r>[0077] 所述熱載體入口 12通過管路分別與所述第一高溫旋風分離器10、第二高溫旋風 分離器19的底端出口相連；
[0078] 所述第一高溫旋風分離器10的頂端出氣口與所述第二高溫旋風分離器19的入口 相連；
[0079] 所述廢熱鍋爐20的入口通過管路與所述第二高溫旋風分離器19的頂端出氣口相 連；
[0080] 所述螺旋進料器11通過管路與所述噴嘴21相連，本發明的褐煤氣化制還原氣的 裝置圖如圖2所示。
[0081] 實施例2
[0082] 本實施例提供了一種褐煤氣化制還原氣的方法，該方法是通過使用實施例1所述 的裝置實現的，其工藝流程圖如圖1所述，褐煤氣化制還原氣的方法具體包括以下步驟：
[0083] a、將褐煤原煤進行破碎、研磨、篩分，得到粒徑為IOmm以下的煤粉，煤粉通過螺旋 進料器11，與氣化劑（H20、O2)及惰性氣體（NjPCO2)通過噴嘴21-并進入熱解/部分氣化 爐13的熱解/部分氣化區，再與通過熱載體入口 12進入的熱載體（高溫灰）在熱解/部分 氣化區混合，在600-900°C下發生不完全氣化反應；所述熱載體與煤粉的質量比為1-12:1， 氧氣與混合物料質量比為〇-〇. 5:1，水蒸氣與混合物料的質量比為0-0. 6:1 ;得到揮發分 (C0、H2、CH4及輕質烴類等）、固體半焦和少量焦油；所述揮發分和半焦進入導流筒15,在導 流筒15出口揮發分和半焦進行分離，揮發分通過管路由揮發物出口 14排出由揮發物入口 5 進入氣化重整爐1的重整反應區B，半焦落入半焦儲倉16, 一部分半焦通過半焦出口 17進 入半焦儲罐18,作為催化劑或負載活性組分后作為催化劑，送入氣化重整爐1，另一部分占 比60% -90%的半焦通過返料系統從半焦返料口 9進入氣化重整爐1的完全氣化反應區C ;
[0084] b、進入氣化重整爐1完全氣化反應區C的半焦被通過氣化劑入口 8進入的完全 氣化氣化劑（H20、O2)流化，氧氣與半焦的質量比為0.5-1. 0:1，水蒸氣與半焦的質量比在 0. 3-1. 0:1，在完全氣化反應區C，在900-1200°C的溫度條件下發生完全氣化反應，得到粗 煤氣；
[0085] c、所述粗煤氣、半焦、未反應氣化劑與進入氣化重整爐1重整反應區B的揮發物在 重整反應區B發生重整反應，將重質組分分解為輕質組分。
[0086] d、所述輕質組分通過導流板4進入氣化重整爐1的氣體轉換反應區A，與通過催化 劑入口 3進入的催化劑、金屬氧化物CaO及氣化劑發生氣體轉換反應，將氣體中的甲烷轉換 為CO和H2，得到合成氣；加入的催化劑是半焦或半焦負載活性組分（K、Na、Ca、Fe、Ni等） 所得的催化劑。添加的CaO有助于H2的生成，脫除部分CO 2，將CO2帶入氣體轉換反應區C 再次作為氣化劑反應，CaO在此區脫除部分S，隨灰渣從灰渣出口 7排出；
[0087] e、所述合成氣經氣體轉換反應區A調整后，得到富氫合成氣，進入第一高溫旋風 分離器10,脫除熱載體（高溫灰）的還原氣進入第二高溫旋風分離器19,再次脫除熱載體 (高溫灰），脫除的高溫灰作為熱載體從熱載體入口 12進入熱解/部分氣化爐13以提供熱 量，得到的還原氣可直接用于豎爐煉鐵，根據需要也可進入廢熱鍋爐20進行顯熱回收后再 用于豎爐煉鐵。
【主權項】
1. 一種用于褐煤氣化制還原氣的裝置，其包括：氣化重整爐、熱解/部分氣化爐、高溫 旋風分離器及半焦儲罐；其中： 所述氣化重整爐自上至下分為氣體轉換反應區、重整反應區及完全氣化反應區， 所述完全氣化反應區下部自上至下設有半焦返料口、氣化劑入口及灰渣出口；所述氣 化劑入口對稱設置于完全氣化反應區下部；所述完全氣化反應區與重整反應區之間對稱設 有揮發物入口； 所述重整反應區與氣體轉換反應區之間對稱設有催化劑入口；所述催化劑入口通過管 路與所述半焦儲罐的出口相連； 所述氣化重整爐的頂端設有還原氣出口，該還原氣出口通過管路與所述高溫旋風分離 器的入口相連； 所述熱解/部分氣化爐爐內設有導流筒，該導流筒將所述熱解/部分氣化爐分為熱解 /部分氣化區和半焦儲倉；熱解/部分氣化爐爐體頂端設有噴嘴，底端設有半焦出口，爐體 兩側對稱設有熱載體入口、揮發物出口； 所述半焦出口通過管路分別與所述半焦儲罐的入口及氣化重整爐的半焦返料口相 連； 所述揮發物出口通過管路與所述氣化重整爐的揮發物入口相連； 所述熱載體入口通過管路與所述高溫旋風分離器的底端出口相連。2. 