气流床气化系统及气流床气化工艺

摘要

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气流床气化系统及气流床气化工艺。所述气流床气化系统包括加氢气化炉和半焦气化炉，反应煤粉和含氢气体在加氢气化炉内反应生成半焦；所述加氢气化炉上还设有固体激冷喷嘴，所述固体激冷喷嘴用于将激冷煤粉喷入所述加氢气化炉内，所述激冷煤粉与所述半焦混合成半焦混合物；所述半焦气化炉用于实现所述半焦混合物的气化反应。通过固体激冷喷嘴的设置，可以将激冷煤粉喷入加氢气化炉内。在加氢气化炉内，半焦与激冷煤粉形成的半焦混合物的表观密度较大，所以半焦混合物能够进行稳定的密相输送；稳定的密相输送会促使半焦混合物在半焦气化炉中进行稳定且易于控制的半焦气化反应。

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气流床气化系统及气流床气化 工艺。

背景技术

煤粉加氢气化是煤粉和氢气在高温、高压条件下反应生成粗煤气和半焦的 过程。目前煤粉加氢气化的半焦产量占进料量(加入的煤粉的质量)的50％左右， 其残碳含量高达80％(单位质量半焦中的碳含量)以上，因此必须将这部分半焦 进行再次热转化成粗煤气，以提高整个加氢气化工艺的碳利用效率。

目前加氢气化半焦的再次热转化方式有三种，一种是直接燃烧；另一种是 将气化产生的半焦返回到原加氢气化炉内多次循环气化；还有一种是将半焦送 入另一高温气流床气化炉内快速热转化。其中，直接燃烧的方式中半焦的综合 利用率较低；且由于加氢气化产生的半焦挥发分含量很低，也不适合返回到原 加氢气化炉内再转化成粗煤气。比较适宜半焦的转化方式，是将其送入另一高 温气流床气化炉内快速转化，利用这种方式，半焦的转化效率相对较高，反应 较易于控制。

为了达到半焦反应所需的高温，半焦必须采取密相输送的方式。密相输送 是指利用少量的气体输送较多的固态物质的过程，一般固体含量高于100kg/m³或固体/气体质量比大于25。但是加氢气化半焦与普通气化半焦不同，其为粒径 较大的多孔蓬松状颗粒，堆密度很低，流动性较差，这使得此类半焦在输送过 程中受到系统压力波动的影响较大，很难平稳输送，因密相输送不稳定致使半 焦的气化反应过程不宜控制。

发明内容

本发明提供一种气流床气化系统，通过该气流床气化炉的固体激冷喷嘴的 设置，可以喷入激冷煤粉，激冷煤粉填充在半焦颗粒空隙内，可以增大半焦的 表观密度，进而使半焦能够进行稳定的密相输送。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明一方面提供一种气流床气化系统，包括加氢气化炉和半焦气化炉， 所述加氢气化炉上设有煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴，所述煤粉喷嘴和含氢气体喷 嘴分别用于将反应煤粉和含氢气体喷入所述加氢气化炉内，所述反应煤粉和含 氢气体在加氢气化炉反应段内反应生成半焦，所述加氢气化炉上还设有固体激 冷喷嘴，所述固体激冷喷嘴用于将激冷煤粉喷入所述加氢气化炉内，所述激冷 煤粉与所述半焦混合成半焦混合物；所述加氢气化炉上还设有半焦混合物出口， 所述半焦气化炉上设有半焦混合物入口，所述半焦气化炉用于实现所述半焦混 合物的气化反应。

