專利名稱：一種固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含烴物料生產(chǎn)合成氣的方法，具體涉及一種固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法。
背景技術(shù)：
煤炭是我國的基礎(chǔ)能源及戰(zhàn)略原料。煤通過氣化生產(chǎn)合成氣，進(jìn)而合成氨、甲醇等國民經(jīng)濟(jì)必須的大宗化學(xué)品。固定床氣化與流化床氣化、氣流床氣化相比，固定床氣化的消耗是最低的，但由于固定床氣化爐廢水含有酚等有機(jī)物使得廢水處理成本非常高。我國合成氨和尿素產(chǎn)量居世界首位，80%以上以煤為原料。由于歷史原因，我國有眾多的中小化肥廠仍然采用固定床氣化爐，致使大量中小化肥廠處于歷史淘汰的邊緣。我國煤炭資源豐富，但褐煤儲量大，主要分布在云南、內(nèi)蒙等地。褐煤由于水分含量高，不宜制備高濃度水煤漿，干燥后制備粉煤能耗亦較高，限制了褐煤作為氣流床氣化的原料。工業(yè)應(yīng)用已證實(shí)褐煤能用于固定床氣化。應(yīng)該說通過技術(shù)途徑去除固定床氣化合成氣中含有的酚等有機(jī)物，能夠解決固定床氣化的廢水處理問題，同時(shí)也為褐煤的大規(guī)模應(yīng)用提供一條非常好的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法，非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐將出固定床氣化爐的合成氣中的甲烷以及含有的焦油、苯、酚等進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CO和h2。具體方案如下
一種固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法，包括如下步驟
原料經(jīng)鎖斗從固定床氣化爐的上部加入，氧化劑和氣化劑以體積比為I :0. 5 I :10混合后得到的混合氣體從固定床氣化爐的底部加入，在所述固定床氣化爐內(nèi)所述原料經(jīng)干燥、熱解、氣化和燃燒過程生成合成氣；灰渣經(jīng)所述固定床氣化爐的灰渣出口排出；
所述合成氣經(jīng)連接導(dǎo)管進(jìn)入氣化噴嘴的環(huán)隙通道，所述氧化劑進(jìn)入所述氣化噴嘴的中心通道；然后，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐中將所述合成氣中的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為0)和4得到粗合成氣，所述粗合成氣經(jīng)合成氣出口去下游進(jìn)行熱量回收以及洗滌處理工序，得到目標(biāo)產(chǎn)物合成氣；
所述固定床氣化爐的工作壓力為O. I 12MPa、溫度為200 800°C，所述非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的工作壓力為O. I 12MPa、溫度為800 1700°C。所述固定床氣化爐的耐火襯里是水冷夾套或者耐火磚。所述非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的耐火襯里是耐火磚。所述原料是固體含碳物料。所述固體含碳物料是可氣化生物質(zhì)、褐煤、煙煤或無煙煤。所述氧化劑是氧氣、空氣或者富氧空氣，所述氣化劑是指水蒸汽、二氧化碳中的一種或二種。所述熱解、氣化和燃燒過程見“于遵宏，王輔臣編著，煤炭氣化技術(shù)，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2010，10-11”所述。本發(fā)明的方法原料適應(yīng)性廣，例如，適用可氣化生物質(zhì)、褐煤、煙煤、無煙煤等煤種；環(huán)境友好，廢水中無有機(jī)物存在；碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%;工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資省；該方法特別適宜于高水分含量的褐煤氣化，冷煤氣效率可達(dá)70%以上。采用該方法生產(chǎn)的合成氣可用于制氫、合成氨、甲醇、FT合成等工藝，用途極為廣泛。


圖I是實(shí)施例的固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的工藝流程圖。符號說明
I :鎖斗；2 :固定床氣化爐；3 :固定床氣化爐耐火襯里；4 :連接導(dǎo)管；5 :氣化燒嘴；6 非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐；7 :轉(zhuǎn)化爐耐火襯里。
