品经旋风分离器51后从反应器底部抽出。第一流化床反应器10内的固体颗粒通过外循环管30从底部输送到直径150mm主体段高600mm的第二流化床反应器20的中下部，该反应器底部通入氧气/水蒸气体积比1:4的气化剂。控制两路气化剂流量和第一流化床反应器颗粒藏量，以使第一流化床反应器自热平衡的温度是850°C，第二流化床反应器的自热平衡温度是935 °C。采样测量第一流化床反应器出口气体组成，气体产品中&体积含量34 %，CO体积含量41%，甲烷体积含量2%，有效气体含量77%。与现有技术应用例的对比说明，针对焦炭的气化存在两个阶段，采用两级气化方案，得到的有效气含量比对比例高5个百分点。本实施例中，计算出的固体颗粒在两个流化床中的平均停留时间之和为35min，排出颗粒中焦炭基本完全转化，小于测量范围。
[0081]本发明应用例2
[0082]采用本发明提出的两级气化方法，将含焦2wt %的硅铝氧化物颗粒(粒径30-100 μm)与从第二流化床反应器20提升而来的气化再生后的固体颗粒混合后从侧部连续引入到直径180mm主体段高800mm的第一流化床反应器10中，第一流化床反应器10底部通入氧气/水蒸气体积比1:24的气化剂，第一级气化得到的第一合成气产品经旋风分离器51后从反应器底部抽出。第一流化床反应器10内的固体颗粒通过外循环管30从底部输送到直径150_主体段高600_的第二流化床反应器20的中下部，本反应器的气化气通过管线直接引出作为气化产品(即第二合成气产品)，该反应器底部通入水蒸气/空气体积比2:1的气化剂。控制两路气化剂流量、提升固体颗粒量及第一流化床反应器颗粒藏量，以使第一流化床反应器自热平衡的温度是870 °C，第二流化床反应器的自热平衡温度是910°C。采样测量第一流化床反应器出口气体和第二流化床反应器出口气体组成，第一流化床反应器气体产品中&体积含量37 %，CO体积含量45 %，甲烷体积含量2.5%，有效气体含量84.5 %，第二流化床反应器气体产品中H2含量12 %，CO含量9 %，有效气体含量21%。第一流化床反应器的产品气可用于制氢或者其它化工过程，第二流化床反应器产品气含有大量氮气，热值较低，可用于锅炉燃烧。
[0083]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种含焦固体颗粒的两级气化方法，其特征在于，采用两级串联的流化床反应器实现连续气化，包括如下步骤: 待气化的含焦固体颗粒连续进入到第一流化床反应器中，与第一气化剂在Tl温度下发生第一级气化反应，Tl为800-900°C ； 对第一级气化反应所得的气体产品及未转化焦炭的固体颗粒进行气固分离得到第一合成气产品和分离的第一固体颗粒； 分离的第一固体颗粒通过外循环方式下行至第二流化床反应器中，与第二气化剂在T2温度下发生第二级气化反应，T2为900-1000°C ; 对第二级气化反应所得的气体产品及未转化焦炭的固体颗粒进行气固分离得到第二合成气产品和分离的第二固体颗粒； 将第二合成气产品引出至外界的同时部分引入至第一流化床反应器，或全部引出至外界，将分离的第二固体颗粒连续移出第二流化床反应器。2.根据权利要求1所述的含焦固体颗粒的两级气化方法，其特征在于，还包括步骤: 将连续移出第二流化床反应器的分离的第二固体颗粒通过外循环方式提升并与待气化的含焦固体颗粒混合进入到第一流化床反应器中。3.根据权利要求1所述的含焦固体颗粒的两级气化方法，其特征在于，还包括步骤: 将连续移出第二流化床反应器的分离的第二固体颗粒作为完成气化过程的产物。4.根据权利要求2或3所述的含焦固体颗粒的两级气化方法，其特征在于，所述第一气化剂包括氧气和水蒸气，且所述氧气体积占第一气化剂体积总量的2-20%。5.根据权利要求2或3所述的含焦固体颗粒的两级气化方法，其特征在于，所述第二气化剂包括氧气和水蒸气，且所述氧气体积占第二气化剂体积总量的12-35%。6.根据权利要求2或3所述的含焦固体颗粒的两级气化方法，其特征在于，所述第二气化剂是空气和水蒸气的混合气体。7.一种含焦固体颗粒的两级气化装置，其特征在于，包括: 第一流化床反应器，所述第一流化床反应器上具有物料进口、气化剂入口及气体产品出口，且所述第一流化床反应器内具有第一气固分离系统； 第二流化床反应器，位于所述第一流化床反应器的下方，所述第二流化床反应器上具有气化剂入口及固体颗粒排出口，且所述第二流化床反应器内具有第二气固分离系统；以及 外循环管，一端连接至所述第一流化床反应器，另一端连接至所述第二流化床反应器，将所述第一流化床反应器中的高温固体颗粒通过外循环方式下行至所述第二流化床反应器中； 内循环管，一端连接至所述第一流化床反应器内，另一端连接至所述第二气固分离系统，将所述第二流化床反应器中的气体产品通过内循环方式上行至所述第一流化床反应器中； 其中，所述第一硫化床反应器及所述第二流化床反应器皆为床层流化床反应器，且所述第二流化床反应器与所述第一硫化床反应器通过所述外循环管及所述内循环管串联连接。8.根据权利要求7所述的含焦固体颗粒的两级气化装置，其特征在于，所述第一流化床反应器与所述第二流化床反应器同轴排列。9.根据权利要求7所述的含焦固体颗粒的两级气化装置，其特征在于，所述第一流化床反应器与所述第二流化床反应器高低错位设置。10.根据权利要求8或9所述的含焦固体颗粒的两级气化装置，其特征在于，还包括提升管，一端连接至所述第一流化床反应器，另一端连接至所述第二流化床反应器，将所述第二流化床反应器中的高温固体颗粒通过外循环方式提升至所述第一流化床反应器与待气化的含焦固体颗粒混合。
【专利摘要】本发明涉及一种含焦固体颗粒的两级气化方法及装置，采用两级串联的流化床反应器实现连续气化，包括在800-900℃温度下发生第一级气化反应；气固分离得到第一合成气产品和分离的第一固体颗粒；分离的第一固体颗粒通过外循环方式下行至第二流化床反应器中在900-1000℃发生第二级气化反应；气固分离得到第二合成气产品和分离的第二固体颗粒；将第二合成气产品引出至外界的同时部分引入至第一流化床反应器，或全部引出至外界，将分离的第二固体颗粒连续移出第二流化床反应器。本发明提出的两级串联气化方法的实施，可降低气化反应器尺寸，减少投资，并生产出不同热值的气体产品以满足炼厂的差异需求。
【IPC分类】C10J3/84, C10J3/72, C10J3/56
【公开号】CN105713675
【申请号】CN201410725834
【发明人】张兆前, 白跃华, 周华群, 乔明, 彭博施, 梁川, 李超
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年12月3日