一种热等离子体煤裂解-气化耦联工艺及反应装置

摘要

本发明公开了属于煤化工技术领域的一种热等离子体煤裂解-气化耦联工艺及反应装置。本发明在等离子体煤裂解反应装置之后增设气固快速分离器和煤气化反应器，该装置可实现等离子体煤裂解和煤气化两过程的耦联工艺，综合利用气冷段的高位能量尤其是煤粉的高位能量，形成大量的气体副产品，提高了煤的总体转化率和过程的综合价值，本发明可充分利用等离子体煤裂解过程反应产物尤其是反应后煤粉所携带的高位能量，增长了煤粉的反应时间和历程，可提高煤粉的总体转化率，从增设的煤气化反应器可得到大量煤气化反应过程的气体副产品，如CO和H2，等离子体煤裂解过程的综合价值相比于传统技术将大幅度提高。

主权项

一种热等离子体煤裂解‑气化耦联反应装置，其特征在于，煤裂解反应腔(4)上端设置等离子体发生器(2)和煤粉进料装置(3)，煤裂解反应腔(4)下设置煤气化反应器(1)，煤裂解反应腔(4)下端设置煤裂解反应腔出口(5)，煤裂解反应腔出口(5)为缩颈，在煤裂解反应腔出口(5)缩径外壁周边处安置急冷水喷嘴(10)；煤裂解反应腔出口(5)下端设置气固快速分离器(6)，煤裂解反应腔出口(5)与气固快速分离器(6)上端形成夹套结构(8)，夹套结构(8)的夹缝为环隙状，夹套结构(8)处于急冷水喷嘴(10)之下，在气固快速分离器(6)四周设置急冷水收集槽(12)，急冷水收集槽(12)将煤气化反应器(1)分为两部分，急冷水收集槽(12)上部为气冷腔(9)，急冷水收集槽(12)下部为煤气化反应腔(16)，气固快速分离器(6)下端为气固快速分离器煤粉出口(7)，沿气固快速分离器煤粉出口(7)的外壁周边方向安置煤气化喷嘴(17)，沿气冷腔(9)外壁周边安置裂解气产品出口(11)，沿煤气化反应腔(16)外壁周边安置煤气化产品出口(18)；煤气化反应器(1)底部设置煤气化反应器底部液封(19)，煤气化反应器底部液封(19)下部为煤渣口(20)，煤渣口(20)经灰渣沉降器(21)与水净化器(22)相连，煤气化反应器(1)在煤气化反应器底部液封(19)上清液区域设置排液口(23)，排液口(23)与水净化器(22)相连；急冷水收集槽(12)与汽水分离器(13)连接，汽水分离器(13)一端经循环蒸汽管(14)与煤气化喷嘴(17)连接，另一端经分离器出口(15)与水净化器(22)相连，水净化器(22)经循环水泵(24)与急冷水喷嘴(10)相连。