一種改良的生產(chǎn)煤氣的固定床煤造氣爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非連續(xù)制氣的固定床煤氣化爐工藝。其特征在于：以煙煤、無煙煤為原料，將傳統(tǒng)的制半水煤氣間歇式和連續(xù)式工藝進(jìn)行部分互補(bǔ)結(jié)合，可獲得高品質(zhì)水煤氣，并且保留了氣化爐作為空分裝置的優(yōu)點。該發(fā)明克服了空氣煤氣中N2不能調(diào)整的缺陷；解決了半水煤氣中揮發(fā)份與焦油含量高的難題，使需要脫除焦油與揮發(fā)份的氣量大大減少，同時可獲得焦油作為副產(chǎn)品。
【專利說明】一種改良的生產(chǎn)煤氣的固定床煤造氣爐
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及煤化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種新型的制半水煤氣的固定床氣化爐工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前制半水煤氣的固定床氣化爐工藝主要有兩種，一種是間歇式固定床氣化爐工藝，另一種是連續(xù)式固定床氣化爐工藝。
[0003]間歇式固定床氣化爐工藝的特點是:(I)全部吹風(fēng)氣通過干餾、干燥段，吹風(fēng)氣帶走干餾段部分有機(jī)物和干燥段部分水分，部分有機(jī)物流失進(jìn)入吹風(fēng)氣；(2)全部上吹氣進(jìn)入煤氣，上吹氣帶走干餾段部分有機(jī)物和干燥段部分水分，增加了煤氣中有機(jī)物的含量，不利于制半水煤氣；(3)下吹過程，蒸汽全部通過干燥、干餾段，蒸汽帶走干餾段部分有機(jī)物和干燥段部分水分，有機(jī)物反向進(jìn)入氣化層，被轉(zhuǎn)化成CO和H2。優(yōu)點是:⑴制得含N2、C0、H2的煤氣；(2)N2比例可調(diào)；(3)氣化爐本身就是一個空分裝置。缺點是:(I)煤中的焦油及揮發(fā)份會成為產(chǎn)品氣的有害成分，煤轉(zhuǎn)化率不高；(2)間歇制氣，氣化能力??；(3)必須使用低揮發(fā)份優(yōu)質(zhì)煤(無煙塊煤或無煙煤煤棒)，不能用煙煤作原料。
[0004]連續(xù)式固定床氣化爐工藝的特點是:設(shè)有煤氣與吹風(fēng)氣上升管道，可連續(xù)制氣。優(yōu)點是:(1)氣化能力大且環(huán)保；(2)煤中的焦油可以在冷煤氣中分離出來，作為產(chǎn)品不影響煤氣的使用。缺點是=N2太多，無法控制N2與H2的比例，N2含量為48~52%，一般用作燃料氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供的是以煙煤、無煙煤為原料，將傳統(tǒng)的制半水煤氣間歇式和連續(xù)式工藝進(jìn)行部分互補(bǔ)結(jié)合，可獲得高品質(zhì)水煤氣的同時，獲得高價值焦油與酚類物質(zhì)。該工藝的每個循環(huán)過程分為:吹風(fēng)、上吹、上吹加氮、下吹、吹凈過程。
[0006]吹風(fēng):大流量空氣從底部進(jìn)入造氣爐，形成吹風(fēng)氣全部進(jìn)入上升管、上升壁通道，吹風(fēng)氣間接加熱干燥、干餾段煤，干燥、干餾段氣體基本無流動。
[0007]上吹:蒸汽從底部進(jìn)入，煤氣小部分進(jìn)入干燥、干餾段，直接加熱煤，煤氣大部分進(jìn)入上升管、上升壁通道間接加熱干燥、干餾段煤后送入熱煤氣系統(tǒng)。
[0008]干燥、干餾段煤氣另外收集進(jìn)入冷煤氣系統(tǒng)。
[0009]上吹加氮(如果不需要氮?dú)猓梢匀∠静襟E):蒸汽和小流量空氣從底部進(jìn)入，煤氣小部分進(jìn)入干燥、干餾段直接加熱煤，煤氣大部分進(jìn)入上升管、上升壁通道間接加熱干燥、干餾段煤后送入煤氣系統(tǒng)。
[0010]下吹:蒸汽直接通過上升管、上升壁通道進(jìn)入氣化層，下部出煤氣，干燥、干餾段氣體不流動。
[0011]吹凈:與上吹一致。目的是置換底部煤氣。
[0012]冷煤氣經(jīng)過分離焦油、酚類物質(zhì)，獲得焦油與酚。除油氣體經(jīng)過有機(jī)物分離脫除有機(jī)物(主要為甲烷)，獲得純凈的合成氣。酚水可用于汽化成蒸汽供給本造氣爐使用，克服酚水污染；甲烷類有機(jī)物可以用作外售或送回造氣爐作為升溫燃料氣。
