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)式工藝進行部分互補結(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)全部吹風氣通過干餾、干燥段，吹風氣帶走干餾段部分有機物和干燥段部分水分，部分有機物流失進入吹風氣；(2)全部上吹氣進入煤氣，上吹氣帶走干餾段部分有機物和干燥段部分水分，增加了煤氣中有機物的含量，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物和干燥段部分水分，有機物反向進入氣化層，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)式工藝進行部分互補結(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、上吹、上吹加氮、下吹、吹凈過程。
[0006]吹風:大流量空氣從底部進入造氣爐，形成吹風氣全部進入上升管、上升壁通道，吹風氣間接加熱干燥、干餾段煤，干燥、干餾段氣體基本無流動。
[0007]上吹:蒸汽從底部進入，煤氣小部分進入干燥、干餾段，直接加熱煤，煤氣大部分進入上升管、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入冷煤氣系統(tǒng)。
[0009]上吹加氮(如果不需要氮氣，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進入，煤氣小部分進入干燥、干餾段直接加熱煤，煤氣大部分進入上升管、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)過有機物分離脫除有機物(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)下吹蒸汽不進入干餾、干燥段，有利于蒸汽在干燥、干餾段不被吹風氣帶出。
[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，通過加煤機送入本發(fā)明的造氣爐。
[0026](I)吹風階段: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，吹風氣中含有少量CO及大量co2、n2。
[0027](2)上吹階段:蒸汽進入汽化段，形成H2、C0與少量CO2，是為熱煤氣。熱煤氣85%進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，進入熱煤氣能量回收系統(tǒng)，熱煤氣15%進入干燥、干餾段把干燥出來的水份與干餾出來的有機物焦油、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入汽化段形成C0、H2與少量CO2,是為下熱煤氣，進入熱煤氣系統(tǒng)。
[0029](4)上吹加氮(如果不需要氮氣，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進入，煤氣小部分進入干燥、干餾段直接加熱煤，煤氣大部分進入上升管、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物。[0032]下吹階段獲得的煤氣幾乎不含甲烷與其它有機物。
[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)過有機物分離脫除有機物(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，通過加煤機送入本發(fā)明的造氣爐。
[0036](I)吹風階段: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，吹風氣中含有少量CO及大量co2、n2。
[0037](2)上吹階段:蒸汽進入汽化段，形成H2、C0與少量CO2，是為熱煤氣。熱煤氣60%進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，進入熱煤氣能量回收系統(tǒng)，熱煤氣40%進入干燥、干餾段把干燥出來的水份與干餾出來的有機物焦油、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入汽化段形成C0、H2與少量CO2,是為下熱煤氣，進入熱煤氣系統(tǒng)。
[0039](4)上吹加氮(如果不需要氮氣，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進入，煤氣小部分進入干燥、干餾段直接加熱煤，煤氣大部分進入上升管、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物。
[0042]下吹階段獲得的煤氣幾乎不含甲烷與其它有機物。
[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)過有機物分離脫除有機物(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，通過加煤機送入本發(fā)明的造氣爐。
[0046](I)吹風階段: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，吹風氣中含有少量CO及大量co2、n2。
[0047](2)上吹階段:蒸汽進入汽化段，形成H2、C0與少量CO2，是為熱煤氣。熱煤氣55%進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，進入熱煤氣能量回收系統(tǒng)，熱煤氣45%進入干燥、干餾段把干燥出來的水份與干餾出來的有機物焦油、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入汽化段形成C0、H2與少量CO2,是為下熱煤氣，進入熱煤氣系統(tǒng)。[0049](4)上吹加氮(如果不需要氮氣，可以取消本步驟):蒸汽和小流量空氣從底部進入，煤氣小部分進入干燥、干餾段直接加熱煤棒，煤氣大部分進入上升管、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物。
[0052]下吹階段獲得的煤氣幾乎不含甲烷與其它有機物。
[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)過有機物分離脫除有機物(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物濃度提高。 (2)造氣過程分為吹風、上吹、上吹加氮、下吹、吹凈過程。吹風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