氣化耦合系統(tǒng)及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地，涉及氣化耦合系統(tǒng)及其應(yīng)用，更具體地，涉及氣化耦合系統(tǒng)和利用該氣化耦合系統(tǒng)生產(chǎn)合成氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)流化床氣化爐通常采用單爐體，由于氣化反應(yīng)溫度的限制，單爐體氣化爐無(wú)法滿足在高碳轉(zhuǎn)化率的情況下，提高氣化爐的甲烷生成量需求。
[0003]由此，流化床氣化爐有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種氣化耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作，流化床氣化室的反應(yīng)溫度易于控制。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種氣化耦合系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括:第一殼體，所述第一殼體內(nèi)具有用于形成流化床的第一氣化室，所述第一氣化室具有固體原料進(jìn)口、第一流化氣進(jìn)口、半焦物料出口和第一合成氣出口 ；第二殼體，所述第二殼體內(nèi)具有用于形成流化床的第二氣化室，所述第二氣化室具有半焦物料進(jìn)口、第二流化氣進(jìn)口、排渣口和第二合成氣出口 ；以及連接通道，所述連接通道與所述半焦物料出口和所述半焦物料進(jìn)口相連。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣化耦合系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作，流化床氣化室的反應(yīng)溫度易于控制，第一氣化室生產(chǎn)的第一合成氣中甲烷含量高，可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)氣化室的溫度，使氣化爐在中低溫條件下運(yùn)行，滿足在高碳轉(zhuǎn)化率的情況下，提高氣化爐的甲烷生成量的需求。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述連接通道為下料管。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一殼體、第二殼體及連接通道的內(nèi)表面上均設(shè)有耐磨和絕熱襯里。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一氣化室和所述第二氣化室均進(jìn)一步包括:氣體分布板或氣體分布器，所述氣體分布板或氣體分布器設(shè)置在所述第一流化氣進(jìn)口和所述第二流化氣進(jìn)口的上部。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述排渣口設(shè)置在所述第二殼體的側(cè)壁或底部。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用前述氣化耦合系統(tǒng)制備合成氣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:將固體原料和第一流化氣在第一氣化室中進(jìn)行熱解反應(yīng)和第一氣化反應(yīng)，以便得到含有甲烷的第一合成氣和半焦物料；和將所述半焦物料和第二流化氣在第二氣化室進(jìn)行第二氣化反應(yīng)，以便得到第二合成氣。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，利用前述氣化耦合系統(tǒng)生產(chǎn)合成氣，容易操作，流化床氣化室的反應(yīng)溫度易于控制，第一氣化室生產(chǎn)的第一合成氣中甲烷含量高，可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)氣化室的溫度，使氣化爐在中低溫條件下運(yùn)行，滿足在高碳轉(zhuǎn)化率的情況下，提高氣化爐的甲烷生成量的需求。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一流化氣和第二流化氣為氧氣、水蒸汽或合成氣中的至少一種。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)調(diào)節(jié)所述第一流化氣的組分調(diào)節(jié)所述第一氣化室的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)所述第二流化氣的組分調(diào)節(jié)所述第二氣化室的溫度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一氣化室的溫度控制在850-950攝氏度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二氣化室的溫度控制在950-1050攝氏度。
[0016]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氣化耦合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氣化耦合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備合成氣的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)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，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0022]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種氣化耦合系統(tǒng)。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行解釋說(shuō)明，該系統(tǒng)包括:第一殼體100、第二殼體200和連接通道300，其中，第一殼體100內(nèi)具有用于形成流化床的第一氣化室110，該第一氣化室具有固體原料進(jìn)口 112、第一流化氣進(jìn)口 114、半焦物料出口 113和第一合成氣出口 111;第二殼體200內(nèi)具有用于形成流化床的第二氣化室210，該第二氣化室210具有半焦物料進(jìn)口 212、第二流化氣進(jìn)口 214、排渣口 213和第二合成氣出口 211 ;連接通道300，該連接通道300與半焦物料出口 113和半焦物料進(jìn)口 212相連。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣化耦合系統(tǒng)，通過(guò)高低溫氣化耦合技術(shù)將第一氣化室和第二氣化室進(jìn)行耦合，形成了由兩個(gè)流化床單體構(gòu)成的的氣化耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)的流化床氣化室的反應(yīng)溫度易于控制，可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)氣化室的溫度，使氣化爐在中低溫條件下運(yùn)行，克服了傳統(tǒng)的氣化爐單體爐無(wú)法滿足在高碳轉(zhuǎn)化率的情況下，提高氣化爐的甲烷生成量的需求，進(jìn)而，該系統(tǒng)具有碳轉(zhuǎn)化率高、氣化爐出口甲烷含量高、環(huán)境友好、能量利用率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，連接通道300為下料管。由此，下料管的耐高溫耐磨效果好，使用壽命長(zhǎng)，系統(tǒng)的密封效果好。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，第一殼體100和第二殼體200的內(nèi)表面上均設(shè)有耐磨和絕熱襯里(圖中未示出)。由此，避免反應(yīng)原料對(duì)第一殼體和第二殼體的內(nèi)表面造成磨損，并且對(duì)第一殼體和第二殼體進(jìn)行絕熱處理，防止第一氣化室和第二氣化室散熱，能量利用率高。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，連接通道300的內(nèi)表面上設(shè)有耐磨和絕熱襯里(圖中未示出)。由此，避免半焦物料在連接通道內(nèi)的傳遞過(guò)程中，對(duì)連接通道的內(nèi)部造成磨損，并且避免半焦物料的熱量散失，能量利用率高。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，第一氣化室110和第二氣化室210均進(jìn)一步包括:氣體分布板115，該氣體分布板115設(shè)置在第一流化氣進(jìn)口 114和第二流化氣進(jìn)口 214的上部。由此，氣體分布板是流化氣均勻進(jìn)入第一氣化室和第二氣化室內(nèi)，與反應(yīng)原料均勻、充分接觸。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，排渣口 213設(shè)置在第二殼體200的側(cè)壁或底部。由此，便于排出和收集氣化反應(yīng)生成的灰渣。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)調(diào)整第一氣化室110和第二氣化室210進(jìn)口流化氣各氣體組分比例(氧氣、蒸汽、合成氣)來(lái)控制兩個(gè)氣化室的反應(yīng)溫度，使得第一氣化室110的溫度處于850-950攝氏度；第二氣化室210的溫度處于950-1050攝氏度。由此，在850-950攝氏度條件下