【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于煤气化，具体涉及一种节能粉煤加氢气化炉及气化方法。
技术介绍
0、
技术介绍
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1、加氢气化反应是指含碳化合物与氢气在高温高压条件下反应，生成富含甲烷的粗煤气、高附加值芳烃油品和高热值半焦的过程。为了提高甲烷和芳烃油品的产率，加氢气化反应需在富氢环境下进行，因此，需要将氢气随同氧气和煤粉通入气化炉内，氢气不但作为反应气，还要作为系统循环气保证气化反应在富氢环境下进行。
2、现有加氢气化炉设有反应段和半焦收集段，反应段生成的半焦、合成气下行进入半焦收集段后进行气固分离，合成气从气化炉中上部出气化炉，通过旋风分离器进行初步净化后，通过废热锅炉进行热能回收，相对低温的合成气进入粗煤气过滤器进行再次净化后送油品回收及甲烷回收工段；高温半焦在重力作用下通过气化炉底部排焦管进入半焦冷却器降温，降温后的半焦通过半焦锁斗系统降压外送。在对合成气进行油品回收及甲烷回收后，剩余组分(包括氢气、一氧化碳、不凝气)进入psa制氢系统进行氢气的提纯，纯化后的氢气经氢气压缩机压缩后送入氢气加热炉加热，再由喷嘴进入气化炉。
3、在原气化炉设计中，气化炉所产高温半焦在重力作用下通过气化炉底部排焦管道进入半焦冷却器降温，半焦冷却器换热管易磨损泄漏造成系统停车；由于半焦是在重力作用下自行进入排焦管线的，无法对半焦的下料速度进行控制，因而排焦管道易发生半焦堵塞的情况，造成气化炉必须降负荷运行，甚至需要气化炉停车处理，严重影响气化炉的安全稳定运行，也严重制约了系统的连续生产。此外，高温半焦排出气化炉后采用半焦冷却器进行
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术的第一个目的在于提供一种节能粉煤加氢气化炉。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法。
3、本专利技术的第一个目的由如下技术方案实施：一种节能粉煤加氢气化炉，包括封闭的桶式炉体，所述炉体内部由上至下设有气化反应区、第一半焦冷却室、第一气室、第二半焦冷却室及第二气室；
4、所述气化反应区与所述第一半焦冷却室通过固定设于所述炉体内部的缩颈管分隔；所述第一半焦冷却室与所述第一气室通过固定于所述炉体内部的第一气体分布器分隔；所述第一气室与所述第二半焦冷却室通过固定于所述炉体内部的分隔板分隔；所述第二半焦冷却室与所述第二气室通过固定于所述炉体内部的第二气体分布器分隔；
5、所述气化反应区的顶部的所述炉体上设有喷嘴；所述喷嘴分别与氢气加热炉的出气口、氧气气源及粉煤仓连通；
6、所述第一半焦冷却室对应的所述炉体上开设有合成气出口和半焦下料口，所述合成气出口设于所述半焦下料口的上方；所述第一气室对应的所述炉体上开设有中温流化气进口；所述第二半焦冷却室对应的所述炉体上开设有中温流化气出口、半焦出口及半焦进口，所述半焦出口设于所述半焦进口的上方，所述中温流化气出口设于所述半焦出口的上方；所述第二气室底部的所述炉体上开设有常温流化气进口；
7、所述半焦下料口与所述半焦进口通过半焦下料管连通；所述中温流化气出口与所述中温流化气进口连通；所述半焦出口与半焦锁斗的进口连通。
8、优选的，所述缩颈管的上段为漏斗形，所述缩颈管的中段为竖直管状，所述缩颈管的下段为喇叭口形，所述喇叭口的边缘与所述炉体间有空隙。
9、优选的，所述合成气出口设于所述缩颈管中段对应的所述炉体上。
10、优选的，所述半焦下料管的进料端向下倾斜设置，所述半焦下料管的出料端为弧形结构。
11、优选的，所述常温流化气进口与常温氢气气源连通。
12、优选的，还包括过滤器，所述过滤器的进料口与所述中温流化气出口连通，所述过滤器的出气口与所述中温流化气进口连通，所述过滤器的排渣口与半焦锁斗的进口连通。
13、优选的，所述过滤器顶部设有反吹气进口，所述反吹气进口与常温氢气气源连通。
14、优选的，所述常温氢气气源为psa制氢系统。
15、本专利技术的第二个目的由如下技术方案实施：一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，包括以下步骤：
16、(1)煤加氢气化反应得到合成气和高温半焦：将400-500℃的氢气、氧气、煤粉同时通过喷嘴送入气化炉的气化反应区，首先氢气与氧气发生贫氧燃烧反应得到700-1000℃的高温氢气，煤粉与高温氢气接触后发生煤的加氢热解反应，得到合成气和高温半焦；
17、(2)流化气-高温半焦换热并完成气固分离：步骤(1)得到的合成气和高温半焦下行通过缩颈管进入第一半焦冷却室；流化气由第二气室底部的常温流化气进口进入第二气室后，经第二气体分布器送入第二半焦冷却室，由中温流化气出口进入第一气室，再经由第一气体分布器送入第一半焦冷却室与高温半焦直接接触换热，同时在流化气的作用下，第一半焦冷却室中的半焦经半焦下料管进入第二半焦冷却室，在第二半焦冷却室中与常温流化气进行接触换热并在流化气的作用下经由半焦出口进入半焦锁斗；换热后的流化气与合成气一同进入热能回收系统。
18、优选的，所述步骤(2)中的流化气为氢气。
19、优选的，由常温流化气进口进入气化炉的氢气与由喷嘴进入气化炉的氢气的总质量与煤粉的质量比为0.2：1-0.3:1。
20、优选的，由常温流化气进口进入气化炉的氢气与由喷嘴进入气化炉的氢气的比例为1：4.4-1：1.7。
21、优选的，所述步骤(1)中的氢气在进入气化炉前先由氢气加热炉进行加热。
22、优选的，所述热能回收系统为废热锅炉或换热器。
23、优选的，所述步骤(2)中，由中温流化气出口排出的流化气经过滤器过滤后进入第一气室，过滤分离出的半焦排入半焦锁斗。
24、优选的，每隔设定时间，通过过滤器顶部的反吹气进口通入常温氢气，对过滤器中的滤芯进行反吹，除去滤芯表面附着的半焦。
