一种等离子煤气化工艺及装置

摘要

本发明公开了一种等离子煤气化工艺及装置，其特点是在等离子发生器中通入工作气体并施加电源后喷入等离子反应器中产生等离子场，再将合成气和煤粉经预热换热器喷入等离子反应器中进行反应，生成的混合气体经水汽换热器后进入气固分离器，分离出的煤灰落入煤灰槽，分离出的合成气再次进入布袋除尘器分离，分离出的合成气一部分送入煤粉气流管和合成气管，大部分产品合成气输出；冷却等离子发生器阴阳极的冷却水送入水汽换热器、预热换热器后，经合成气水蒸汽喷管沿等离子反应器内壁面环形喷入形成阻挡层，阻挡炭碎片在内壁面结焦。本发明工艺合理，结构紧凑，无环境污染，连续运行时间提高了3倍以上，煤的气化率提高了4％～6％，达到了92％～95％，反应器效率提高了10％左右。

主权项

1.一种等离子煤气化工艺，其特征是在等离子发生器(4)中由工作气体入口(2)通入工作气体后施加电源(1)，并以50～80m/s的速度喷入等离子反应器(5)中产生等离子体弧(24)，形成1000℃～2000℃的等离子场(26)；合成气和煤粉作为煤粉气流通过煤粉气流管(11)经预热换热器(10)预热后，由煤粉气流喷嘴(13)将20～100μm的煤粉以4～6m/s的速度和50～90g/min的煤量喷入等离子反应器(5)中的热等离子场(26)进行反应，生成的混合气体经过水汽换热器(6)放热后进入气固分离器(7)中进行气、固分离，分离出的煤灰落入封闭的煤灰槽(8)中，分离出的混合气体在布袋除尘器(20)中进行细飞灰的分离，分离出的飞灰进入封闭的飞灰槽(22)中，分离出的5％～15％的合成气进入合成气管(12)和煤粉气流管(11)经过预热换热器(10)预热后作为等离子反应器(5)的保护气及煤粉气流的载气；85％～95％的合成气由合成气输出管(21)作为合成气产品输出储存；冷却系统的冷却水经等离子发生器(4)上的循环冷却水套进口(3)进入冷却槽路中冷却等离子发生器(4)的阴阳极，吸收热量后的冷却水通过循环冷却水套出口(16)后，再经水汽换热器入口(18)进入水汽换热器(6)中进行热交换，吸收热量后的150℃～250℃的蒸汽再次进入预热换热器(10)中，预热合成气管(12)中的合成气和煤粉气流管(11)中的煤粉气流，并将120℃～225℃的水蒸汽通过预热换热器水蒸汽出口管(9)送出；合成气通过合成气管(12)预热后与水蒸汽混合后经合成气水蒸汽喷管(15)沿等离子反应器(5)的内壁面环形喷入，在等离子反应器(5)的内壁面形成合成气阻挡层(23)，阻挡炭碎片在等离子反应器(5)的内壁面的结焦。