氣化耦合系統(tǒng)及其應用
【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，由于氣化反應溫度的限制，單爐體氣化爐無法滿足在高碳轉(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。

【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)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種氣化耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，流化床氣化室的反應溫度易于控制。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，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口、第一流化氣進口、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口、第二流化氣進口、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口相連。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的氣化耦合系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，流化床氣化室的反應溫度易于控制，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)明的實施例，所述連接通道為下料管。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施例，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)明的實施例，所述第一氣化室和所述第二氣化室均進一步包括: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口和所述第二流化氣進口的上部。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，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行熱解反應和第一氣化反應，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行第二氣化反應，以便得到第二合成氣。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實施例的方法，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)明的實施例，通過調(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，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實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)明一個實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)明一個實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)明一個實施例的制備合成氣的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0022]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“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，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023]需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對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或者更多個該特征。進一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，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)明的實施例，對該系統(tǒng)進行解釋說明，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口 112、第一流化氣進口 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具有半焦物料進口 212、第二流化氣進口 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和半焦物料進口 212相連。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實施例的氣化耦合系統(tǒng)，通過高低溫氣化耦合技術(shù)將第一氣化室和第二氣化室進行耦合，形成了由兩個流化床單體構(gòu)成的的氣化耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易操作。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)的流化床氣化室的反應溫度易于控制，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行，克服了傳統(tǒng)的氣化爐單體爐無法滿足在高碳轉(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。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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，系統(tǒng)的密封效果好。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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，避免反應原料對第一殼體和第二殼體的內(nèi)表面造成磨損，并且對第一殼體和第二殼體進行絕熱處理，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)的傳遞過程中，對連接通道的內(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)明的一些實施例，第一氣化室110和第二氣化室210均進一步包括:氣體分布板115，該氣體分布板115設(shè)置在第一流化氣進口 114和第二流化氣進口 214的上部。由此，氣體分布板是流化氣均勻進入第一氣化室和第二氣化室內(nèi)，與反應原料均勻、充分接觸。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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生成的灰渣。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過調(diào)整第一氣化室110和第二氣化室210進口流化氣各氣體組分比例(氧氣、蒸汽、合成氣)來控制兩個氣化室的反應溫度，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