本發(fā)明屬于煤制油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器和生產(chǎn)裝置及工藝，實(shí)現(xiàn)了從煤制油的一步轉(zhuǎn)換。

背景技術(shù)：

自從19世紀(jì)中葉和20世紀(jì)初在美洲和中東發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的石油儲(chǔ)藏以來(lái)，人們廣泛使用石油為能源。近年來(lái)，隨著石油資源的日益減少，國(guó)際石油市場(chǎng)動(dòng)蕩不定，給各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)不利影響。人們不會(huì)忘記1973年及1979-1980年兩次金融危機(jī)造成的全球經(jīng)濟(jì)衰退。同時(shí)由于石油是規(guī)模巨大的石油化工的基礎(chǔ)，用于塑料、纖維、油漆、醫(yī)藥等工業(yè)外，還用于生產(chǎn)食用油脂、蛋白質(zhì)、糖類及合成甘油等基本食品，石油資源的枯竭必將影響到石化行業(yè)。因此，從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益來(lái)看，煤經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化制油技術(shù)是值得提倡和發(fā)展的方向。

目前國(guó)內(nèi)煤制油技術(shù)還不是很成熟，直接液化壓力高，對(duì)設(shè)備操作調(diào)件要求苛刻，間接液化煤制油對(duì)煤的利用率不夠，目前的反應(yīng)器操作條件有限，在很大程度上制約著煤制油的產(chǎn)率，不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。存在著提油率低、技術(shù)不成熟、原材料利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益不明顯等諸多技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有煤制油技術(shù)中存在的提油率低、技術(shù)不成熟、原材料利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益不明顯等問(wèn)題，提供一種gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器和生產(chǎn)裝置及工藝。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器，包括殼體、上部耐火隔熱襯里、中部耐火隔熱襯里、激冷裝置、下部耐火隔熱襯里和流化板，所述上部耐火隔熱襯里設(shè)在殼體內(nèi)部側(cè)壁的上部形成粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a，在殼體的頂部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a和觀火孔，中部耐火隔熱襯里設(shè)在殼體內(nèi)部側(cè)壁的中部形成熱解反應(yīng)室b，在熱解反應(yīng)室b的上部設(shè)有氫氣噴嘴和灰焦油氣出口，在熱解反應(yīng)室b的中部設(shè)有粉煤/煤漿噴嘴，激冷裝置設(shè)在殼體內(nèi)腔的中下部，且使激冷裝置的上端口與熱解反應(yīng)室b的出料口連通，下部耐火隔熱襯里設(shè)在殼體內(nèi)部側(cè)壁的下部形成焦灰氣化反應(yīng)室c，且使焦灰氣化反應(yīng)室c的渣灰入口與激冷裝置的下端口連通，并使焦灰氣化反應(yīng)室c的灰渣出口設(shè)在殼體的底部，在焦灰氣化反應(yīng)室c上部設(shè)有開(kāi)工噴嘴和焦灰噴嘴，在焦灰氣化反應(yīng)室c的中上部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b，流化板設(shè)在殼體內(nèi)腔的底部，在殼體的底部設(shè)有氧氣蒸汽噴嘴。

所述粉煤/煤漿噴嘴和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b都為多噴嘴形式，粉煤/煤漿噴嘴和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b各噴嘴及激冷裝置的格柵口設(shè)置為同向且徑向角度為0-30°。

一種gpg-v氣化熱解生產(chǎn)裝置，包括氣化熱解反應(yīng)器、一級(jí)旋風(fēng)除塵器、二級(jí)旋風(fēng)除塵器、飛灰過(guò)濾器和灰焦冷卻器，所述氣化熱解反應(yīng)器的焦灰油氣出口與一級(jí)旋風(fēng)除塵器的焦灰油氣進(jìn)口連接，一級(jí)旋風(fēng)除塵器的焦灰油氣出口與二級(jí)旋風(fēng)除塵器的焦灰油氣進(jìn)口連接，二級(jí)旋風(fēng)除塵器的焦灰油氣出口與飛灰過(guò)濾器焦灰油氣進(jìn)口連接，一級(jí)旋風(fēng)除塵器、二級(jí)旋風(fēng)除塵器和飛灰過(guò)濾器的焦灰出口與氣化熱解反應(yīng)器的焦灰噴嘴連接，氣化熱解反應(yīng)器的灰渣出口與灰焦冷卻器連接。

