氣化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于合成氣生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型設(shè)及氣化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣化是指含碳有機(jī)物在一定溫度和壓力條件下，利用氣化劑（空氣或氧氣和水蒸 氣)與碳元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)粗合成氣的技術(shù)，是對(duì)煤炭等含碳有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)加工的 一個(gè)重要辦法?，F(xiàn)有煤氣化反應(yīng)爐主要有Ξ類爐型，分別為氣流床爐型、流化床爐型、移動(dòng) 床爐型。其中移動(dòng)床氣化W條件溫和，氣化強(qiáng)度和氣化效率高被廣泛應(yīng)用。然而，移動(dòng)床氣 化爐均采用立式結(jié)構(gòu)，仍存在諸如燃燒區(qū)溫度高導(dǎo)致能耗大，要求物料具有良好的機(jī)械強(qiáng) 度和熱穩(wěn)定性，使得氣化原料來(lái)源受限，氣化爐內(nèi)徑小導(dǎo)致單臺(tái)氣化爐處理量小，W及反應(yīng) 時(shí)間不易控制等缺陷。具體地，目前移動(dòng)床氣化爐均采用立式結(jié)構(gòu)存在W下缺點(diǎn)：
[0003] 1、燃燒區(qū)在氣化爐的底部，氣化區(qū)在燃燒區(qū)的上部，燃燒區(qū)燃燒產(chǎn)生的熱氣向上 升，經(jīng)過(guò)氣化區(qū)為氣化區(qū)提供氣化消耗熱，為保證氣化爐氣化區(qū)原料的碳轉(zhuǎn)化率，必須提高 燃燒區(qū)溫度，燃燒區(qū)高溫對(duì)爐體隔熱材質(zhì)要求較高，同時(shí)增加了氣化的能耗。
[0004] 2、立式氣化爐，氣化原料需要從爐頂部加入，隨著下部氣化渣的排除，氣化物料逐 漸下移經(jīng)過(guò)干燥區(qū)至氣化區(qū)，空氣或氧氣和水蒸氣從氣化爐底部噴入，與氣化原料在氣化 區(qū)接觸完成氣化反應(yīng)，氣化產(chǎn)生的合成氣從氣化區(qū)經(jīng)干燥區(qū)采出氣化爐，為保證合成氣能 順利排除氣化爐，要求進(jìn)入氣化爐的物料具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，防止在干燥區(qū) 氣化原料粉碎，阻礙氣化合成氣由氣化爐下部至上部的采出。故氣化原料來(lái)源受限。
[0005] 3、立式氣化爐空氣或氧氣和水蒸氣從氣化爐底部噴入，由氣化爐底部向上流動(dòng)至 氣化區(qū)，與氣化原料在氣化區(qū)接觸完成氣化反應(yīng)，氣化劑與氣化原料的有效氣化截面積小 (氣化區(qū)的氣化爐內(nèi)徑），即單位時(shí)間單位氣化面積產(chǎn)生的合成氣少，導(dǎo)致單臺(tái)氣化爐的處 理量小。
[0006] 4、立式氣化爐物料隨著下部氣化反應(yīng)和燃燒烙渣排渣，氣化原料由上向下移動(dòng)， 氣化工藝參數(shù)(例如氣化時(shí)間、氣化溫度)精確控制困難。
[0007] 5、移動(dòng)床氣化爐氣化原料種類有限，大部分只能氣化煤炭，個(gè)別氣化生物質(zhì)。
[0008] 因此，目前用于制備合成氣的氣化爐還有待進(jìn)一步改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí) 用新型的一個(gè)目的在于提出一種氣化系統(tǒng)，采用該氣化系統(tǒng)可W實(shí)現(xiàn)溫和條件氣化、薄料 層氣化、梯級(jí)氣化、氣化裝備大型化和氣化溫度精確控制。
[0010] 根據(jù)本發(fā)的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種氣化系統(tǒng)，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例 的氣化系統(tǒng)包括:預(yù)處理單元、環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐、冷渣單元、油氣冷卻單元、油水分離單元、 氧氣儲(chǔ)存單元和水蒸氣制備單元，
[0011] 其中，所述環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐包括：
[0012] 環(huán)狀爐腔，所述環(huán)狀爐腔是由內(nèi)周壁、外周壁、頂壁、底壁組成的密閉空間，所述環(huán) 狀爐腔按照原料運(yùn)動(dòng)方向依次為進(jìn)料區(qū)、預(yù)氣化區(qū)、分質(zhì)氣化區(qū)、氧化氣化區(qū)、合成氣化區(qū) 和排渣區(qū)，其中，所述進(jìn)料區(qū)具有進(jìn)料口，所述預(yù)氣化區(qū)具有油氣出口，所述排渣區(qū)具有排 渣口；
[0013] 布料爐盤，所述布料爐盤可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地位于所述環(huán)狀爐腔的底部；
[0014] 傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置設(shè)置在所述布料爐盤下方且與所述布料爐盤相連，W便 驅(qū)動(dòng)所述布料爐盤轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0015] 多個(gè)福射管加熱裝置，多個(gè)所述福射管加熱裝置設(shè)置在所述預(yù)氣化區(qū)和分質(zhì)氣化 區(qū)內(nèi)，且分布于所述布料爐盤的上方并且與所述布料爐盤間隔開；W及
[0016] 多個(gè)氣化劑加入裝置，多個(gè)所述氣化劑加入裝置設(shè)置在所述氧化氣化區(qū)和合成氣 化區(qū)內(nèi)，且分布于所述布料爐盤的上方并且與所述布料爐盤間隔開，
[0017] 其中，所述預(yù)處理單元與所述進(jìn)料口相連，所述冷渣單元與所述排渣口相連，所述 油氣冷卻單元與所述油氣出口相連，所述氧氣儲(chǔ)存單元分別與所述氧化氣化區(qū)和合成氣化 區(qū)內(nèi)的多個(gè)所述氣化劑加入裝置相連，所述水蒸氣制備單元與所述合成氣化區(qū)內(nèi)的多個(gè)所 述氣化劑加入裝置相連，所述油水分離單元與所述油氣冷卻單元相連。