本发明另一方面提供一种气流床气化工艺，包括：

将反应煤粉与含氢气体反应生成半焦；

将激冷煤粉与所述半焦混合形成半焦混合物；

将所述半焦混合物进行半焦气化反应。

本发明的气流床气化系统中，通过固体激冷喷嘴的设置，可以将激冷煤粉 喷入加氢气化炉内。在加氢气化炉内，激冷煤粉可以填充半焦之间的空隙，进 而使半焦与激冷煤粉形成的半焦混合物的表观密度大于不加入激冷煤粉的半焦 的表观密度，所以半焦混合物相对于不加入激冷煤粉的半焦，其能够稳定地进 行密相输送；稳定的密相输送会促使半焦混合物在半焦气化炉中进行平稳且易 于控制的半焦气化反应，进而可以提高半焦的综合利用率。另外，通过固体激 冷喷嘴喷入的激冷煤粉还能够快速地降低粗煤气的温度，同时避免粗煤气中夹 带的轻质油品在高温条件下分解；且激冷煤粉也可以与氢气发生一定的反应， 生成额外的粗煤气，提高粗煤气的产率。

附图说明

图1为本发明实施例中的气流床气化系统的结构示意图图示。

图2为本发明一实施例中的气流床气化工艺示意图。

附图标记为：

1-加氢气化炉，2-加氢气化炉反应段，3-煤粉喷嘴，4-含氢气体喷嘴，5- 固体激冷喷嘴，6-半焦混合物出口，7-半焦混合物收集段，8-流化气进口，9- 气体分布板，10-粗煤气出口，11-半焦气化炉，12-半焦混合物入口，13-半焦 气化反应段，14-缩颈，15-水激冷区域，16-排渣口，17-气体出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的气流床气化炉及粉煤加氢气化工艺进行详 细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“底端、“顶部”、 “内”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限 制。

本发明一实施例中提供一种气流床气化系统，如图1所示，包括加氢气化 炉1和半焦气化炉11，所述加氢气化炉1上设有煤粉喷嘴3和含氢气体喷嘴4， 所述煤粉喷嘴3和含氢气体喷嘴4分别用于将反应煤粉和含氢气体喷入加氢气 化炉1内，所述反应煤粉和含氢气体在加氢气化反应段2内反应生成半焦，所 述加氢气化炉1上还设有固体激冷喷嘴5，所述固体激冷喷嘴5用于将激冷煤粉 喷入所述加氢气化炉1内，所述激冷煤粉与所述半焦混合成半焦混合物；所述 加氢气化炉1还设有半焦混合物出口6，所述半焦气化炉11上设有半焦混合物 入口12，所述半焦气化炉11用于实现所述半焦混合物的气化反应。

本发明实施例的加氢气化炉，通常用于将煤粉与含氢气体在高温、高压条 件下反应生成粗煤气、轻质油品和半焦。煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴，分别用于 将煤粉和含氢气体喷入加氢气化炉内。煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴通常位于加氢 气化炉的顶部，这样可以延长煤粉和氢气的反应时间。含氢气体，是指含有氢 气的气体，具体可以是只包含氢气，也可以根据实际需要包含氢气和其他气体。

所述加氢气化反应段，通常是反应煤粉与含氢气体进入加氢气化炉后进行 反应的区域。煤粉与氢气通常是在加氢气化反应段内反应生成粗煤气、轻质油 品和半焦。一般加氢气化反应段外设有耐火砖或者其他保温耐腐蚀材料，如图1 的阴影部分。加氢气化炉的外壁用于抵抗外来压力及其他影响，加氢气化反应 段的耐火砖或者其他保温耐腐蚀材料用于提供稳定的反应环境。

所述反应煤粉，通常用于与氢气反应生成粗煤气、轻质油品和半焦。所述 激冷煤粉，通常是用于填充半焦之间的空隙，增大半焦的表观密度。当然，激 冷煤粉也是可以参与反应的，如：在加氢气化炉内，激冷煤粉也可以与氢气反 应生成粗煤气和半焦。除此之外，激冷煤粉也起到降温的作用，尤其是可以降 低粗煤气的温度，进而避免粗煤气中夹带的轻质油品在高温条件下分解。本发 明实施例中，反应煤粉通常是从煤粉喷嘴喷入加氢气化炉内，激冷煤粉通常是 从固体激冷喷嘴喷入加氢气化炉内。反应煤粉与激冷煤粉的粒径可以相同，也 可以不同，在此不做具体限定。

