一種適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有純氧連續(xù)氣化工藝一般是以二級(jí)冶金焦、二氧化碳、純氧為氣化原料，在高溫下，熾熱的碳與二氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)來制取粗煤氣(CO: 68?70%、⑶2: 28?29%，H2+N2:1?1.2%)，再經(jīng)凈化、變換制備合格的合成氣合成相關(guān)下游產(chǎn)品。但是，此工藝使用的原料要求相當(dāng)高(揮發(fā)份1%左右，固定碳82.5%左右，國家二級(jí)焦標(biāo)準(zhǔn))，成本也高(二級(jí)焦市場(chǎng)價(jià)1800-2000元/噸，而低階煤內(nèi)地500-700元/噸)，此工藝僅制取一氧化碳適用，如果是需求氫氣，還要進(jìn)行原料氣的轉(zhuǎn)換。
[0003]現(xiàn)階段我國常壓氣化工藝都是以無煙煤為主，有塊煤、型煤等，由于工藝上的缺陷，造成煤中碳的有效轉(zhuǎn)化率低，氣化后灰渣中殘?zhí)嫉暮枯^高，一般在8-15%之間，工藝出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)灰渣中的殘?zhí)己繒?huì)更高。目前常壓氣化主要有空氣+蒸汽和富氧+蒸汽兩種工藝，這兩種工藝中氣化煤氣的有效氣含量都比較低，一般都在75%以下，最終的煤氣為常壓，需要設(shè)置氣柜進(jìn)行緩沖和儲(chǔ)存，在下游用戶使用時(shí)需要進(jìn)行增壓。
[0004]目前，任何一種氣化工藝都會(huì)伴隨有CO2氣體的產(chǎn)生，目前的工藝都是經(jīng)后工序分離處理后或者是到另外一個(gè)裝置回收利用，或者是對(duì)大氣排放，造成環(huán)境污染，能源浪費(fèi)。隨著環(huán)境問題的突出，CO2減排工作尤為重要，如何優(yōu)化氣化工藝，減少⑶2的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)⑶2再利用將是我國環(huán)境技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。
[0005]目前，現(xiàn)有的氣化技術(shù)有常壓氣化和加壓氣化，還沒有與現(xiàn)有合成氨甲醇工業(yè)相配套的加壓氣化技術(shù)，合成氨甲醇基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)的能耗一直居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種無廢氣排放、產(chǎn)品無需氣柜可直接送至下游用戶的適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置及工藝。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，包括依次串聯(lián)的氣體混合器、固定床煤氣化爐、除塵器、換熱器和煤氣洗滌塔;固定床煤氣化爐上方設(shè)置有料倉，固定床煤氣化爐內(nèi)設(shè)置有防偏流裝置，料倉的底端和防偏流裝置的頂端連通；固定床煤氣化爐的外側(cè)設(shè)置有水冷壁，除塵器的外側(cè)設(shè)置有水冷卻器。
[0008]所述的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置還包括汽包，汽包上分別設(shè)置有給水管、出水管、回流管；出水管、水冷壁、回流管依次串聯(lián);水冷卻器的上部與給水管連接，水冷卻器的下部連接有冷卻水進(jìn)管。
[0009]所述固定床煤氣化爐底部安裝有氣體均布器。
[0010]所述氣體均布器可采用常規(guī)氣體均布器;優(yōu)選的，氣體均布器包括筒體，筒體內(nèi)設(shè)置有多孔板，多孔板上方填充有惰性瓷球。
[0011]所述防偏流裝置是中空結(jié)構(gòu)，由上部、中部和下部順次連接而成，上部為截頭圓錐筒狀，中部為倒截頭圓錐筒狀，下部為圓筒狀。
[0012]利用所述的適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置的純氧連續(xù)氣化工藝，包括以下步驟:將原料煤加入到料倉中，通過防偏流裝置后進(jìn)入固定床煤氣化爐中；將氧氣(純度99.6%以上)、二氧化碳、過熱(水)蒸汽分別送入氣體混合器中混合，然后經(jīng)過氣體均布器進(jìn)入固定床煤氣化爐，將從防偏流裝置落下的原料煤氣化;從固定床煤氣化爐排出的氣化煤氣進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，除塵后的氣化煤氣經(jīng)過換熱器換熱后進(jìn)入煤氣洗滌塔，在煤氣洗滌塔洗滌后的氣化煤氣從煤氣洗滌塔頂部排出。
