避免入炉的流化气体向中心发生聚并。通过冷态测试结果表明，倒锥形热 解段分布板角度α在20° -70°为易，优选为38° -55°。可以理解的是，本领域技术人 员可根据生产中的实际情况对该角度进行调整，以确保热解段中的原料有效地落入到气化 段中。
[0030] 在本发明一优选实施例中，倒锥形热解段分布板A上设有开孔方向为竖直方向的 分布板气孔L。这主要是因为分布板的开孔方向决定了气流的运动方向，合理的是，在热解 段气流方向应减少水平方向的动量，以减少入炉的热解流化气与下部气化段产生的合成气 气泡的聚并，故热解段分布板上方开孔的方向优选采用竖直方向的开孔方向，以达到布气 均匀的目的，如图3所示。在本实施例中，分布板气孔L的开孔率为0. 2 % -1 %，优选采用 0. 4% -0. 6%。将分布板气孔的开孔率设置在上述范围内，可有效减少入炉的含甲烷的热解 流化气与下部气化段产生的合成气气泡的聚并，从而增强热解流化气的有效布入。在一优 选实施例中，分布板气孔L的孔径可为0. 4_2mm，优选0. 5-1. 5mm。将分布板气孔的孔径在 开孔率的基础上进一步设置在上述范围内，可进一步确保含甲烷的热解流化气从热解段气 室中经由倒锥形热解段分布板布入到热解段内。
[0031] 下面将结合具体实施例更详细地描述本发明所提供的联产甲烷及轻质焦油的气 化炉。
[0032] 实施例1
[0033] 采用本发明所述的分布板流化床气化炉，其中热解段Y与气化段W的直径比为2， 热解段Y与气化段W的高度比为0. 5。采用如图2所示的热解段Y分布板设计，热解段Y分 布板角度为45° ;热解段Y分布板开孔率为0.4%，孔径为1mm。采用粒径为2mm以下的劣 质褐煤进行催化气化试验，催化剂采用碳酸钾，负载量为IOwt %。热解流化气采用气化炉出 口干气，热解流化气量为气化炉出口气量的7%。气化炉操作压力为3. Ompa，试验过程中， 监测各区域温度并对气化炉出口气体进行组分分析，试验持续进行72小时。
[0034] 试验结果如下：
[0035] 各区域监测温度为：热解区：520-600°C、气化区：720-780°C
[0036] 气化产品产率值如表1所示：
[0037] 表1实施例1气化指标及气体组成均值表
[0038]
[0039] 炉内温度场分布均匀，排渣正常，气化炉整体稳定正常运行。
[0040] 实施例2
[0041] 采用本发明所述分布板流化床气化炉，其中热解段Y与气化段W的直径比为2. 3， 热解段Y与气化段W的高度比为0. 4。采用如图3所示的热解分布板设计，热解段Y分布板 角度为40° ;热解段Y分布板开孔率为0.52%，孔径为0.8mm。采用粒径为1mm以下的劣 次烟煤进行催化气化试验，催化剂采用碳酸钾，负载量为IOwt %。热解流化气采用气化炉出 口干气，热解流化气量为气化炉出口气量8%。气化炉操作压力为3. 5mpa，试验过程中，监 测各区域温度并对气化炉出口气体进行组分分析，试验持续进行80小时。
[0042] 试验结果如下：
[0043] 各区域监测温度为：热解区：550-650°C、气化区：750-800°C
[0044] 气化产品产率值如表2所示：
[0045] 表2实施例2气化指标及气体组成均值表
[0046]
[0047] 炉内温度场分布均匀，排渣正常，气化炉整体稳定正常运行。
[0048] 实施例3
[0049] 采用本发明所述分布板流化床气化炉，其中热解段Y与气化段W的直径比为2. 6， 热解段Y与气化段W的高度比为0. 45。采用如图2所示的热解分布板设计，热解段Y分布 板角度为55° ;热解段Y分布板开孔率为0.4%，孔径为1.5mm。采用粒径为1mm以下的烟 煤进行催化气化试验，催化剂采用碳酸钾，负载量为IOwt%。热解流化气采用气化炉出口干 气，热解流化气量为气化炉出口气量8%。压力为3. Ompa，试验过程中，监测各区域温度并 对气化炉出口气体进行组分分析，试验持续进行80小时。
[0050] 试验结果如下：
[0051] 各区域监测温度为：热解区：580-630°C、气化区：780-820°C、
[0052] 气化产品产率值如表3所示：
[0053] 表3实施例3气化指标及气体组成均值表
[0054]
[0055] 炉内温度场分布均习，排澄止芾，气化炉整体椋足止芾运仃。
[0056] 对比例
[0057] 采用常规气化炉，其中热解段与气化段的直径比为1:1，热解段与气化段的高度比 为0. 5,内部采用溢流管设计（如图4所示）。热解段和气化段由一平板分布板（平板上开 孔）分开，物料由进料口进入至热解段，累积达到一定高度后，热解后物料由溢流管下落至 气化段，气化段产生的气体经过平板分布板使热解段物料保持流化状态。平板分布板开孔 率为1%。采用粒径为2mm以下的劣质褐煤进行催化气化试验，催化剂采用碳酸钾，负载量 为10wt%。热解流化气采用气化炉出口干气，热解流化气量为气化炉出口气量7%。气化 炉操作压力为3. Ompa，试验过程中，监测各区域温度并对气化炉出口气体进行组分分析，试 验持续进行72小时。