通常，所述固体激冷喷嘴设置在加氢气化反应段的下方的加氢气化炉壁上， 这是为了便于使半焦与激冷煤粉进行混合成半焦混合物，增大半焦的表观密度。 另外，激冷煤粉也能够降低粗煤气的温度。

半焦混合物出口是用于排出半焦与激冷煤粉形成的半焦混合物。一般，半 焦混合物出口位于固体激冷喷嘴的下方，这可以便于将半焦与激冷喷嘴喷入的 激冷煤粉(即半焦混合物)一起排出加氢气化炉。为了增大激冷喷嘴与半焦混 合物出口之间的距离，即为了使半焦与激冷煤粉能够充分混合，同时也为了便 于半焦混合物的排出，半焦混合物出口通常设置在加氢气化炉的底部。本领域 技术人员也可以根据不同的情况设置半焦混合物出口的位置，以便于将半焦混 合物排出。

所述半焦气化炉用于实现所述半焦混合物的气化反应。在使用过程，可以 将半焦混合物通过加氢气化炉的半焦混合物出口排出加氢气化炉，并通过半焦 混合物入口进入半焦气化炉内。此过程通常是经过密相输送。半焦混合物的表 观密度较大，其能够进行稳定的密相输送。因为半焦混合物的密相输送稳定， 可促使半焦气化反应平稳、易控制，进而提高半焦的综合利用率。

本发明实施例中，通过固体激冷喷嘴的设置，可以将激冷煤粉喷入加氢气 化炉内。在加氢气化炉内，激冷煤粉可以填充半焦之间的空隙，进而使半焦与 激冷煤粉形成的半焦混合物的表观密度大于不加入激冷煤粉的半焦的表观密 度，所以半焦混合物相对于不加入激冷煤粉的半焦，其能够稳定地进行密相输 送；稳定的密相输送会促使半焦混合物在半焦气化炉中进行平稳且易于控制的 半焦气化反应，进而可以提高半焦的综合利用率。另外，通过固体激冷喷嘴喷 入的激冷煤粉还能够快速地降低粗煤气的温度，同时避免粗煤气中夹带的轻质 油品在高温条件下分解；且激冷煤粉也可以与氢气发生一定的反应，生成额外 的粗煤气，提高粗煤气的产率。

如图1所示的气流床气化炉，所述半焦混合物入口12设置在所述半焦气化 炉11的中下部。

半焦气化炉的中下部，是指半焦气化炉的中间与底部之间的部位。一般半 焦混合物和气化剂都可以通过半焦混合物入口进入半焦气化反应炉内。如图1 所示，通常半焦混合物入口的下方设有气体出口17，气体出口17的下方设有排 渣口16。半焦气化反应生成的气体从气体出口排出，半焦气化反应生成的灰渣 从排渣口排出。排渣口通常设置在半焦气化炉的底端，以便于将灰渣彻底排出。

本发明实施例中，所述半焦混合物入口位于半焦气化炉的中下部，因此可 以使半焦气化炉顶部处于封闭状态，使半焦气化反应过程中实现“下进下出” 的进料出料方式。半焦混合物进入半焦气化炉后，可以先从反应区的中心流动 到顶部，然后折流往下流动，因此极大地延长了半焦混合物在半焦气化炉内的 停留时间，大部分的半焦混合物在此过程中被气化生成粗煤气和熔融灰渣，进 而提高了半焦气化的碳转化率，可以使半焦中96％以上的碳转化成可燃气体(即 转化成可燃气体的碳占半焦中总碳量的96％以上)。循环流动的气体也能促进熔 融灰渣沿着半焦气化炉炉壁流动向下排出。

较佳地，如图1所示的气流床气化系统，所述固体激冷喷嘴5向下倾斜， 且所述固体激冷喷嘴5与加氢气化炉炉壁竖直方向的夹角大于0°且小于或等于 15°。所述固体激冷喷嘴向下倾斜的角度的范围可以使固体激冷喷嘴喷出的激 冷煤粉携带大部分半焦进入加氢气化炉的底部，极大地减少被粗煤气带出的半 焦的量，提高了半焦的利用率，也降低了后续粗煤气除尘的负荷。