[0013]該工藝的技術(shù)特點是:
[0014](I)氣化爐中干燥、干餾段設(shè)有不少于一根煤氣與吹風(fēng)氣上升管道、蒸汽下吹金屬管道。
[0015](2)干餾床層溫度低于金屬管變形溫度。
[0016](3)下吹蒸汽不進(jìn)入干餾、干燥段，有利于蒸汽在干燥、干餾段不被吹風(fēng)氣帶出。
[0017](4)造氣爐中干燥、干餾段設(shè)置不少于一根氣體上升金屬管，爐壁設(shè)置氣體上升通道，全部吹風(fēng)氣與大部分熱煤氣通過上升管與上升通道間接加熱處于干燥、干餾段的煤，小部分煤氣直接流經(jīng)干燥、干餾段的煤，由此減少流經(jīng)干燥、干餾段煤氣氣量，使干燥、干餾段煤氣中行機(jī)物濃度提高。
[0018]該工藝的優(yōu)點是:
[0019](I)可以以煙煤、無煙煤作為原料。
[0020](2)制得的熱煤氣揮發(fā)份和焦油含量低，冷煤氣揮發(fā)份和焦油含量高，可大大減少煤氣需要脫除焦油和揮發(fā) 份的能量。
[0021](3)保留了氣化爐作為空分裝置的特點，制得的水煤氣中N2可調(diào)。
[0022](4)投資增加很少，可獲得高價值焦油和酚作為副產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]本實施例以一種主要組成為固定碳為70 %，揮發(fā)份為6 %的無煙煤為原料，通過加煤機(jī)送入本發(fā)明的造氣爐。
[0026](I)吹風(fēng)階段:干燥、干餾段煤被間接加熱后分餾出水與部分焦油、酚類，形成氣態(tài)混合物，保持在干燥、干餾段中，氣化段煤被加熱到高溫，吹風(fēng)氣中含有少量CO及大量co2、n2。
[0027](2)上吹階段:蒸汽進(jìn)入汽化段，形成H2、C0與少量CO2，是為熱煤氣。熱煤氣85%進(jìn)入上升管道與壁面通道，間接加熱干燥、干餾段煤后送出造氣爐，進(jìn)入熱煤氣能量回收系統(tǒng)，熱煤氣15%進(jìn)入干燥、干餾段把干燥出來的水份與干餾出來的有機(jī)物焦油、酚類、輕烴帶出形成冷煤氣。
[0028](3)下吹階段:蒸汽從頂中管道與壁面通道直接進(jìn)入汽化段形成C0、H2與少量CO2,是為下熱煤氣，進(jìn)入熱煤氣系統(tǒng)。
[0029](4)上吹加氮(如果不需要氮?dú)?，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進(jìn)入，煤氣小部分進(jìn)入干燥、干餾段直接加熱煤，煤氣大部分進(jìn)入上升管、上升壁通道間接加熱干燥、干餾段煤后送入煤氣系統(tǒng)。
[0030](5)吹凈:與上吹一致。目的是置換底部煤氣。
[0031]上吹階段獲得的熱煤氣幾乎不含甲烷與其它有機(jī)物。[0032]下吹階段獲得的煤氣幾乎不含甲烷與其它有機(jī)物。
[0033]冷煤氣占全部煤氣的12%左右，冷煤氣經(jīng)過分離焦油、酚類物質(zhì)，獲得煤質(zhì)量3%左右的焦油與酚，除油氣體經(jīng)過有機(jī)物分離脫除有機(jī)物(主要為甲烷)，獲得純凈的合成氣，富含甲烷的氣體再返回到造氣吹風(fēng)過程或上吹過程作為熱源或外售，酚水可用于汽化成蒸汽供給本造氣爐使用。
[0034]實施例2
[0035]本實施例以一種主要組成為固定碳為30%，揮發(fā)份為40%的煙煤為原料，通過加煤機(jī)送入本發(fā)明的造氣爐。
[0036](I)吹風(fēng)階段:干燥、干餾段煤被間接加熱后分餾出水與部分焦油、酚類，形成氣態(tài)混合物，保持在干燥、干餾段中，氣化段煤被加熱到高溫，吹風(fēng)氣中含有少量CO及大量co2、n2。
[0037](2)上吹階段:蒸汽進(jìn)入汽化段，形成H2、C0與少量CO2，是為熱煤氣。熱煤氣60%進(jìn)入上升管道與壁面通道，間接加熱干燥、干餾段煤后送出造氣中，進(jìn)入熱煤氣能量回收系統(tǒng)，熱煤氣40%進(jìn)入干燥、干餾段把干燥出來的水份與干餾出來的有機(jī)物焦油、酚類、輕烴帶出形成冷煤氣。
[0038](3)下吹階段:蒸汽從頂中管道與壁面通道直接進(jìn)入汽化段形成C0、H2與少量CO2,是為下熱煤氣，進(jìn)入熱煤氣系統(tǒng)。