[0058] 试验结果如下：
[0059] 各区域监测温度为：热解区：520-600°C、气化区：720-780°C
[0060] 气化产品产率值如表4所示：
[0061] 表4对比例气化指标及气体组成均值表
[0062]
[0063] 炉内温度场分布均匀，排渣正常，气化炉整体稳定正常运行。
[0064] 在上述对比例和本发明实施例1-3中，碳转化率代表了整个气化炉的对碳质原料 的处理能力，焦油产率及正己烷溶出率代表了所得到的焦油数量与品质，其中正己烷溶出 率可以表示了焦油中轻质焦油的比重，甲烷收率则代表了所得到的甲烷产率（该产率排除 了气化炉中灰分的影响）。由对比例和本发明实施例1-3可看出，对比上述任一指标，均发 现在本发明实施例1-3中所提供的气化炉中均在产生高浓度甲烷的同时实现了提高催化 热解轻质焦油产率，使得热解反应更加充分，从而得到更多的热解产品（包括焦油、甲烷）。
[0065] 本发明所提供的气化炉通过合理设计热解段与气化段直径比例及分布板结构，使 气化炉催化热解与催化气化段热量及能量相匹配，从而使气化炉的整体气化效率得到大幅 提尚。
[0066] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围。
【主权项】
1. 一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉，其特征在于，所述气化炉包括热解段及位于所 述热解段下方的气化段，所述热解段的直径大于所述气化段的直径，所述气化段的上部嵌 套在所述热解段的底部，并通过倒锥形热解段分布板连接至所述热解段的内壁，所述气化 段的上部、所述倒锥形热解段分布板与所述热解段的底部内壁限定了热解段气室。2. 根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述热解段与所述气化段的直径比为 2-3:1，所述热解段与所述气化段的高度比为0. 4-0. 5:1。3. 根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，在与所述倒锥形热解段分布板相连地 所述气化段的上部内壁还环设有喉管。4. 根据权利要求3所述的气化炉，其特征在于，所述喉管具有文丘里管结构。5. 根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述热解段气室内通入有含甲烷的热 解流化气。6. 根据权利要求5所述的气化炉，其特征在于，所述含甲烷的热解流化气包括气化炉 出口处的合成气、焦炉煤气和经甲烷合成后的高浓度甲烷气中的至少一种，或者是CO、C02、 H2、N2和水蒸气中的至少一种与甲烷的组合气。7. 根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述倒锥形热解段分布板与水平面之 间的夹角呈20° -70°。8. 根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述倒锥形热解段分布板上设有开孔 方向为竖直方向的分布板气孔。9. 根据权利要求8所述的气化炉，其特征在于，所述分布板气孔的开孔率为 0? 2%-1%〇10. 根据权利要求9所述的气化炉，其特征在于，所述分布板气孔的孔径为0. 4-2mm。
【专利摘要】本发明提供了一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉，属于煤催化气化领域，能够在保证甲烷产量的前提下，提高碳质原料的转化率及热解程度，从而提高焦油产量，尤其是轻质焦油的产量。所述气化炉包括热解段及位于所述热解段下方的气化段，所述热解段的直径大于所述气化段的直径，所述气化段的上部嵌套在所述热解段的底部，并通过倒锥形热解段分布板连接至所述热解段的内壁，所述气化段的上部、所述倒锥形热解段分布板与所述热解段的底部内壁限定了热解段气室。本发明可用于联产甲烷及轻质焦油的气化工艺中。
【IPC分类】C10J3/56
【公开号】CN104893761
【申请号】CN201510238910
【发明人】祖静茹, 李克忠, 高占朋
【申请人】新奥科技发展有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日