如图1所示的气流床气化系统，所述加氢气化炉1内还设置有半焦混合物 收集段7，所述半焦混合物收集段7位于所述固体激冷喷嘴5的下方。半焦混合 物收集段，通常是位于加氢气化炉内的底部区域，用于收集半焦混合物，经过 半焦混合物收集段的收集使半焦与激冷煤粉聚集在一起，也增大了半焦混合物 的表观密度，方便密相输送。

为了使半焦混合物收集区收集的半焦混合物充分混合，如图1所示，所述 加氢气化炉1上还设置有流化气进口8，所述流化气进口8位于所述半焦混合物 收集段7的下方。通过流化气进口可以通入流化气，流化气可以使半焦混合物 充分混合，进而增大密相输送的混合物的表观密度，方便密相输送；流化气还 能防止加氢气化炉底部堆积的热物料存在一定的死区时发生局部超温，进而一 定程度上能够保证系统的安全操作。通常流化气可以为粗煤气、氢气或氮气， 为了节省后续分离的负荷，一般选择粗煤气为流化气。

进一步地，如图1所示，所述半焦混合物收集段7的下方设置有气体分布 板9，所述气体分布板9位于所述流化气进口8的上方。通入流化气后，经过气 体分布板使流化气分散开来，以便于使半焦混合物收集区上的半焦混合物充分 均匀混合。

通常固体激冷喷嘴至少为2个。一般固体激冷喷嘴均匀分散布置。2个或2 个以上的固体激冷喷嘴可以从2个或2个以上的方向喷入激冷煤粉，通过不同 方向的固体激冷喷嘴喷入的激冷煤粉之间的碰撞实现激冷煤粉的均匀分散，提 高激冷效果，也更利于激冷煤粉和半焦充分均匀混合。加氢气化炉的大小不同 可以设置不同个数的激冷喷嘴，比如较小的加氢气化炉可以设置2个激冷喷嘴， 较大的加氢气化炉可以设置2个以上的激冷喷嘴，比如为4、5、6或8个等， 具体可以根据实际需要进行设置。

为了进一步使激冷煤粉和半焦充分均匀混合，如图1所示，所述激冷喷嘴 可为对置安装。所述对置安装，是指激冷喷嘴设置在加氢气化炉的同一平面上， 所述平面垂直于所述加氢气化炉的垂线，且所述激冷喷嘴分布在所述平面与所 述加氢筒体的重合线的中心对称位置上。

如图1所示，煤粉喷嘴3和含氢气体喷嘴4的下方通常设置有粗煤气出口 10，固体激冷喷嘴5一般设置在粗煤气出口10的下方。这是为了避免激冷喷嘴 喷入的激冷煤粉随着粗煤气从粗煤气出口排出加氢气化炉，进而降低激冷煤粉 的利用率。粗煤气出口，可以用于将粗煤气、轻质油品排出加氢气化炉。

优选的是，如图1所示，所述半焦气化炉11内设有半焦气化反应段13和 缩颈14，所述半焦混合物入口12位于所述半焦气化反应段13和所述缩颈14的 连接处。通常半焦气化反应段内设有耐火砖或者其他保温耐腐蚀材料，如图的3 阴影部分。半焦气化炉的外壁用于抵抗外来压力及其他影响，半焦气化反应段 用于提供稳定的反应环境，半焦混合物和气化剂都可以通过半焦混合物入口进 入半焦气化反应段，然后向上流动到半焦气化反应段的顶部，再向下流动到半 焦气化反应段的下端，大部分的半焦混合物在此过程中被气化生成粗煤气和熔 融灰渣，循环流动的气体也能促进熔融灰渣沿着半焦气化反应段的壁面排出， 缩颈的设置有利于气体将壁面的灰渣带出。图1中，加氢气化炉1中的箭头表 示流化气的流动方向，半焦气化炉11中的箭头，表示半焦(通常还有气化剂) 进入半焦气化炉后的流动方向；加氢气化炉1与半焦气化炉11之间的连接线的 箭头表示半焦混合物的流动方向。