具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于實(shí)施例。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下做出的其它的變化和修改，仍包括在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。參見圖I，本發(fā)明的固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法，主要包括固定床氣化爐2的反應(yīng)部分和非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐6的反應(yīng)部分。煤等原料經(jīng)鎖斗I從固定床氣化爐2的上部加入，氧化劑和氣化劑的混合氣體(氧化劑(Nm3):氣化劑(Nm3)=I :0. 5 I :10)從固定床氣化爐2的底部加入，在固定床氣化爐2內(nèi)原料經(jīng)干燥、熱解、氣化和燃燒等過程生成合成氣?；以?jīng)固定床氣化爐2的灰渣出口排出，合成氣經(jīng)固定床氣化爐2的出口去非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐。出固定床氣化爐2的合成氣經(jīng)連接導(dǎo)管4進(jìn)入氣化噴嘴5的環(huán)隙通道，氧化劑進(jìn)入噴嘴的中心通道。非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐6將出固定床氣化爐2的合成氣中的甲烷以及含有的焦油、苯、酚等進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CO和H2，粗合成氣經(jīng)合成氣出口去下游回收熱量、洗滌
等工序。固定床氣化爐2的耐火襯里3是水冷夾套或者耐火磚。非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐6的耐火襯里7是耐火磚。實(shí)施例 I
對某廠褐煤氣化制合成氣裝置，采用固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣技術(shù)。出固定床氣化爐的合成氣中的甲烷以及含有的焦油、苯、酚等去非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CO和h2。氣化壓力為4. OMPaG0固定床氣化爐采用水冷夾套，非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐采用耐火磚襯里。表I為煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法，其特征在于，包括如下步驟原料經(jīng)鎖斗從固定床氣化爐的上部加入，氧化劑和氣化劑以體積比為I :0. 5 I :10混合后得到的混合氣體從固定床氣化爐的底部加入，在所述固定床氣化爐內(nèi)所述原料經(jīng)干燥、熱解、氣化和燃燒過程生成合成氣；灰渣經(jīng)所述固定床氣化爐的灰渣出口排出；所述合成氣經(jīng)連接導(dǎo)管進(jìn)入氣化噴嘴的環(huán)隙通道，所述氧化劑進(jìn)入所述氣化噴嘴的中心通道；然后，在非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐中將所述合成氣中的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為0)和4得到粗合成氣，所述粗合成氣經(jīng)合成氣出口去下游進(jìn)行熱量回收以及洗滌處理工序，得到目標(biāo)產(chǎn)物合成氣；所述固定床氣化爐的工作壓力為O. I 12MPa、溫度為200 800°C，所述非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的工作壓力為O. I 12MPa、溫度為800 1700°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述固定床氣化爐的耐火襯里是水冷夾套或者耐火磚。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的耐火襯里是耐火磚。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述原料是固體含碳物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述固體含碳物料是可氣化生物質(zhì)、褐煤、煙煤或無煙煤。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化劑是氧氣、空氣或者富氧空氣，所述氣化劑是指水蒸汽、二氧化碳中的一種或二種。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種固定床氣化耦合非催化部分氧化制備合成氣的方法，該方法主要包括固定床氣化爐反應(yīng)部分和轉(zhuǎn)化爐非催化部分氧化反應(yīng)部分。轉(zhuǎn)化爐將出固定床氣化爐的合成氣中的甲烷以及含有的焦油、苯、酚等進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CO和H2。該方法原料適應(yīng)性廣，可氣化生物質(zhì)、褐煤、煙煤、無煙煤等煤種；環(huán)境友好，廢水中無有機(jī)物存在；碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%；工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資?。辉摲椒ㄌ貏e適宜于高水分含量的褐煤氣化，冷煤氣效率可達(dá)70%以上。采用該方法生產(chǎn)的合成氣可用于制氫、合成氨、甲醇、FT合成等工藝，用途極為廣泛。
文檔編號C10J3/64GK102911739SQ20121046228
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者王輔臣, 代正華, 于廣鎖, 龔欣, 劉海峰, 王亦飛, 邵迪, 周志杰, 陳雪莉, 王興軍, 李偉鋒, 郭曉鐳, 梁欽鋒, 郭慶華, 許建良 申請人:華東理工大學(xué)