一种新型加氢气化炉及其加氢气化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤气化领域，尤其涉及一种新型加氢气化炉及其加氢气化方法。
【背景技术】
[0002] 能源是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、 石油、天然气、自然资源（如风能、水能、太阳能、生物质能等）等，其中，我国煤炭资源丰富， 而天然气与石油资源匮乏，因此将煤炭资源转化为高热值产品气（甲烷与轻质油品），对煤 炭进行高效利用成为解决能源问题的首要任务。
[0003] 将煤炭资源转化为高热值产品气主要有两种实现技术，一种为煤热解提质技术， 通过将煤炭在惰性气体存在下高温裂解为煤气、焦油与半焦，但是，所获得的煤气热值较 低，焦油品质差，轻质油品的含量极低；另一种为煤加氢气化技术，通过将煤炭在一定的温 度与压力下与高温氢气混合，得到富含甲烷、轻质油品的产品气，采用此技术所获得的甲 烷、轻质油品的含量都有所提升，但是，由于所述产品气中的甲烷与轻质油品的收率与反应 温度关系密切，即在体系温度较高时获得的甲烷收率较高，而在体系温度较低时获得的轻 质油品的收率较高，在特定的某一温度下无法获得收率均较高的甲烷与轻质油品，使得煤 炭的利用效率较低，造成煤炭资源的浪费。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于，提供一种新型加氢气化炉及其加氢气化方法，能够同时 提尚甲烧与轻质油品的收率，进而提尚煤炭的利用效率。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -方面，本发明实施例提供一种新型加氢气化炉，包括：
[0007] 炉体，所述炉体内设置有从上到下依次连通的第一气化室、第二气化室以及激冷 室；
[0008] 所述第一气化室用于煤与含氢气体在第一温度进行第一气化反应；
[0009] 所述第二气化室用于煤与含氢气体在第二温度进行第二气化反应；
[0010] 所述激冷室用于冷却所述第一气化反应与第二气化反应的产物并收集部分固体 产物；
[0011] 其中，所述第一温度大于所述第二温度。
[0012] 可选的，所述第一气化室的内筒直径为所述炉体直径的1/5-3/5,所述第二气化室 的内筒直径为所述炉体直径的1/5-3/5。
[0013] 优选的，所述第一气化室与第二气化室的连接处设置有第一缩口，所述第一缩口 为第一气化室下口与第二气化室上口固定连接而成，第一气化室下口与所述第二气化室的 上口呈缩径状。
[0014] 进一步优选的，所述第二气化室的上口设置至少两个煤入口，所述煤入口围绕第 二气化室上口在同一水平面上呈中心对称式分布，以实现煤的对喷。
[0015] 可选的，所述第一缩口的最小横截面积所对应的直径为所述第一气化室内筒直径 的 1/3-3/5。
[0016] 优选的，所述激冷室与所述第二气化室的连接处设置有第二缩口，所述第二缩口 为第二气化室的下口与激冷室的上口固定连接而成，所述第二气化室的下口与激冷室的上 口呈缩径状，所述第二缩口呈倒悬状位于所述激冷室内，且所述激冷室的上口最大直径小 于所述激冷室的内筒直径。
[0017] 进一步优选的，所述激冷室的上口最大直径处水平设置有激冷物入口。
[0018] 可选的，所述第二缩口的最小横截面积所对应的直径为所述第二气化室内筒直径 的 1/2-4/5。
[0019] 优选的，所述第一气化室的体积为所述第二气化室体积的1. 5倍，且所述第二缩 口的最小横截面积所对应的直径大于所述第一缩口的最小横截面积所对应的直径。
[0020] 可选的，所述激冷室侧壁与所述第二气化室的连接处设置有产品气出口，所述激 冷室内壁与所述第二缩口之间设置有环形挡板，所述环形挡板与所述第二缩口之间留有空 隙，所述第一气化反应与第二气化反应所得气体产物可经所述空隙从所述产品气出口进入 后续工艺，所述第一气化反应与第二气化反应所得固体颗粒产物可被所述环形挡板阻挡而 回落至所述激冷室底部。
[0021] 优选的，所述环形挡板的上端一周固定连接在所述产品气出口下方的激冷室内壁 上，且所述环形挡板的中轴线与所述激冷室的中轴线重合，所述环形挡板的上端的直径大 于下端的直径，所述环形挡板的下端与所述第二缩口之间留有空隙，且所述环形挡板的下 端直径小于所述激冷室上口的最大直径。
[0022] 进一步优选的，所述环形挡板与所述激冷室侧壁的夹角为20-70度。
[0023] 另一方面，本发明实施例提供一种加氢气化方法，包括：
[0024] 煤与含氢气体在第一气化室于第一温度进行第一气化反应；
[0025] 煤与含氢气体在第二气化室于第二温度进行第二气化反应；
[0026] 第二气化反应的产物与所述第一气化反应的产物进入激冷室，在所述激冷室内冷 却并部分收集；
[0027] 其中，所述第一温度大于所述第二温度。
[0028] 可选的，第一气化室的含氢气体为氢含量在80%以上的富氢气体。
[0029] 优选的，所述第一温度为1000-1200°C，所述第二温度为800-900°C。
[0030] 可选的，所述第一气化反应的产物包含甲烷与半焦，所述第二气化反应的产物包 含甲烷、轻质油品与半焦。
[0031] 优选的，所述第一气化室、第二气化室与激冷室内的压力保持在5-10MPa。
[0032] 进一步优选的，所述第二气化反应的产物与所述第一气化反应的产物进入激冷室 之前还包括：
[0033] 所述第一气化反应的产物部分进入所述第二气化室，与所述第二气化反应的产物 迅速混合，并一同离开第二气化室进入激冷室，所述第一气化反应的其余部分产物循环入 所述第一气化室内继续进行所述第一气化反应。
[0034] 本发明实施例提供的新型加氢气化炉及其加氢气化方法，通过设置两个不同温度 的气化室，一定量的煤在所述第一气化室发生第一气化反应获得高甲烷含量的产物，同时， 一定量的煤在所述第二气化室发生第二气化反应获得高轻质油品含量的产物，使得同等量 的煤同时在最大程度上被转化为甲烷和轻质油品，能够同时提高所述甲烷与轻质油品的收 率，进而提高煤炭的利用效率，克服了现有技术中煤只能在某一设定的温度下发生反应，使 得所述甲烷与轻质油品的收率难以同时达到最大值，以及煤炭的利用效率低的缺陷。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其它的附图。
[0036] 图1为本发明实施例提供的一种新型加氢气化炉结构示意图；
[0037] 图2-a为本发明实施例提供的另一种新型加氢气化炉结构示意图；
[0038] 图2-b为本发明实施例提供的一种第一缩口的结构示意图；
[0039] 图2-c为本发明实施例提供的一种第二缩口的结构示意图；
[0040] 图3为本发明实施例提供的再一种新型加氢气化炉结构示意图；
[0041]图4为本发明实施例提供的一种激冷室底部锥形结构示意图。
【具体实施方式】
[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、 "右"、"