本技術(shù)涉及焦化領(lǐng)域，特別涉及一種高溫荒煤氣直接重整裝置。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)煉焦工藝中，煤炭通過干餾生產(chǎn)焦炭的同時，產(chǎn)生的高溫荒煤氣從焦?fàn)t頂部逸出。高溫荒煤氣通過循環(huán)氨水噴淋后急冷降溫，經(jīng)過一系列凈化工藝處理得到焦?fàn)t凈煤氣。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)通常將焦?fàn)t凈煤氣燃燒用于發(fā)電。獨(dú)立焦化企業(yè)將焦?fàn)t凈煤氣深加工進(jìn)一步生產(chǎn)大宗化學(xué)商品。或采用變壓吸附(psa)提取部分氫氣，即凈化過后脫除焦油、粗苯的常溫常壓焦?fàn)t凈煤氣加壓后，通過吸附劑對焦?fàn)t煤氣中的組分吸附。焦?fàn)t煤氣切換后，通過降低壓力吸附劑上的組分逸出。通過以上過程完成焦?fàn)t煤氣中組分的分離。整個過程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是存物理分離，能將焦?fàn)t煤氣中原有氫氣的80％進(jìn)行分離。

2、焦?fàn)t凈煤氣中含有大量的氫氣，直接用于燃燒發(fā)電不僅經(jīng)濟(jì)效益差，對氫氣資源也是極大的浪費(fèi)。高溫荒煤氣在噴淋急冷凈化的整個工藝過程中，不僅能量利用率不佳，后續(xù)變壓吸附的氫氣產(chǎn)量少，難以形成規(guī)?；?yīng)。

3、鑒于以上原因，將高溫荒煤氣中的甲烷、芳烴、焦油、煤粉等有機(jī)組分，直接與氧氣進(jìn)行非催化氧化反應(yīng)得到富氫還原氣(co和氫氣)的重整工藝成為新的研究方向。

4、焦?fàn)t在煉焦過程中，伴隨推焦、裝煤等工藝操作，產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣含有大量焦油、煤粉，容易堵塞管道，無法通過存在節(jié)流或喉管等結(jié)構(gòu)的管路，也不能直接通過增壓設(shè)備(如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī))進(jìn)行壓縮。這些問題限制到了高溫焦?fàn)t煤氣直接重整的發(fā)展。

5、焦?fàn)t在煉焦過程中，焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量有一定的波動，在部分氧化工藝中，氧氣供給量難以與之形成完美匹配，導(dǎo)致重整設(shè)備溫度以及產(chǎn)品質(zhì)量都難以穩(wěn)定控制。甚至爐溫波動過于頻繁易導(dǎo)致重整設(shè)備內(nèi)部耐材使用壽命降低，難以實(shí)現(xiàn)長時間穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，高溫荒煤氣直接重整一直無法得到廣泛應(yīng)用，需要焦?fàn)t煤氣降溫凈化后通過氣柜緩沖供氣波動后，才能進(jìn)行重整轉(zhuǎn)化。這樣，使能量利用率大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫荒煤氣直接重整生產(chǎn)富氫還原氣的裝置，通過高溫荒煤氣不降溫直接重整，優(yōu)化整個荒煤氣處理過程，提高富氫還原氣產(chǎn)量。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高溫荒煤氣直接重整裝置，所述的重整裝置包括爐體，爐體的底部側(cè)壁上設(shè)有高溫荒煤氣入口，高溫荒煤氣入口的上方設(shè)有對向噴射的主反應(yīng)氧氣燒嘴，高溫荒煤氣入口的下方設(shè)有對向噴射的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴，爐體的頂部的側(cè)壁上設(shè)有富氫還原氣出口，爐體的頂部設(shè)有拱形封頂，爐體的底部設(shè)有排灰口，排灰口伸入下方的水封槽。

4、所述的高溫荒煤氣入口為1個或呈180°設(shè)置的2個。

5、所述的主反應(yīng)氧氣燒嘴為一組或多組，每組包含兩個對置的主反應(yīng)氧氣燒嘴，爐體內(nèi)圓周均布多組主反應(yīng)氧氣燒嘴。

6、所述的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴為一組或多組，每組包含兩個對置的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴，爐體內(nèi)圓周均布多組調(diào)節(jié)氧氣燒嘴。

7、所述的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴水平或斜向上伸入爐體內(nèi)部，斜向上角度а＜30°。

8、所述的主反應(yīng)氧氣燒嘴外部套設(shè)主反應(yīng)氧氣燒嘴冷卻夾套。

9、所述的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴外部套設(shè)調(diào)節(jié)氧氣燒嘴冷卻夾套。

