一种高温荒煤气直接重整装置的制作方法
本技术涉及焦化领域，特别涉及一种高温荒煤气直接重整装置。
背景技术：
1、在传统炼焦工艺中，煤炭通过干馏生产焦炭的同时，产生的高温荒煤气从焦炉顶部逸出。高温荒煤气通过循环氨水喷淋后急冷降温，经过一系列净化工艺处理得到焦炉净煤气。钢铁联合企业通常将焦炉净煤气燃烧用于发电。独立焦化企业将焦炉净煤气深加工进一步生产大宗化学商品。或采用变压吸附(psa)提取部分氢气，即净化过后脱除焦油、粗苯的常温常压焦炉净煤气加压后，通过吸附剂对焦炉煤气中的组分吸附。焦炉煤气切换后，通过降低压力吸附剂上的组分逸出。通过以上过程完成焦炉煤气中组分的分离。整个过程不发生化学反应，是存物理分离，能将焦炉煤气中原有氢气的80％进行分离。
2、焦炉净煤气中含有大量的氢气，直接用于燃烧发电不仅经济效益差，对氢气资源也是极大的浪费。高温荒煤气在喷淋急冷净化的整个工艺过程中，不仅能量利用率不佳，后续变压吸附的氢气产量少，难以形成规模化供应。
3、鉴于以上原因，将高温荒煤气中的甲烷、芳烃、焦油、煤粉等有机组分，直接与氧气进行非催化氧化反应得到富氢还原气(co和氢气)的重整工艺成为新的研究方向。
4、焦炉在炼焦过程中，伴随推焦、装煤等工艺操作，产生的焦炉煤气含有大量焦油、煤粉，容易堵塞管道，无法通过存在节流或喉管等结构的管路，也不能直接通过增压设备(如风机、压缩机)进行压缩。这些问题限制到了高温焦炉煤气直接重整的发展。
5、焦炉在炼焦过程中，焦炉煤气产量有一定的波动，在部分氧化工艺中，氧气供给量难以与之形成完美匹配，导致重整设备温度以及产品质量都难以稳定控制。甚至炉温波动过于频繁易导致重整设备内部耐材使用寿命降低，难以实现长时间稳定生产。因此，高温荒煤气直接重整一直无法得到广泛应用，需要焦炉煤气降温净化后通过气柜缓冲供气波动后，才能进行重整转化。这样，使能量利用率大大降低。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高温荒煤气直接重整生产富氢还原气的装置，通过高温荒煤气不降温直接重整，优化整个荒煤气处理过程，提高富氢还原气产量。
2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
3、一种高温荒煤气直接重整装置，所述的重整装置包括炉体，炉体的底部侧壁上设有高温荒煤气入口，高温荒煤气入口的上方设有对向喷射的主反应氧气烧嘴，高温荒煤气入口的下方设有对向喷射的调节氧气烧嘴，炉体的顶部的侧壁上设有富氢还原气出口，炉体的顶部设有拱形封顶，炉体的底部设有排灰口，排灰口伸入下方的水封槽。
4、所述的高温荒煤气入口为1个或呈180°设置的2个。
5、所述的主反应氧气烧嘴为一组或多组，每组包含两个对置的主反应氧气烧嘴，炉体内圆周均布多组主反应氧气烧嘴。
6、所述的调节氧气烧嘴为一组或多组，每组包含两个对置的调节氧气烧嘴，炉体内圆周均布多组调节氧气烧嘴。
7、所述的调节氧气烧嘴水平或斜向上伸入炉体内部，斜向上角度а＜30°。
8、所述的主反应氧气烧嘴外部套设主反应氧气烧嘴冷却夹套。
9、所述的调节氧气烧嘴外部套设调节氧气烧嘴冷却夹套。
10、所述的水封槽内设置竖向隔板。
11、与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：
12、1.高温荒煤气直接重整装置的高温荒煤气入口在侧壁下部，富氢还原气出口在侧壁上部，保证荒煤气在重整炉内部有充足的停留时间，使反应进行完全。同时富氢还原气从顶部逸出，使灰分能够在重力作用下下落，被底部设置排灰口收集，实现直接重整装置收集灰分的功能，初步净化富氢还原气，逸出的富氢还原气仅携带少量的灰分。
13、2.高温荒煤气通过管路直接进入直接重整装置，无需设置其他设备，避免焦油、煤粉引起堵塞。高温荒煤气入口设在侧壁下部，使焦炉到直接重整装置的通气管路为下行管路，避免管路输送过程中的低点堵塞问题，利于焦炉煤气通行。
14、3.高温荒煤气直接重整装置设置调节氧气烧嘴，调节氧气烧嘴通入补充炉内反应所需的氧气，实现供氧量与荒煤气的配套波动，保证炉内完成非催化部分氧化反应，保证富氢还原气质量。避免氧气量和焦炉煤气产量无法匹配，炉内温度波动剧烈，炉衬寿命减少，富氢还原气质量不稳定的问题。本申请装置内温度保持在50℃内波动。
15、4.主反应氧气烧嘴对置，大量氧气在重整炉中心部分撞击，避免高温火焰靠近炉内壁，增加耐材寿命。
16、5.本申请在不降温的前提下，高温荒煤气直接重整，在有效的利用荒煤气本身热量的同时，将有机组分全部转变为氢气和一氧化碳为主的富氢还原气，不仅简化了荒煤气处理的工艺，还极大的增加了最终还原性气体的产量。
技术特征：
1.一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的重整装置包括炉体，炉体的底部侧壁上设有高温荒煤气入口，高温荒煤气入口的上方设有对向喷射的主反应氧气烧嘴，高温荒煤气入口的下方设有对向喷射的调节氧气烧嘴，炉体的顶部的侧壁上设有富氢还原气出口，炉体的顶部设有拱形封顶，炉体的底部设有排灰口，排灰口伸入下方的水封槽。
2.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的高温荒煤气入口为1个或呈180°设置的2个。
3.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的主反应氧气烧嘴为一组或多组，每组包含两个对置的主反应氧气烧嘴，炉体内圆周均布多组主反应氧气烧嘴。
4.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的调节氧气烧嘴为一组或多组，每组包含两个对置的调节氧气烧嘴，炉体内圆周均布多组调节氧气烧嘴。
5.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的调节氧气烧嘴水平或斜向上伸入炉体内部，斜向上角度а＜30°。
6.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的主反应氧气烧嘴外部套设主反应氧气烧嘴冷却夹套。
7.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的调节氧气烧嘴外部套设调节氧气烧嘴冷却夹套。
8.根据权利要求1所述的一种高温荒煤气直接重整装置，其特征在于，所述的水封槽内设置竖向隔板。
技术总结
本技术涉及一种高温荒煤气直接重整装置，所述的重整装置包括炉体，炉体的底部侧壁上设有高温荒煤气入口，高温荒煤气入口的上方设有对向喷射的主反应氧气烧嘴，高温荒煤气入口的下方设有对向喷射的调节氧气烧嘴，炉体的顶部的侧壁上设有富氢还原气出口，炉体的顶部设有拱形封顶，炉体的底部设有排灰口，排灰口伸入下方的水封槽。本申请在不降温的前提下实现高温荒煤气直接重整，在有效的利用荒煤气本身热量的同时，将有机组分全部转变为氢气和一氧化碳为主的富氢还原气，不仅简化了荒煤气处理的工艺，还极大的增加了最终还原性气体的产量。
技术研发人员：李昊阳,王明登,王满,田娟娟,陈伟
受保护的技术使用者：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司
技术研发日：20240325
技术公布日：2024/12/5