为了降低半焦反应生成的粗煤气和灰渣的温度，如图1所示，通常在半焦 气化炉底端设有水激冷区域15。一般排渣口16位于水激冷区域15的下方，气 体出口17位于水激冷区域15的上方。半焦混合物气化产生的粗煤气携带灰渣 通过缩颈进入水激冷区域，激冷后的粗煤气从气体出口排出，经过除尘和净化 之后，分离得到纯的氢气，氢气可以返回到加氢气化炉，为加氢气化提供了一 定的氢源。经水激冷区域激冷后的灰渣从排渣口排出。

为了充分使半焦混合物气化产生的粗煤气降低温度，如图1所示，通常水 激冷区域15内的液面高度超过缩颈14的出口的高度。这样粗煤气从内筒缩颈 排出后，就能直接进入水激冷区域进行激冷，然后经气体出口排出半焦气化炉。

优选的是，所述半焦混合物入口至少为2个。这样可以使半焦混合物和气 化剂较为均匀的沿半焦气化炉中心向上运动，提高半焦混合物气化的碳转化率。 具体个数以半焦气化炉的大小进行设定，如：可以为2个、4个、6个等。

较佳的实施例中，所述半焦混合物入口向上倾斜，且所述半焦混合物入口 与半焦气化炉炉壁竖直方向的夹角为30-60°。该实施例的半焦混合物入口方向 可以实现大部分半焦混合物被气化剂携带沿气化炉中心向上运动，到达气化炉 顶部后沿气化炉壁面向下运动，从而使得半焦混合物在气化炉内循环运动，延 长了半焦混合物的停留时间，进一步提高了半焦混合物气化的碳转化率。

进一步地，所述激冷煤粉的粒径小于所述半焦的粒径。激冷煤粉的粒径小 于半焦的粒径，其更易于填充在半焦之间的空隙内，更有利于增大半焦混合物 的表观密度。当然，如果激冷煤粉的粒径等于或大于半焦的粒径，由于与半焦 形成了混合物，该混合物的表观密度也是比相同质量的半焦的表观密度大。

本发明一实施例中，提供了一种气流床气化工艺，其包括将反应煤粉与含 氢气体反应生成半焦；将激冷煤粉与所述半焦混合形成半焦混合物；将所述半 焦混合物进行半焦气化反应。

反应煤粉与氢气反应生成半焦的步骤，通常是在加氢气化炉(一种气流床 气化炉)中进行。通常煤粉与氢气是在高温、高压条件下反应生成粗煤气、轻 质油品和半焦，所述高温通常为800-1000℃，所述高压可选3-8Mpa，煤粉与氢 气质量比可选择1:0.2-0.5，氢气的初始喷入温度可以为1000-1200℃。所述粗 煤气一般包括甲烷、未反应完全的氢气、一氧化碳和二氧化碳等，经过加氢气 化炉产生的粗煤气中通常甲烷和氢气是主要成分，氢气循环利用作为加氢气化 反应的氢气来源，从而最终的粗煤气中主要以甲烷为主；所述轻质油品高温条 件下存在于粗煤气当中，可经过后续的冷却等工艺得到，其主要成分为苯和甲 苯等。所述半焦，通常是指没有完全转化的煤粉。与传统的煤制天然气技术相 比，该工艺可以得到高甲烷含量的气体、同时副产高附加值含量的轻质油品， 具有工艺简单、热效率高、污染小等优点。

激冷煤粉与所述半焦混合形成半焦混合物，可以在加氢气化炉外进行，优 选在加氢气化炉中进行。若在加氢气化炉中形成半焦混合物，操作方便，且激 冷煤粉也能够降低粗煤气和轻质油品的温度，也可以与氢气发生一定的反应， 生成额外的粗煤气，提高粗煤气的产率。