所述氣化熱解反應(yīng)器包括殼體、上部耐火隔熱襯里、中部耐火隔熱襯里、激冷裝置、下部耐火隔熱襯里和流化板，所述上部耐火隔熱襯里設(shè)在殼體內(nèi)部側(cè)壁的上部形成粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a，在殼體的頂部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a和觀火孔，中部耐火隔熱襯里設(shè)在殼體內(nèi)部側(cè)壁的中部形成熱解反應(yīng)室b，在熱解反應(yīng)室b的上部設(shè)有氫氣噴嘴和灰焦油氣出口，在熱解反應(yīng)室b的中部設(shè)有粉煤/煤漿噴嘴，激冷裝置設(shè)在殼體內(nèi)腔的中下部，且使激冷裝置的上端口與熱解反應(yīng)室b的出料口連通，下部耐火隔熱襯里設(shè)在殼體內(nèi)部側(cè)壁的下部形成焦灰氣化反應(yīng)室c，且使焦灰氣化反應(yīng)室c的渣灰入口與激冷裝置的下端口連通，并使焦灰氣化反應(yīng)室c的灰渣出口設(shè)在殼體的底部，在焦灰氣化反應(yīng)室c上部設(shè)有開(kāi)工噴嘴和焦灰噴嘴，在焦灰氣化反應(yīng)室c的中上部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b，流化板設(shè)在殼體內(nèi)腔的底部，在殼體的底部設(shè)有氧氣蒸汽噴嘴。

所述粉煤/煤漿噴嘴和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b都為多噴嘴形式，粉煤/煤漿噴嘴和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b各噴嘴及激冷裝置的格柵口設(shè)置為同向且徑向角度為0-30°。

一種氣化熱解生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

物料通過(guò)粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a噴入在粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a中反應(yīng)，生成的高溫液態(tài)渣及合成氣進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中與粉煤/煤漿噴嘴噴入物料及氫氣噴嘴送入的氫氣混合發(fā)生熱解反應(yīng)，反應(yīng)生成的物料中大部分焦灰因重力及熱解反應(yīng)室旋流作用落入激冷裝置中，剩余部分焦灰油氣經(jīng)過(guò)灰焦油氣出口依次經(jīng)過(guò)一級(jí)旋風(fēng)除塵器、二級(jí)旋風(fēng)除塵器和飛灰過(guò)濾器分離出焦灰，分離出的焦灰通過(guò)焦灰噴嘴進(jìn)入焦灰氣化反應(yīng)室c中與粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b送入的物料，與流化板進(jìn)入的氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應(yīng)，同時(shí)熱解反應(yīng)室b落入的焦灰也參與氣化反應(yīng)，反應(yīng)后的灰通過(guò)焦灰氣化反應(yīng)室c灰渣出口送入灰焦冷卻器；產(chǎn)生的合成氣經(jīng)激冷裝置進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中參與熱解反應(yīng)。

所述粉煤/煤漿噴嘴、粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b及激冷裝置噴出物料旋流方向一致，通過(guò)旋流初步分離焦灰，用以減輕除塵裝置的分離負(fù)擔(dān)。