[0039](4)上吹加氮(如果不需要氮?dú)?，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進(jìn)入，煤氣小部分進(jìn)入干燥、干餾段直接加熱煤，煤氣大部分進(jìn)入上升管、上升壁通道間接加熱干燥、干餾段煤后送入煤氣系統(tǒng)。
[0040](5)吹凈:與上`吹一致。目的是置換底部煤氣。
[0041]上吹階段獲得的熱煤氣幾乎不含甲烷與其它有機(jī)物。
[0042]下吹階段獲得的煤氣幾乎不含甲烷與其它有機(jī)物。
[0043]冷煤氣占全部煤氣的40%左右，冷煤氣經(jīng)過分離焦油、酚類物質(zhì)，獲得煤質(zhì)量5%左右的焦油與酚，除油氣體經(jīng)過有機(jī)物分離脫除有機(jī)物(主要為甲烷)，獲得純凈的合成氣，富含甲烷的氣體再返回到造氣吹風(fēng)過程或上吹過程作為熱源或外售，酚水可用于汽化成蒸汽供給本造氣爐使用。
[0044]實施例3
[0045]本實施例以一種主要組成為固定碳為45%，揮發(fā)份為28%的煙煤煤棒為原料，通過加煤機(jī)送入本發(fā)明的造氣爐。
[0046](I)吹風(fēng)階段:干燥、干餾段煤棒被間接加熱后分餾出水與部分焦油、酚類，形成氣態(tài)混合物，保持在干燥、干餾段中，氣化段煤被加熱到高溫，吹風(fēng)氣中含有少量CO及大量co2、n2。
[0047](2)上吹階段:蒸汽進(jìn)入汽化段，形成H2、C0與少量CO2，是為熱煤氣。熱煤氣55%進(jìn)入上升管道與壁面通道，間接加熱干燥、干餾段煤后送出造氣爐，進(jìn)入熱煤氣能量回收系統(tǒng)，熱煤氣45%進(jìn)入干燥、干餾段把干燥出來的水份與干餾出來的有機(jī)物焦油、酚類、輕烴帶出形成冷煤氣。
[0048](3)下吹階段:蒸汽從頂中管道與壁面通道直接進(jìn)入汽化段形成C0、H2與少量CO2,是為下熱煤氣，進(jìn)入熱煤氣系統(tǒng)。[0049](4)上吹加氮(如果不需要氮?dú)?，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進(jìn)入，煤氣小部分進(jìn)入干燥、干餾段直接加熱煤棒，煤氣大部分進(jìn)入上升管、上升壁通道間接加熱干燥、干餾段煤后送入煤氣系統(tǒng)。
[0050](5)吹凈:與上吹一致。目的是置換底部煤氣。
[0051]上吹階段獲得的熱煤氣幾乎不含甲烷與其它有機(jī)物。
[0052]下吹階段獲得的煤氣幾乎不含甲烷與其它有機(jī)物。
[0053]冷煤氣占全部煤氣的45 %左右，冷煤氣經(jīng)過分離焦油、酚類物質(zhì)，獲得煤質(zhì)量4 %左右的焦油與酚，除油氣體經(jīng)過有機(jī)物分離脫除有機(jī)物(主要為甲烷)，獲得純凈的合成氣，富含甲烷的氣體再返回到造氣吹風(fēng)過程或上吹過程作為熱源或外售，酚水可用于汽化成蒸汽供給本造氣爐使用。`
【權(quán)利要求】
1.一種非連續(xù)制氣的固定床煤氣化爐。其特征在于: (1)氣化爐中干燥、干餾段設(shè)置至少一根氣體上升管，爐壁設(shè)置氣體上升通道，部分熱煤氣通過上升管與上升通道間接加熱處于干燥、干餾段的煤，部分煤氣直接流經(jīng)干燥、干餾段的煤，由此減少流經(jīng)干燥、干餾段形成的冷煤氣氣量，使干燥、干餾段冷煤氣中有機(jī)物濃度提高。 (2)造氣過程分為吹風(fēng)、上吹、上吹加氮、下吹、吹凈過程。吹風(fēng)和下吹階段的氣體不流經(jīng)干燥、干餾段；上吹和吹凈階段氣體的6-50%流經(jīng)干燥、干餾段；上吹加氮階段氣體的6-50%流經(jīng)干燥、干餾段。 (3)制得的冷煤氣揮發(fā)份和焦油含量高，熱煤氣揮發(fā)份和焦油含量低，由此可大大減少脫除焦油和揮發(fā)份的氣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在`于使用煙煤、無煙煤作為原料。
【文檔編號】C10J3/72GK103710050SQ201410008705
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】楊皓, 寧平, 王巍, 王娟蕓 申請人:楊皓