一種新型加氫氣化爐及其加氫氣化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及煤氣化領域，尤其涉及一種新型加氫氣化爐及其加氫氣化方法。
【背景技術】
[0002] 能源是指能夠直接取得或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源，包括煤炭、 石油、天然氣、自然資源（如風能、水能、太陽能、生物質能等）等，其中，我國煤炭資源豐富， 而天然氣與石油資源匱乏，因此將煤炭資源轉化為高熱值產品氣（甲烷與輕質油品），對煤 炭進行高效利用成為解決能源問題的首要任務。
[0003] 將煤炭資源轉化為高熱值產品氣主要有兩種實現技術，一種為煤熱解提質技術， 通過將煤炭在惰性氣體存在下高溫裂解為煤氣、焦油與半焦，但是，所獲得的煤氣熱值較 低，焦油品質差，輕質油品的含量極低；另一種為煤加氫氣化技術，通過將煤炭在一定的溫 度與壓力下與高溫氫氣混合，得到富含甲烷、輕質油品的產品氣，采用此技術所獲得的甲 烷、輕質油品的含量都有所提升，但是，由于所述產品氣中的甲烷與輕質油品的收率與反應 溫度關系密切，即在體系溫度較高時獲得的甲烷收率較高，而在體系溫度較低時獲得的輕 質油品的收率較高，在特定的某一溫度下無法獲得收率均較高的甲烷與輕質油品，使得煤 炭的利用效率較低，造成煤炭資源的浪費。
【發明內容】
[0004] 本發明的主要目的在于，提供一種新型加氫氣化爐及其加氫氣化方法，能夠同時 提尚甲燒與輕質油品的收率，進而提尚煤炭的利用效率。
[0005] 為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0006] -方面，本發明實施例提供一種新型加氫氣化爐，包括：
[0007] 爐體，所述爐體內設置有從上到下依次連通的第一氣化室、第二氣化室以及激冷 室；
[0008] 所述第一氣化室用于煤與含氫氣體在第一溫度進行第一氣化反應；
[0009] 所述第二氣化室用于煤與含氫氣體在第二溫度進行第二氣化反應；
[0010] 所述激冷室用于冷卻所述第一氣化反應與第二氣化反應的產物并收集部分固體 產物；
[0011] 其中，所述第一溫度大于所述第二溫度。
[0012] 可選的，所述第一氣化室的內筒直徑為所述爐體直徑的1/5-3/5,所述第二氣化室 的內筒直徑為所述爐體直徑的1/5-3/5。
[0013] 優選的，所述第一氣化室與第二氣化室的連接處設置有第一縮口，所述第一縮口 為第一氣化室下口與第二氣化室上口固定連接而成，第一氣化室下口與所述第二氣化室的 上口呈縮徑狀。
[0014] 進一步優選的，所述第二氣化室的上口設置至少兩個煤入口，所述煤入口圍繞第 二氣化室上口在同一水平面上呈中心對稱式分布，以實現煤的對噴。
[0015] 可選的，所述第一縮口的最小橫截面積所對應的直徑為所述第一氣化室內筒直徑 的 1/3-3/5。
[0016] 優選的，所述激冷室與所述第二氣化室的連接處設置有第二縮口，所述第二縮口 為第二氣化室的下口與激冷室的上口固定連接而成，所述第二氣化室的下口與激冷室的上 口呈縮徑狀，所述第二縮口呈倒懸狀位于所述激冷室內，且所述激冷室的上口最大直徑小 于所述激冷室的內筒直徑。
[0017] 進一步優選的，所述激冷室的上口最大直徑處水平設置有激冷物入口。
[0018] 可選的，所述第二縮口的最小橫截面積所對應的直徑為所述第二氣化室內筒直徑 的 1/2-4/5。
[0019] 優選的，所述第一氣化室的體積為所述第二氣化室體積的1. 5倍，且所述第二縮 口的最小橫截面積所對應的直徑大于所述第一縮口的最小橫截面積所對應的直徑。
[0020] 可選的，所述激冷室側壁與所述第二氣化室的連接處設置有產品氣出口，所述激 冷室內壁與所述第二縮口之間設置有環形擋板，所述環形擋板與所述第二縮口之間留有空 隙，所述第一氣化反應與第二氣化反應所得氣體產物可經所述空隙從所述產品氣出口進入 后續工藝，所述第一氣化反應與第二氣化反應所得固體顆粒產物可被所述環形擋板阻擋而 回落至所述激冷室底部。
[0021] 優選的，所述環形擋板的上端一周固定連接在所述產品氣出口下方的激冷室內壁 上，且所述環形擋板的中軸線與所述激冷室的中軸線重合，所述環形擋板的上端的直徑大 于下端的直徑，所述環形擋板的下端與所述第二縮口之間留有空隙，且所述環形擋板的下 端直徑小于所述激冷室上口的最大直徑。
[0022] 進一步優選的，所述環形擋板與所述激冷室側壁的夾角為20-70度。
[0023] 另一方面，本發明實施例提供一種加氫氣化方法，包括：
[0024] 煤與含氫氣體在第一氣化室于第一溫度進行第一氣化反應；
[0025] 煤與含氫氣體在第二氣化室于第二溫度進行第二氣化反應；
[0026] 第二氣化反應的產物與所述第一氣化反應的產物進入激冷室，在所述激冷室內冷 卻并部分收集；
[0027] 其中，所述第一溫度大于所述第二溫度。
[0028] 可選的，第一氣化室的含氫氣體為氫含量在80%以上的富氫氣體。
[0029] 優選的，所述第一溫度為1000-1200°C，所述第二溫度為800-900°C。
[0030] 可選的，所述第一氣化反應的產物包含甲烷與半焦，所述第二氣化反應的產物包 含甲烷、輕質油品與半焦。
[0031] 優選的，所述第一氣化室、第二氣化室與激冷室內的壓力保持在5-10MPa。
[0032] 進一步優選的，所述第二氣化反應的產物與所述第一氣化反應的產物進入激冷室 之前還包括：
[0033] 所述第一氣化反應的產物部分進入所述第二氣化室，與所述第二氣化反應的產物 迅速混合，并一同離開第二氣化室進入激冷室，所述第一氣化反應的其余部分產物循環入 所述第一氣化室內繼續進行所述第一氣化反應。
[0034] 本發明實施例提供的新型加氫氣化爐及其加氫氣化方法，通過設置兩個不同溫度 的氣化室，一定量的煤在所述第一氣化室發生第一氣化反應獲得高甲烷含量的產物，同時， 一定量的煤在所述第二氣化室發生第二氣化反應獲得高輕質油品含量的產物，使得同等量 的煤同時在最大程度上被轉化為甲烷和輕質油品，能夠同時提高所述甲烷與輕質油品的收 率，進而提高煤炭的利用效率，克服了現有技術中煤只能在某一設定的溫度下發生反應，使 得所述甲烷與輕質油品的收率難以同時達到最大值，以及煤炭的利用效率低的缺陷。
【附圖說明】
[0035] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些 實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附 圖獲得其它的附圖。
[0036] 圖1為本發明實施例提供的一種新型加氫氣化爐結構示意圖；
[0037] 圖2-a為本發明實施例提供的另一種新型加氫氣化爐結構示意圖；
[0038] 圖2-b為本發明實施例提供的一種第一縮口的結構示意圖；
[0039] 圖2-c為本發明實施例提供的一種第二縮口的結構示意圖；
[0040] 圖3為本發明實施例提供的再一種新型加氫氣化爐結構示意圖；
[0041]圖4為本發明實施例提供的一種激冷室底部錐形結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0043] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、 "右"、"