[0013]優(yōu)選的，固定床煤氣化爐中的壓力為0.1?0.2 MPa。
[0014]所述的原料煤為焦碳、無煙塊煤或型煤。
[0015]本發(fā)明中氣化煤氣成份中⑶比例調(diào)節(jié)范圍為40%_65%，H2的比例調(diào)節(jié)范圍為5%-40%，三種氣化劑(將氧氣、二氧化碳、過熱蒸汽)可以依據(jù)需求氣體的成份進(jìn)行比例調(diào)節(jié)。
[0016]本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果是:本發(fā)明以C02、純氧與蒸汽混合物為氣化劑，采用加壓固定床純氧連續(xù)氣化技術(shù)，蒸汽分解率高，有效氣成份高，C0+H2>82%;本發(fā)明在0.1?0.2MPa下對(duì)煤進(jìn)行氣化反應(yīng)，從固定床煤氣化爐排出的氣化煤氣無需要壓縮，可直接被送至凈化單元，省去較大功耗，從煤氣洗滌塔頂部排出氣化煤氣不需要所柜儲(chǔ)存，可以直接送到下游用戶。本發(fā)明拓寬了煤炭氣化技術(shù)的原料路線，可采用焦碳、無煙塊煤或型煤等為氣化原料煤，對(duì)煤的質(zhì)量要求較低。本發(fā)明將CO2作為氣化劑進(jìn)行氣化，轉(zhuǎn)化為CO有效氣體，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0017]圖1為實(shí)施例1的適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中防偏流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中氣體均布器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0019]如圖1一3所示，一種適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，包括依次串聯(lián)的氣體混合器6、固定床煤氣化爐1、旋風(fēng)除塵器2、熱管換熱器3和煤氣洗滌塔4;固定床煤氣化爐I上方設(shè)置有料倉12，固定床煤氣化爐I內(nèi)設(shè)置有防偏流裝置13，料倉12的底端和防偏流裝置13的頂端通過法蘭連通；固定床煤氣化爐I的外側(cè)設(shè)置有水冷壁14，旋風(fēng)除塵器2的外側(cè)設(shè)置有水冷卻器15。
[0020]所述適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置還包括汽包7，汽包7上分別設(shè)置有給水管1、出水管8、回流管9;出水管8、水冷壁14、回流管9依次串聯(lián);水冷卻器15的上部出口與給水管1連接，水冷卻器15的下部進(jìn)口連接有冷卻水進(jìn)管17。
[0021]所述固定床煤氣化爐I底部安裝有氣體均布器11;所述氣體均布器11包括筒體1101，筒體1101內(nèi)設(shè)置有多孔板1103，多孔板1103上方填充有惰性瓷球1102。
[0022]所述防偏流裝置13是中空的，由上部1301、中部1302、下部1303順次連接而成，上部1301為截頭圓錐筒狀，中部1302為倒截頭圓錐筒狀，下部1303為圓筒狀。
[0023]所述煤氣洗滌塔4上部連接有洗滌水進(jìn)水管16，煤氣洗滌塔4下部連接有溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組5。
[0024]純氧連續(xù)氣化工藝，包括以下步驟:將原料煤加入到料倉12中，通過防偏流裝置13后進(jìn)入固定床煤氣化爐I中；將氧氣、二氧化碳、過熱(水)蒸汽分別送入氣體混合器6中混合，然后經(jīng)過氣體均布器11進(jìn)入固定床煤氣化爐I，將從防偏流裝置13落下的原料煤氣化，固定床煤氣化爐中的壓力為0.15MPa;從固定床煤氣化爐I排出的氣化煤氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器2進(jìn)行除塵，除塵后的氣化煤氣經(jīng)過熱管換熱器3換熱后進(jìn)入煤氣洗滌塔4，在煤氣洗滌塔4中被從洗滌水進(jìn)水管16進(jìn)入的水洗滌后，氣化煤氣從煤氣洗滌塔4頂部排出，煤氣洗滌塔4底部得到的洗滌水則進(jìn)入溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組5中進(jìn)行顯熱回收。所述的原料煤為焦碳。
[0025]從冷卻水進(jìn)管17中進(jìn)入的冷卻水(脫鹽水)進(jìn)入水冷卻器15的下部進(jìn)口，進(jìn)入水冷卻器15中，然后從水冷卻器15的上部出口流出，再經(jīng)給水管10進(jìn)入氣泡7中；氣泡7中水經(jīng)出水管8進(jìn)入水冷壁14中，對(duì)固定床煤氣化爐I進(jìn)行換熱后經(jīng)回流管9回流至氣泡中。