所述形成半焦混合物后，通常是经过密相输送使所述半焦混合物输送到半 焦气化炉中进行半焦气化反应。

一般，所述密相输送的半焦混合物的量主要由加氢气化炉和半焦气化炉之 间的压差来控制。通常加氢气化炉和半焦气化炉之间的压差为0.1-0.8Mpa。压 差越大，输送量越大，但是压差越大对设备的要求较高；压差较小时，对设备 的要求较低，但是输送量较小。具体压差可以根据实际情况进行设定。

密相输送的管道上，通常会通入输送风，用以调节输送固/气比，并确保输 送的稳定性。输送风的流量一般控制在2-40m³/h，具体流量也需要根据输送量 来调节。若输送风的流量过大，则进入半焦气化炉的输送气体较多，因为半焦 气化炉进行半焦气化反应时是在高温条件下进行的，所以需要对输送气体进行 加热，过多的输送气体会消耗过多的热量，加热时长也会增加，最终也会增加 成本的投入。若输送风的流量小于2m³/h，则通常不能很好地调节固/气比,也 不能确保输送的稳定性。一般输送风可选二氧化碳(CO2)或氮气(N2)。优选 用CO2，因为CO2可以为半焦混合物提供气化剂。

通常半焦气化反应的温度为1300-1600℃，压强为2-4Mpa。半焦气化反应 是将半焦与气化剂进行反应生成粗煤气和灰渣。所述气化剂一般为水蒸气(H2O) 和氧气，通常氧与半焦混合物的质量比为0.8-1.2、水蒸汽与半焦混合物的质量 比为0.3-0.5。

含氢气体，是指含有氢气的气体，具体可以是只包含氢气，也可以根据实 际需要包含氢气和其他气体。

通过半焦气化反应，可以使半焦中的碳更充分高效地得到利用。经过激冷 煤粉填充在半焦之间的空隙中，相比与单独的半焦，形成的半焦混合物表观密 度比较大，能够进行稳定的密相输送送。因半焦混合物密相输送稳定，可促使 半焦气化反应平稳、易控制，进而提高了半焦的综合利用率。

较佳地，所述激冷煤粉的粒径小于所述半焦的粒径。通常是指激冷煤粉的 平均粒径小于半焦的平均粒径。激冷煤粉的粒径小于半焦的粒径，其更易于填 充在半焦之间的空隙内，更有利于增大半焦混合物的表观密度。当然，如果激 冷煤粉的粒径等于或大于半焦的粒径，由于与半焦形成了混合物，该混合物的 表观密度也是比相同质量的半焦的表观密度大。

本发明另一实施例提供了一种气流床气化工艺，如图2所示，其包括以下 步骤：

S101、所述将反应煤粉与含氢气体反应生成半焦的步骤包括：将反应煤粉 与含氢气体分别通过加氢气化炉上的煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴喷入所述加氢气 化炉内，使所述反应煤粉与含氢气体在加氢气化反应段内反应生成粗煤气和半 焦。

反应煤粉与含氢气体反应生成半焦是在加氢气化炉中进行的，具体是在加 氢气化反应段中进行的。煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴通常位于加氢气化炉的顶部， 这样可以延长反应煤粉和氢气的反应时间。当然，煤粉喷嘴和含氢气体喷嘴也 可位于加氢气化炉的其他部位，在此不做限定。

S102、所述将激冷煤粉与所述半焦混合形成半焦混合物的步骤包括：将激 冷煤粉通过固体激冷喷嘴喷入加氢气化炉内，使所述激冷煤粉与所述半焦混合 形成半焦混合物。

固体激冷喷嘴一般是设置在加氢气化反应段的下方，可以使反应煤粉和含 氢气体反应生成的半焦与固体激冷喷嘴喷入的激冷煤粉进行混合，以形成半焦 混合物，增大半焦混合物的表观密度。

通常加氢气化反应段的下方还设置有粗煤气出口，固体激冷喷嘴一般设置 在粗煤气出口的下方。这是为了避免固体激冷喷嘴喷入的激冷煤粉随着粗煤气 从粗煤气出口排出加氢气化炉，进而降低激冷煤粉的利用率。同时，激冷煤粉 也可以降低粗煤气和轻质油品的温度。