25、本专利技术的优点：1、采用流化气外送半焦，避免了排焦管道的堵塞；2、流化气在气化炉内部与高温半焦直接换热，避免了半焦冷却器换热管破损等造成的系统停车，保证了生产系统的安全、稳定运行；3、作为系统循环气的氢气分为两部分进入气化炉，一部分经过氢气加热炉加热后由喷嘴进入气化炉，另一部分直接由气化炉底部的常温流化气进口进入气化炉，并通过与高温半焦换热进行提温，这部分氢气不用经过氢气加热炉加热，这样减少了氢气加热炉的工作负荷，进而降低了利用氢气加热炉加热循环气的能源消耗；4、常温氢气作为流化气，在完成半焦输送的同时将高温半焦所带热能回收并带入后续热能回收系统进行回收利用，提高了热能的利用率，进而提高了系统的有效经济效益。
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1.一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，包括封闭的桶式炉体，所述炉体内部由上至下设有气化反应区、第一半焦冷却室、第一气室、第二半焦冷却室及第二气室；
2.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述缩颈管的上段为漏斗形，所述缩颈管的中段为竖直管状，所述缩颈管的下段为喇叭口形，所述喇叭口的边缘与所述炉体间有空隙。
3.根据权利要求2所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述合成气出口设于所述缩颈管中段对应的所述炉体上。
4.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述半焦下料管的进料端向下倾斜设置，所述半焦下料管的出料端为弧形结构。
5.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述常温流化气进口与常温氢气气源连通。
6.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器的进料口与所述中温流化气出口连通，所述过滤器的出气口与所述中温流化气进口连通，所述过滤器的排渣口与半焦锁斗的进口连通。
7.根据权利要求6所述的一种节能粉煤加氢气化
8.根据权利要求5或7任一所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述常温氢气气源为PSA制氢系统。
9.利用权利要求1-8任一所述的节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，所述步骤(2)中的流化气为氢气。
11.根据权利要求10所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，由常温流化气进口进入气化炉的氢气与由喷嘴进入气化炉的氢气的总质量与煤粉的质量比为0.2：1-0.3:1。
12.根据权利要求11所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，由常温流化气进口进入气化炉的氢气与由喷嘴进入气化炉的氢气的比例为1：4.4-1：1.7。
13.根据权利要求9所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，所述步骤(1)中的氢气在进入气化炉前先由氢气加热炉进行加热。
14.根据权利要求9所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，所述热能回收系统为废热锅炉或换热器。
15.根据权利要求9-14任一所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，所述步骤(2)中，由中温流化气出口排出的流化气经过滤器过滤后进入第一气室，过滤分离出的半焦排入半焦锁斗。
16.根据权利要求15所述的一种节能粉煤加氢气化炉的气化方法，其特征在于，每隔设定时间，通过过滤器顶部的反吹气进口通入常温氢气，对过滤器中的滤芯进行反吹，除去滤芯表面附着的半焦。
...【技术特征摘要】
1.一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，包括封闭的桶式炉体，所述炉体内部由上至下设有气化反应区、第一半焦冷却室、第一气室、第二半焦冷却室及第二气室；
2.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述缩颈管的上段为漏斗形，所述缩颈管的中段为竖直管状，所述缩颈管的下段为喇叭口形，所述喇叭口的边缘与所述炉体间有空隙。
3.根据权利要求2所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述合成气出口设于所述缩颈管中段对应的所述炉体上。
4.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述半焦下料管的进料端向下倾斜设置，所述半焦下料管的出料端为弧形结构。
5.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述常温流化气进口与常温氢气气源连通。
6.根据权利要求1所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器的进料口与所述中温流化气出口连通，所述过滤器的出气口与所述中温流化气进口连通，所述过滤器的排渣口与半焦锁斗的进口连通。
7.根据权利要求6所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述过滤器顶部设有反吹气进口，所述反吹气进口与常温氢气气源连通。
8.根据权利要求5或7任一所述的一种节能粉煤加氢气化炉，其特征在于，所述常温氢气气源为psa制氢系统。
9.利用权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯浩，杨小丽，王凤彬，李美喜，季贵田，张要旗，王胜利，刘维锐，
申请(专利权)人：新能能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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