[0018] 由此通過(guò)采用本實(shí)用新型上述實(shí)施例的氣化系統(tǒng)，氣化劑與原料接觸面積大，反 應(yīng)速度快且充分，溫度場(chǎng)均勻，不存在高溫燃燒區(qū)，可實(shí)現(xiàn)溫和條件氣化;進(jìn)入氣化爐的物 料通過(guò)布料裝置平鋪在水平旋轉(zhuǎn)的布料爐盤上，物料在氣化過(guò)程中沒(méi)有擾動(dòng)，沒(méi)有擠壓，對(duì) 物料的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性沒(méi)有要求，可氣化的物料選擇范圍廣泛，實(shí)現(xiàn)了薄料層氣化;原 料隨著旋轉(zhuǎn)布料爐盤的轉(zhuǎn)動(dòng)依次經(jīng)過(guò)預(yù)氣化區(qū)、分質(zhì)氣化區(qū)、氧化氣化區(qū)、合成氣化區(qū)，氣 化反應(yīng)剩余的渣料經(jīng)過(guò)出料裝置排除氣化爐，實(shí)現(xiàn)了梯級(jí)氣化和原料的分質(zhì)開發(fā)利用；可 通過(guò)改變布料爐盤的旋轉(zhuǎn)速度和改變每個(gè)分區(qū)的范圍即可氣化反應(yīng)時(shí)間的調(diào)節(jié)，工藝參數(shù) 可隨物料的改變而改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了氣化溫度精確控制。
[0019] 另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的氣化系統(tǒng)還可W具有如下附加的技術(shù)特征：
[0020] 在本實(shí)用新型中，所述布料爐盤通過(guò)密封組件分別與所述內(nèi)周壁和所述外周壁相 連。
[0021] 在本實(shí)用新型中，所述多個(gè)氣化劑加入裝置沿所述環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐的圓周均勻分 布，并且每個(gè)所述氣化劑加入裝置分別與所述內(nèi)周壁和所述外周壁相連。
[0022] 在本實(shí)用新型中，所述氣化劑加入裝置包括：
[0023] 氣體總管，所述氣體總管的延伸線垂直穿過(guò)所述環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐的中屯、軸，所述 氣體總管具有水蒸氣入口和氧氣入口，所述水蒸氣入口與穿過(guò)所述頂壁設(shè)置的水蒸氣管線 連通所述氧氣入口與穿過(guò)所述外周壁設(shè)置的氧氣管線連通；
[0024] 加熱構(gòu)件，所述加熱構(gòu)件設(shè)置在所述氣體總管的外周；
[0025] 多個(gè)氣體分布管，所述氣體分布管豎直地設(shè)置在所述氣體總管的下方且與所述氣 體總管連通，所述氣體分布管的底端與所述布料爐盤間隔開。
[0026] 在本實(shí)用新型中，所述預(yù)處理單元包括依次相連的破碎機(jī)、篩分機(jī)和烘干機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的氣化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的氣化系統(tǒng)中環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐的主視圖。
[0029] 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的氣化系統(tǒng)中環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐的預(yù)熱區(qū)和熱解 區(qū)的截面圖。
[0030] 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的氣化系統(tǒng)中環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐的氣化區(qū)的截面 圖。
[0031] 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的氣化系統(tǒng)中環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐的氣體分布管的 側(cè)視圖。
[0032] 圖6是利用本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的氣化系統(tǒng)進(jìn)行氣化的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限 制。
[0034] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種氣化系統(tǒng)，如圖1所示，根據(jù) 本實(shí)用新型具體實(shí)施例的氣化系統(tǒng)包括:預(yù)處理單元100、環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐200、冷渣單元 300、油氣冷卻單元400、油水分離單元500、氧氣儲(chǔ)存單元600和水蒸氣制備單元700。
[0035] 其中，如圖2-4所示，環(huán)形轉(zhuǎn)底氣化爐200包括:環(huán)狀爐腔10、布料爐盤20、傳動(dòng)裝置 (未示出）、多個(gè)福射管加熱裝置30和多個(gè)氣化劑加入裝置40。
[0036] 其中，如圖2所示，環(huán)狀爐腔10是由內(nèi)周壁11、外周壁12、頂壁13和底壁組成的空 間；
[0037] 環(huán)狀爐腔10按照原料運(yùn)動(dòng)方向依次為進(jìn)料區(qū)110、預(yù)氣化區(qū)120、分質(zhì)氣化區(qū)130、 氧化氣化區(qū)140、合成氣化區(qū)150和排渣區(qū)160,其中，進(jìn)料區(qū)110具有進(jìn)料口，預(yù)氣化區(qū)120具 有油氣出口，排渣區(qū)160具有排渣口；布料爐盤20可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地位于環(huán)狀爐腔10的底部，傳 動(dòng)裝置設(shè)置在布料爐盤20下方且與布料爐盤20相連，W便驅(qū)