所述粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a的反應(yīng)溫度為1300-1500℃，熱解反應(yīng)室b的反應(yīng)溫度為500-1000℃，焦灰氣化反應(yīng)室c的反應(yīng)溫度為900-1100℃，焦灰氣化反應(yīng)室c進(jìn)入激冷裝置激冷后的溫度為900-1000℃,粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a、熱解反應(yīng)室b及焦灰氣化反應(yīng)室c的壓力為0-5mpa。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)煤到油的一步轉(zhuǎn)換，充分利用了氣化產(chǎn)生的熱源，對(duì)產(chǎn)生的焦灰進(jìn)行二次氣化，該裝置耗水量少，減少了氣化裝置的渣水處理系統(tǒng)，能夠滿足連續(xù)生產(chǎn)需要，壓力在0-5.0mpa,該反應(yīng)器上下兩段氣化熱同時(shí)供給熱解段，極大的提高了單套反應(yīng)器的熱解能力，煤種適應(yīng)性廣。該形式的粉煤制油，充分利用氣流床、流化床各自特點(diǎn)，最大優(yōu)勢(shì)的利用了合成氣和渣的余熱，同時(shí)最大程度的實(shí)現(xiàn)了節(jié)水氣化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱解反應(yīng)處理量的最大化。該技術(shù)產(chǎn)品多元化，綜合能效與常規(guī)粉煤氣化、水煤漿氣化等技術(shù)高，能耗更小，用水少，處理量大。實(shí)現(xiàn)了氣化+熱解+半焦氣化的一體化技術(shù)。解決了現(xiàn)有煤制油設(shè)備的提油率低、技術(shù)不成熟、原材料利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益不明顯的技術(shù)問(wèn)題，因此，與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、原材料利用率高、提油率高、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)安全、能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明粉煤/煤漿噴嘴和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-5是本發(fā)明激冷裝置的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明gpg-v氣化熱解生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，一種gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器，包括殼體101、上部耐火隔熱襯里102、中部耐火隔熱襯里103、激冷裝置104、下部耐火隔熱襯里105和流化板106，所述上部耐火隔熱襯里102設(shè)在殼體101內(nèi)部側(cè)壁的上部形成粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a，在殼體101的頂部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a107和觀火孔108，中部耐火隔熱襯里103設(shè)在殼體101內(nèi)部側(cè)壁的中部形成熱解反應(yīng)室b，在熱解反應(yīng)室b的上部設(shè)有氫氣噴嘴109和灰焦油氣出口110，在熱解反應(yīng)室b的中部設(shè)有粉煤/煤漿噴嘴111，激冷裝置104設(shè)在殼體101內(nèi)腔的中下部，且使激冷裝置104的上端口與熱解反應(yīng)室b的出料口連通，下部耐火隔熱襯里105設(shè)在殼體101內(nèi)部側(cè)壁的下部形成焦灰氣化反應(yīng)室c，且使焦灰氣化反應(yīng)室c的渣灰入口與激冷裝置104的下端口連通，并使焦灰氣化反應(yīng)室c的灰渣出口116設(shè)在殼體101的底部，在焦灰氣化反應(yīng)室c上部設(shè)有開(kāi)工噴嘴112和焦灰噴嘴113，在焦灰氣化反應(yīng)室c的中上部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114，流化板106設(shè)在殼體101內(nèi)腔的底部，在殼體101的底部設(shè)有氧氣蒸汽噴嘴115。

如圖2-5所示，所述粉煤/煤漿噴嘴111和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114都為4噴嘴形式，粉煤/煤漿噴嘴111和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114各噴嘴及激冷裝置104的格柵口設(shè)置為同向且徑向角度為30°。

如圖6所示，一種gpg-v氣化熱解生產(chǎn)裝置，包括氣化熱解反應(yīng)器1、一級(jí)旋風(fēng)除塵器2、二級(jí)旋風(fēng)除塵器3、飛灰過(guò)濾器4和灰焦冷卻器5，所述氣化熱解反應(yīng)器1的焦灰油氣出口112與一級(jí)旋風(fēng)除塵器2的焦灰油氣進(jìn)口連接，一級(jí)旋風(fēng)除塵器2的焦灰油氣出口與二級(jí)旋風(fēng)除塵器3的焦灰油氣進(jìn)口連接，二級(jí)旋風(fēng)除塵器3的焦灰油氣出口與飛灰過(guò)濾器4焦灰油氣進(jìn)口連接，一級(jí)旋風(fēng)除塵器2、二級(jí)旋風(fēng)除塵器3和飛灰過(guò)濾器4的焦灰出口與氣化熱解反應(yīng)器1的焦灰噴嘴116連接，氣化熱解反應(yīng)器1的灰渣出口116與灰焦冷卻器5連接。

