧壁之间留有间隙，它还包括装料计量装置、全密封盖、智能阀、第一传感器、第二传感器、旋转式除灰盘、螺旋给料机、燃烧器、烟道、排气管和蒸汽管，全密封盖密封安装在反应器的顶盖上端，全密封盖的上端与装料计量装置连接，智能阀安装在全密封盖上，第一传感器和第二传感器安装在全密封盖上，排气管插装在反应器的顶盖上，反应器的中部圆周侧壁上设有第一入口，反应器的下部外圆周侧壁上设有第二入口，旋转式除灰盘安装在反应器的内部，且旋转式除灰盘位于反应器的下部，螺旋给料机安装在反应器的下端并与反应器的内部连通，燃烧器穿过反应器的侧壁插入到旋转式除灰盘内，烟道插装在反应器的下部外侧壁上，蒸汽管穿过反应器的侧壁插入到旋转式除灰盘内。

反应器内由下至上依次为氧化区、初次还原区、二次还原区、挥发区和真空区。

本发明还提供了一种气化方法，具体包括以下步骤：

步骤一：反应器内负压真空；

开启真空泵，将反应器1内部达到负压真空状态；

步骤二：点燃底层褐煤；

开启燃烧器，用1-3分钟时间点燃位于旋转式除灰盘上方的氧化区内的底层褐煤；