[发明专利]一种热解-气化一体化装置及工艺

说明书

一种热解‑气化一体化装置及工艺，包括相连通的热解炉气化炉，热解炉与气化炉之间设置带有横管冷凝的半焦分布器；热解炉顶端开设有进料口，进料口一侧开设有热解炉煤气出口；热解炉煤气出口与旋风分离器相连；旋风分离器顶端出口经间接恒冷器与蒸馏塔相连；气化炉上开设有气化气出口，气化气出口与脱硫装置相连；气化炉上设置有与气化炉内部相连通的气化喷嘴。本发明在一个炉体中实现上部热解下部气化的功能。热解炉和气化炉能够同时进料，在高温高压的操作条件下，即提高了热解和气化的效率，极大地增强了设备单位产气能力，又提升了煤气和气化气的品质。本发明采用高温加压操作条件，热效率高；进料粉煤粒度小，气化反应进行充分，副产物少。

技术领域

本发明涉及一种热解-气化一体化装置及工艺，属于煤气化技术领域。

背景技术

我国“缺油、少气、相对富煤”的能源赋存状态决定了煤在我国经济发展中具有不可替代的地位。发展煤化工尤其是煤热解和煤气化技术，因其是煤深度加工利用的基础，而且具有高效、环保等特点，在我国对煤热解和煤气化技术的研究受到了广泛关注。

随着对煤热解和煤气化技术研究的不断深入，根据煤的组成和结构特点，将煤进行热解炼焦、气化、液化等技术已经有广泛报道，但是我国低阶煤储量较大，以劣质煤为原料将煤进行热解、气化等技术存在工艺流程长、设备多、能耗高且操作复杂等不利因素。

目前的煤热解技术中，灰融聚粉煤干馏会加大生成半焦的燃烧量，要求燃烧单元的设备尺寸更大，增大设备投资；以高温水煤气作为热解原料的流化介质和热载体的粉煤热解技术，对气体压缩机的材质和高苛刻环境下稳定、长周期运行有更高的要求，严重制约了该技术的发展；以循环流化床燃烧为基础，高温循环灰作为热载体的热解技术，存在热解煤气含尘量高，易造成管路堵塞和含尘焦油难利用等问题，且高温循环灰作为热载体，灰热值低、密度低、传热效率低。煤气化技术主要有水煤浆气化技术和粉煤气化技术，其中粉煤气化技术应用较广，气化炉多为激冷操作流程，造成生产过程产生的高温显热难以有效利用，造成热能的浪费，而且生产过程中产生的煤气夹带飞灰的含碳量较高，造成能源的浪费。

中国发明专利CN 108893130A提出的一种粉煤干馏装置及粉煤干馏方法，该发明无烟气的排放，焦炭气化生成气能进一步合成甲醇及轻质油品，但是产物中有难以利用的焦油及气体，且生成油品的品质难以控制、收率不高。

中国发明专利CN 103881761A提出的一种基于循环流化床的煤热解气化多联产装置及工艺，该发明旨在通过将移动床气化炉作为热解含尘煤气的净化装置，解决热解含尘煤气堵塞管路及含尘焦油的问题，但是该工艺采用的移动床热解器和气化炉无法实现煤的快速热解，焦油品质难以有效控制，且热解气化效率低。

中国发明专利CN 104789245A提出的一种热解气化装置和工艺，该发明通过高温循环半焦将上行床氧化燃烧器、下行床快速热解器和鼓泡床气化器三个主反应器连接起来，实现了反应过程的有机耦合，但依然存在传热效率低，处理量小，工艺繁杂等缺点。

中国发明专利CN 109233907A提出了一种煤与生物质混合制气系统及其制气方法，该发明在同一炉体中实现煤气化和生物质热解，具体为炉体下部气化反应区实现煤气化，上部热解区实现生物质热解，该装置大大简化了工艺流程，并且避免了高温灰和热解焦带来的低传热效率，有利于反应物的热解和气化过程，但是该发明煤气反应炉操作温度/压力较低，生产能力较小，并且反应炉上部热解区的管路设计易受生物质原料性质影响而发生堵塞，使系统稳定性变差。

发明内容

为了解决目前现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种热解-气化一体化装置及工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种热解-气化一体化装置，包括相连通的热解炉气化炉，热解炉与气化炉之间设置带有横管冷凝的半焦分布器；