[发明专利]含碳物质气化处理方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及含碳物质气化技术领域，尤其涉及一种含碳物质气化处理方法及设备。

背景技术

我国在能源结构上的特点是“缺油、少气、富煤”，发展煤基清洁能源是一条解决能源供应问题的有效途径。煤制天然气的能量效率最高，是最有效的煤炭利用方式。

目前，煤制天然气所利用的气化处理技术主要包括德士古、GSP(航天炉)、四喷嘴煤气化、Shell粉煤气化、熔渣气化炉等多种气化技术。在这些传统的煤气化技术的气化过程中，反应压力范围多在2.0～6.5MPa，反应温度多高达1000℃，工艺过程中可获得以CO和H₂为主要成分的有效气体。然而，为了能够制得甲烷气体，还需将上述获得的有效气体进行额外的洗涤、降温及甲烷化合成处理。

从上述煤气化技术过程中不难得出，现有的气化处理技术多存在工艺操作温度高，且工艺流程复杂化等问题。因此，提供一种能够在相对温度的工艺操作下一步制得富甲烷气体的气化方法是本领域技术人员的重要课题。

发明内容

本发明提供了一种含碳物质气化处理方法及设备，能够在相对温和的工艺条件下一步获得富甲烷气体，降低系统能耗。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一方面提供了一种含碳物质气化处理方法，包括：

将预热后的含碳物质同氧化剂一起通入反应器中，在压力范围为10MPa≤压力值≤22.1MPa、温度范围为550℃-1000℃的水的气体状态条件下进行气化反应，得到富甲烷气体和渣水。

优选的，所述氧化剂中氧的量为所述含碳物质完全转化需氧量的0％-10％。

优选的，所述含碳物质的进料粒度小于1.4mm。

可选的，所述氧化剂为含氧气体，所述含氧气体为氧气、富氧空气或空气中的至少一种。

可选的，所述预热后的含碳物质的温度范围为360℃-480℃。

可选的，所述含碳物质的热值达到5.1MJ/kg以上。

可选的，在进行气化反应后、得到富甲烷气体和渣水前，所述方法还包括：

对气化反应后得到的反应产物进行降温降压处理。

优选的，利用气化反应后产物所携带的热量通过热交换对含碳物质进行预热。

本发明的另一方面提供了一种含碳物质气化处理设备，包括含碳物质储罐、氧化剂储罐以及用于使含碳物质与氧化剂发生气化反应的反应器，还包括：

预热器，位于所述含碳物质储罐与所述反应器之间，用于对含碳物质进行预热；

冷却器，与反应器相连，用于对气化反应生成的反应产物进行降温；

降压装置，与所述冷却器相连，用于对降温后的反应产物进行降压；

分离器，与所述降压装置相连，用于对降压后的反应产物进行气液分离。

优选的，所述反应器顶部设有水冷结构。

本发明提供了一种含碳物质气化处理方法和设备，在该气化处理方法中，含碳物质与氧气在一定的温度压力的水的气体状态下发生气化反应，能够将含碳物质中的复杂大分子转化为短链小分子，并生成富甲烷气体。该方法相对于现有技术而言，反应温度相对较低、工艺操作条件较为温和，可一步制得富甲烷气体，可有效降低系统能耗，具有普遍适用性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的含碳物质气化处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的含碳物质气化处理方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的一方面提供了一种含碳物质气化处理方法，包括：将预热后的含碳物质同氧化剂一起通入反应器中，在压力范围为10MPa≤压力值≤22.1MPa、温度范围为550℃-1000℃的水的气体状态条件下进行气化反应，得到富甲烷气体和渣水。