根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐的入口通 過管路與所述高溫旋風分離器的頂端出氣口相連。3. 根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括螺旋進料器，該螺旋進料器通過管 路與所述噴嘴相連。4. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述氣化重整爐的完全氣化反應區還設有氣體 分布板，該氣體分布板位于完全氣化反應區的下端，介于所述半焦返料口及氣化劑入口之 間，且該氣體分布板通過出渣管與所述灰渣出口相連。5. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述催化劑入口下側安裝有導流板。6. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述高溫旋風分離器包括第一高溫旋風分離器 和第二高溫旋風分離器， 所述氣化重整爐的還原氣出口通過管路與所述第一高溫旋風分離器的入口相連， 所述第一高溫旋風分離器的頂端出氣口與所述第二高溫旋風分離器的入口相連， 所述熱載體入口通過管路分別與所述第一高溫旋風分離器、第二高溫旋風分離器的底 端出口相連。7. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述熱解/部分氣化爐爐體采用耐火磚砌筑，外 壁由不銹鋼材料制成。8. -種褐煤氣化制還原氣的方法，其是采用權利要求1-7任一項所述的褐煤氣化制還 原氣的裝置實現的，其中，該方法包括以下步驟： a、將褐煤原料、熱解/部分氣化氣化劑及熱載體混合后，在所述熱解/部分氣化爐的熱 解/部分氣化區發生不完全氣化反應，得到揮發分和半焦；所述揮發分通過揮發物入口進 入氣化重整爐的重整反應區，所述半焦一部分通過半焦返料口進入氣化重整爐的完全氣化 反應區，另一部分進入半焦儲罐； 優選所述褐煤原料的粒徑為IOmm以下； 還優選以不完全氣化反應得到的半焦的總重量為100%計，所述通過半焦返料口進入 氣化重整爐的完全氣化反應區的半焦占60% -90% ; b、 進入氣化重整爐完全氣化反應區的半焦與完全氣化氣化劑混合后，在完全氣化反應 區發生完全氣化反應，得到粗煤氣； c、 所述粗煤氣、半焦、未反應的完全氣化氣化劑與進入氣化重整爐重整反應區的揮發 物在重整反應區發生重整反應，得到重整后的產物； d、 所述重整后的產物與催化劑在氣化重整爐的氣體轉換反應區發生氣體轉換反應，得 到合成氣； e、 所述合成氣經脫除熱載體后，得到所述還原氣。9. 根據權利要求8所述的方法，其中，步驟d中所述的催化劑包括半焦催化劑或負載 有活性組分的半焦催化劑；優選所述活性組分包括Fe、Ca、Ni、Na和K中的一種或幾種的組 合。10. 根據權利要求8或9所述的方法，其中，所述步驟d為將重整后的產物與催化劑、金 屬氧化物和/或氣體轉換反應氣化劑在氣化重整爐的氣體轉換反應區發生氣體轉換反應， 得到合成氣； 優選所述金屬氧化物包括氧化鈣；還優選所述的氣體轉換反應氣化劑包括H2O和02。
【專利摘要】本發明提供了一種用于褐煤氣化制還原氣的裝置及方法。該裝置包括氣化重整爐、熱解/部分氣化爐、高溫旋風分離器及半焦儲罐；氣化重整爐自上至下分為氣體轉換反應區、重整反應區及完全氣化反應區，熱解/部分氣化爐爐內設有導流筒，該導流筒將熱解/部分氣化爐分為熱解/部分氣化區和半焦儲倉；熱解/部分氣化爐爐體頂端設有噴嘴，底端設有半焦出口，爐體兩側對稱設有熱載體入口、揮發物出口。本發明還提供了一種褐煤氣化制還原氣的方法。通過本發明的裝置及方法制備得到的還原氣可以用于直接還原煉鐵，合成甲醇，F-T合成及IGCC發電、制氫等領域。本發明具有節能、成本低，揮發分與半焦相互作用小，效率高，還原氣品質好等優點。
【IPC分類】C10J3/86, C10J3/54, C10J3/56, C10J3/84, C10J3/66, C10J3/74, C10K3/04
【公開號】CN105176594
【申請號】
【發明人】孫加亮, 楊偉明, 趙紅, 劉紅娟, 葉小虎, 劉豐
【申請人】北京京誠澤宇能源環保工程技術有限公司, 中冶京誠工程技術有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月23日