10、所述的水封槽內(nèi)設(shè)置豎向隔板。

11、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

12、1.高溫荒煤氣直接重整裝置的高溫荒煤氣入口在側(cè)壁下部，富氫還原氣出口在側(cè)壁上部，保證荒煤氣在重整爐內(nèi)部有充足的停留時間，使反應(yīng)進(jìn)行完全。同時富氫還原氣從頂部逸出，使灰分能夠在重力作用下下落，被底部設(shè)置排灰口收集，實(shí)現(xiàn)直接重整裝置收集灰分的功能，初步凈化富氫還原氣，逸出的富氫還原氣僅攜帶少量的灰分。

13、2.高溫荒煤氣通過管路直接進(jìn)入直接重整裝置，無需設(shè)置其他設(shè)備，避免焦油、煤粉引起堵塞。高溫荒煤氣入口設(shè)在側(cè)壁下部，使焦?fàn)t到直接重整裝置的通氣管路為下行管路，避免管路輸送過程中的低點(diǎn)堵塞問題，利于焦?fàn)t煤氣通行。

14、3.高溫荒煤氣直接重整裝置設(shè)置調(diào)節(jié)氧氣燒嘴，調(diào)節(jié)氧氣燒嘴通入補(bǔ)充爐內(nèi)反應(yīng)所需的氧氣，實(shí)現(xiàn)供氧量與荒煤氣的配套波動，保證爐內(nèi)完成非催化部分氧化反應(yīng)，保證富氫還原氣質(zhì)量。避免氧氣量和焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量無法匹配，爐內(nèi)溫度波動劇烈，爐襯壽命減少，富氫還原氣質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。本申請裝置內(nèi)溫度保持在50℃內(nèi)波動。

15、4.主反應(yīng)氧氣燒嘴對置，大量氧氣在重整爐中心部分撞擊，避免高溫火焰靠近爐內(nèi)壁，增加耐材壽命。

16、5.本申請在不降溫的前提下，高溫荒煤氣直接重整，在有效的利用荒煤氣本身熱量的同時，將有機(jī)組分全部轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃夂鸵谎趸紴橹鞯母粴溥€原氣，不僅簡化了荒煤氣處理的工藝，還極大的增加了最終還原性氣體的產(chǎn)量。

技術(shù)特征：

1.一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的重整裝置包括爐體，爐體的底部側(cè)壁上設(shè)有高溫荒煤氣入口，高溫荒煤氣入口的上方設(shè)有對向噴射的主反應(yīng)氧氣燒嘴，高溫荒煤氣入口的下方設(shè)有對向噴射的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴，爐體的頂部的側(cè)壁上設(shè)有富氫還原氣出口，爐體的頂部設(shè)有拱形封頂，爐體的底部設(shè)有排灰口，排灰口伸入下方的水封槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的高溫荒煤氣入口為1個或呈180°設(shè)置的2個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的主反應(yīng)氧氣燒嘴為一組或多組，每組包含兩個對置的主反應(yīng)氧氣燒嘴，爐體內(nèi)圓周均布多組主反應(yīng)氧氣燒嘴。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴為一組或多組，每組包含兩個對置的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴，爐體內(nèi)圓周均布多組調(diào)節(jié)氧氣燒嘴。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴水平或斜向上伸入爐體內(nèi)部，斜向上角度а＜30°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的主反應(yīng)氧氣燒嘴外部套設(shè)主反應(yīng)氧氣燒嘴冷卻夾套。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴外部套設(shè)調(diào)節(jié)氧氣燒嘴冷卻夾套。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫荒煤氣直接重整裝置，其特征在于，所述的水封槽內(nèi)設(shè)置豎向隔板。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種高溫荒煤氣直接重整裝置，所述的重整裝置包括爐體，爐體的底部側(cè)壁上設(shè)有高溫荒煤氣入口，高溫荒煤氣入口的上方設(shè)有對向噴射的主反應(yīng)氧氣燒嘴，高溫荒煤氣入口的下方設(shè)有對向噴射的調(diào)節(jié)氧氣燒嘴，爐體的頂部的側(cè)壁上設(shè)有富氫還原氣出口，爐體的頂部設(shè)有拱形封頂，爐體的底部設(shè)有排灰口，排灰口伸入下方的水封槽。本申請在不降溫的前提下實(shí)現(xiàn)高溫荒煤氣直接重整，在有效的利用荒煤氣本身熱量的同時，將有機(jī)組分全部轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃夂鸵谎趸紴橹鞯母粴溥€原氣，不僅簡化了荒煤氣處理的工藝，還極大的增加了最終還原性氣體的產(chǎn)量。

技術(shù)研發(fā)人員：李昊陽,王明登,王滿,田娟娟,陳偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶焦耐（大連）工程技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240325
技術(shù)公布日：2024/12/5