[0026]本實(shí)施例中煤氣洗滌塔4洗滌后的氣化煤氣直接接送至下游用戶，不需要?dú)夤?。該氣化煤氣中CO和H2含量可達(dá)到80%以上，煤氣成份中CO比例調(diào)節(jié)范圍為40%-65%，H2的比例調(diào)節(jié)范圍為5%-40%，經(jīng)過變換、凈化等工藝進(jìn)一步深化處理可作為多種化工產(chǎn)品的原料氣。
[0027]實(shí)施例2
實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于，所述固定床煤氣化爐中的壓力為0.1MPa，所述的原料煤為無煙塊煤。
[0028]實(shí)施例3
實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處在于，所述固定床煤氣化爐中的壓力為0.2MPa，所述的原料煤為型煤。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，其特征在于，包括依次串聯(lián)的氣體混合器、固定床煤氣化爐、除塵器、換熱器和煤氣洗滌塔；固定床煤氣化爐上方設(shè)置有料倉，固定床煤氣化爐內(nèi)設(shè)置有防偏流裝置，料倉的底端和防偏流裝置的頂端連通;固定床煤氣化爐的外側(cè)設(shè)置有水冷壁，除塵器的外側(cè)設(shè)置有水冷卻器;所述固定床煤氣化爐底部安裝有氣體均布器。2.如權(quán)利要求1所述的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，其特征在于，還包括汽包，汽包上分別設(shè)置有給水管、出水管和回流管；出水管、水冷壁、回流管依次串聯(lián);水冷卻器的上部與給水管連通，水冷卻器的下部連接有冷卻水進(jìn)管。3.如權(quán)利要求1所述的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，其特征在于，所述氣體均布器包括筒體，筒體內(nèi)設(shè)置有多孔板，多孔板上方填充有惰性瓷球。4.如權(quán)利要求1所述的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，其特征在于，所述防偏流裝置是中空結(jié)構(gòu)，由上部、中部和下部順次連接而成，上部為圓錐筒狀，中部為倒圓錐筒狀，下部為圓筒狀。5.如權(quán)利要求1所述的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置，所述除塵器為旋風(fēng)除塵器，換熱器為熱管換熱器。6.—種利用權(quán)利要求1所述的裝置的純氧連續(xù)氣化工藝，其特征在于，包括以下步驟:將原料煤加入到料倉中，通過防偏流裝置后進(jìn)入固定床煤氣化爐中；將氧氣、二氧化碳、過熱蒸汽分別送入氣體混合器中混合，然后經(jīng)過氣體均布器進(jìn)入固定床煤氣化爐，將從防偏流裝置落下的原料煤氣化;從固定床煤氣化爐排出的氣化煤氣進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，除塵后的氣化煤氣經(jīng)過換熱器換熱后進(jìn)入煤氣洗滌塔，在煤氣洗滌塔洗滌后的氣化煤氣從煤氣洗滌塔頂部排出。7.如權(quán)利要求6所述的純氧連續(xù)氣化工藝，其特征在于，固定床煤氣化爐中的壓力為0.1?0.2 MPa08.如權(quán)利要求6所述的純氧連續(xù)氣化工藝，其特征在于，所述的原料煤為焦碳、無煙塊煤或型煤。
【專利摘要】一種適應(yīng)多種煤質(zhì)的加壓固定床純氧連續(xù)氣化裝置及工藝，以CO2、純氧和過熱蒸汽為氣化劑，在固定床純氧連續(xù)氣化爐內(nèi)與原料煤發(fā)生氣化反應(yīng)生成氣化煤氣；氣化煤氣進(jìn)入除塵器，除去氣化煤氣中的固體顆粒，高效除塵器上部設(shè)置有水冷卻器，用于回收氣化煤氣的部分顯熱；除塵后的氣化煤氣進(jìn)入熱管換熱器進(jìn)行熱量回收，副產(chǎn)低壓蒸汽；低溫氣化煤氣進(jìn)入低壓煤氣洗滌塔，進(jìn)行最終的降溫除塵，洗滌后的水煤氣直接接送至下游用戶，不需要?dú)夤?。該氣化煤氣中CO和H2含量可達(dá)到80%以上，煤氣成份中CO比例調(diào)節(jié)范圍為40%-65%，H2的比例調(diào)節(jié)范圍為5%-40%，經(jīng)過變換、凈化等工藝進(jìn)一步深化處理可作為多種化工產(chǎn)品的原料氣。
【IPC分類】C10J3/20, C10J3/30, C10J3/16, C10J3/84
【公開號(hào)】CN105567332
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510973001
【發(fā)明人】湯廣斌, 甘世杰, 王恩偉, 潘幸輝, 張景華
【申請(qǐng)人】河南駿化發(fā)展股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日