本发明实施例的粉煤加氢气化工艺，其是在加氢气化炉中进行的，操作方 便，易于控制。通过激冷煤粉的加入，填充了大颗粒半焦之间的空隙，增大了 半焦的表观密度，形成的半焦混合物可通过稳定的密相输送进入半焦气化炉内 进行反应，因半焦混合物密相输送稳定，可促使半焦气化反应平稳、易控制， 进而提高半焦的综合利用率。

优选的是，所述气流床气化工艺中，还包括向加氢气化炉内通入流化气的 步骤。流化气可以使半焦混合物充分混合，进而增大半焦混合物的表观密度， 方便密相输送；流化气还能防止加氢气化炉底部堆积的热物料存在一定的死区 时发生局部超温，进而一定程度上能够保证系统的安全操作。通常流化气可以 为粗煤气、氢气或氮气，为了节省后续分离的负荷，一般选择粗煤气为流化气。

较佳地，所述激冷煤粉与所述反应煤粉的颗粒粒径相当，且所述激冷煤粉 与所述反应煤粉的质量比为1-2:3。所述激冷煤粉与所述反应煤粉的质量比，一 般可以保证激冷煤粉的质量与半焦的质量比为2-4:3，该质量比和粒径的相互配 合能显著的提高半焦的流动性和表观密度，以实现半焦的密相输送，也满足了 半焦气化炉对进料的粒径要求(75％的颗粒粒径<75μm)。另外，也可以使激冷 后的粗煤气的排出温度小于700℃，符合工艺要求。本发明实施例中，相当是指 完全相同或具有较小的区别，该区别并不影响煤粉的整体性能。

优选的是，所述半焦气化反应的步骤包括：将所述半焦混合物通过半焦气 化炉的半焦混合物入口喷入半焦气化炉内，同时向所述半焦气化炉内通入气化 剂，使所述半焦混合物气化生成粗煤气和灰渣，所述粗煤气通过半焦气化炉的 气体出口排出，所述灰渣通过半焦气化炉的排渣口排出；所述半焦混合物入口 位于所述半焦气化炉的中下部。

半焦混合物从加氢气化炉的半焦混合物出口排出，然后从半焦气化炉的半 焦混合物入口进入半焦气化炉内，该过程是通过密相输送的。半焦混合物和气 化剂都可以通过半焦混合物入口进入半焦气化炉内，半焦混合物入口位于半焦 气化炉的中下部，半焦气化炉顶部处于封闭状态，因此半焦混合物和气化剂从 半焦混合物入口进入半焦气化炉后，可以先流动到半焦气化炉顶部，然后再沿 壁面往下流动，因此极大地延长了半焦混合物在半焦气化炉内的停留时间，大 部分的半焦混合物在此过程中被气化生成粗煤气和熔融灰渣，提高了半焦的利 用率，可以使半焦中96％以上的碳转化成可燃气体(即转化成可燃气体的碳占半 焦中总碳量的96％以上)。半焦气化反应过程中生成的粗煤气中主要是氢气和一 氧化碳气体。

通常，半焦气化炉内设有半焦气化反应段和缩颈，半焦混合物入口位于半 焦气化反应段和缩颈的连接处。半焦气化反应段内设有耐火砖或者其他保温耐 腐蚀材料。半焦气化反应过程中，半焦气化炉的外壁用于抵抗外来压力及其他 影响，半焦气化反应段用于提供稳定的反应环境。半焦混合物和气化剂通过半 焦混合物入口进入半焦气化反应段，然后向上流动到半焦气化反应段的顶部， 再向下流动到半焦气化反应段的下端，大部分的半焦混合物在此过程中被气化 生成粗煤气和熔融灰渣，循环流动的气体也能促进熔融灰渣沿着半焦气化反应 段的壁面排出，缩颈的设置有利于气体将壁面的灰渣带出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 所述以权利要求的保护范围为准。