所述氣化熱解反應(yīng)器1包括殼體101、上部耐火隔熱襯里102、中部耐火隔熱襯里103、激冷裝置104、下部耐火隔熱襯里105和流化板106，所述上部耐火隔熱襯里102設(shè)在殼體101內(nèi)部側(cè)壁的上部形成粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a，在殼體101的頂部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a107和觀火孔108，中部耐火隔熱襯里103設(shè)在殼體101內(nèi)部側(cè)壁的中部形成熱解反應(yīng)室b，在熱解反應(yīng)室b的上部設(shè)有氫氣噴嘴109和灰焦油氣出口110，在熱解反應(yīng)室b的中部設(shè)有粉煤/煤漿噴嘴111，激冷裝置104設(shè)在殼體101內(nèi)腔的中下部，且使激冷裝置104的上端口與熱解反應(yīng)室b的出料口連通，下部耐火隔熱襯里105設(shè)在殼體101內(nèi)部側(cè)壁的下部形成焦灰氣化反應(yīng)室c，且使焦灰氣化反應(yīng)室c的渣灰入口與激冷裝置104的下端口連通，并使焦灰氣化反應(yīng)室c的灰渣出口116設(shè)在殼體101的底部，在焦灰氣化反應(yīng)室c上部設(shè)有開(kāi)工噴嘴112和焦灰噴嘴113，在焦灰氣化反應(yīng)室c的中上部設(shè)有粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114，流化板106設(shè)在殼體101內(nèi)腔的底部，在殼體101的底部設(shè)有氧氣蒸汽噴嘴115。

所述粉煤/煤漿噴嘴111和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114為4噴嘴形式，粉煤/煤漿噴嘴111和粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114各噴嘴及激冷裝置104的格柵口設(shè)置為同向且徑向角度為30°。

一種氣化熱解生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

物料通過(guò)粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a107噴入在粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a中反應(yīng)，生成的高溫液態(tài)渣及合成氣進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中與粉煤/煤漿噴嘴111噴入物料及氫氣噴嘴109送入的氫氣混合發(fā)生熱解反應(yīng)，反應(yīng)生成的物料中大部分焦灰因重力及熱解反應(yīng)室旋流作用落入激冷裝置104中，剩余部分焦灰油氣經(jīng)過(guò)灰焦油氣出口110依次經(jīng)過(guò)一級(jí)旋風(fēng)除塵器2、二級(jí)旋風(fēng)除塵器3和飛灰過(guò)濾器4分離出焦灰，分離出的焦灰通過(guò)焦灰噴嘴113進(jìn)入焦灰氣化反應(yīng)室c中與粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114送入的物料，與流化板106進(jìn)入的氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應(yīng)，同時(shí)熱解反應(yīng)室b落入的焦灰也參與氣化反應(yīng)，反應(yīng)后的灰通過(guò)焦灰氣化反應(yīng)室c灰渣出口116送入灰焦冷卻器5；產(chǎn)生的合成氣經(jīng)激冷裝置104進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中參與熱解反應(yīng)。

所述粉煤/煤漿噴嘴111、粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114及激冷裝置104噴出物料旋流方向一致，通過(guò)旋流初步分離焦灰，用以減輕除塵裝置的分離負(fù)擔(dān)。

所述粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a的反應(yīng)溫度為1300℃，熱解反應(yīng)室b的反應(yīng)溫度為500℃，焦灰氣化反應(yīng)室c的反應(yīng)溫度為900℃，焦灰氣化反應(yīng)室c進(jìn)入激冷裝置104激冷后的溫度為900℃,粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a、熱解反應(yīng)室b及焦灰氣化反應(yīng)室c的壓力為0mpa。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中的gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器和氣化熱解生產(chǎn)裝置與實(shí)施例1中的相同。

一種氣化熱解生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

物料通過(guò)粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a107噴入在粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a中反應(yīng)，生成的高溫液態(tài)渣及合成氣進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中與粉煤/煤漿噴嘴111噴入物料及氫氣噴嘴109送入的氫氣混合發(fā)生熱解反應(yīng)，反應(yīng)生成的物料中大部分焦灰因重力及熱解反應(yīng)室旋流作用落入激冷裝置104中，剩余部分焦灰油氣經(jīng)過(guò)灰焦油氣出口110依次經(jīng)過(guò)一級(jí)旋風(fēng)除塵器2、二級(jí)旋風(fēng)除塵器3和飛灰過(guò)濾器4分離出焦灰，分離出的焦灰通過(guò)焦灰噴嘴113進(jìn)入焦灰氣化反應(yīng)室c中與粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114送入的物料，與流化板106進(jìn)入的氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應(yīng)，同時(shí)熱解反應(yīng)室b落入的焦灰也參與氣化反應(yīng)，反應(yīng)后的灰通過(guò)焦灰氣化反應(yīng)室c灰渣出口116送入灰焦冷卻器5；產(chǎn)生的合成氣經(jīng)激冷裝置104進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中參與熱解反應(yīng)。

所述粉煤/煤漿噴嘴111、粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114及激冷裝置104噴出物料旋流方向一致，通過(guò)旋流初步分離焦灰，用以減輕除塵裝置的分離負(fù)擔(dān)。

所述粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a的反應(yīng)溫度為1500℃，熱解反應(yīng)室b的反應(yīng)溫度為1000℃，焦灰氣化反應(yīng)室c的反應(yīng)溫度為1100℃，焦灰氣化反應(yīng)室c進(jìn)入激冷裝置104激冷后的溫度為1000℃,粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a、熱解反應(yīng)室b及焦灰氣化反應(yīng)室c的壓力為5mpa。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中的gpg-v氣化熱解一體式頂噴反應(yīng)器和氣化熱解生產(chǎn)裝置與實(shí)施例1中的相同。

一種氣化熱解生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

物料通過(guò)粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴a107噴入在粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a中反應(yīng)，生成的高溫液態(tài)渣及合成氣進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中與粉煤/煤漿噴嘴111噴入物料及氫氣噴嘴109送入的氫氣混合發(fā)生熱解反應(yīng)，反應(yīng)生成的物料中大部分焦灰因重力及熱解反應(yīng)室旋流作用落入激冷裝置104中，剩余部分焦灰油氣經(jīng)過(guò)灰焦油氣出口110依次經(jīng)過(guò)一級(jí)旋風(fēng)除塵器2、二級(jí)旋風(fēng)除塵器3和飛灰過(guò)濾器4分離出焦灰，分離出的焦灰通過(guò)焦灰噴嘴113進(jìn)入焦灰氣化反應(yīng)室c中與粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114送入的物料，與流化板106進(jìn)入的氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應(yīng)，同時(shí)熱解反應(yīng)室b落入的焦灰也參與氣化反應(yīng)，反應(yīng)后的灰通過(guò)焦灰氣化反應(yīng)室c灰渣出口116送入灰焦冷卻器5；產(chǎn)生的合成氣經(jīng)激冷裝置104進(jìn)入熱解反應(yīng)室b中參與熱解反應(yīng)。

所述粉煤/煤漿噴嘴111、粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114及激冷裝置104噴出物料旋流方向一致，通過(guò)旋流初步分離焦灰，用以減輕除塵裝置的分離負(fù)擔(dān)。

所述粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a的反應(yīng)溫度為1400℃，熱解反應(yīng)室b的反應(yīng)溫度為800℃，焦灰氣化反應(yīng)室c的反應(yīng)溫度為1000℃，焦灰氣化反應(yīng)室c進(jìn)入激冷裝置104激冷后的溫度為950℃,粉煤/煤漿氣化反應(yīng)室a、熱解反應(yīng)室b及焦灰氣化反應(yīng)室c的壓力為2mpa。

上述實(shí)施例中粉煤/煤漿噴嘴111、粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114可設(shè)置為其它多噴嘴形式，粉煤/煤漿噴嘴111、粉煤/煤漿氧氣一體化噴嘴b114各噴嘴及激冷裝置104的格柵口設(shè)置為同向(同時(shí)正向或同時(shí)負(fù)向)且徑向角度為0-30°都可以。