專利名稱：煙煤固定層間歇制氣方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)水煤氣的生產(chǎn)方法，特別是一種以煙煤為原料的固定層間歇制氣方法和為實施該方法的制氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，我國生產(chǎn)合成氨、氮肥仍多以無煙煤或者焦炭為原料。隨著能源價格的不斷上調(diào)，給原本就原料占總生產(chǎn)成本60％以上的合成氨生產(chǎn)企業(yè)增加更為沉重的壓力。若要有效地降低生產(chǎn)成本，必須尋求一種低價位的能源替代無煙煤或者焦炭。業(yè)內(nèi)人員自然把眼光停留在蘊藏豐富、價格低廉的煙煤上。但用煙煤制氣存在難度較大的技術(shù)問題。這是因為煙煤在生成煤氣過程中，會產(chǎn)生大量的焦油、有機物和粉塵。焦油和粉塵極易堵塞管道，污染凈化溶液；焦油和有機物會使在后工序的觸煤中毒，或在高溫的爐、機、塔上炭化，給在后工序造成嚴重后果，使生產(chǎn)無法正常進行。這是煙煤長期未能在固定床間歇造氣爐上使用的主要原因。
近幾年引進的Texaco、shell、恩德等氣化技術(shù)，主要是將煙煤以粉狀或者水煤漿形態(tài)置于爐體內(nèi)，床層溫度在1000-1600℃之間。在高純氧條件下與煤發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生煤氣。但是，這類引進的技術(shù)一次性投資很大，僅就設(shè)備投資方面，一套40000m3/h的造氣設(shè)備，一次性投資至少在6000萬元以上；建設(shè)至投產(chǎn)周期約在2年左右，這使得許多企業(yè)可望而不可求。
在固定床間歇爐造氣的實踐過程中，發(fā)現(xiàn)下吹煤氣中幾乎不含焦油和有機物，粉塵含量也大幅度降低。根據(jù)這個現(xiàn)象，能否尋求一種以煙煤為原料且在固定床間歇制氣設(shè)備中能使焦油、有機物發(fā)生裂解的制氣方法和為實施該方法，以少的投資、短的改造周期對現(xiàn)有的固定床間歇制氣爐設(shè)備進行改進的課題擺在許多業(yè)內(nèi)人士面前。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的一、要提供一種煙煤固定層間歇制氣方法，是以煙煤為制氣的原料來降低生產(chǎn)成本，并使水煤氣中的焦油、有機物在下吹過程中于氣化層中裂解，為在后工序正常進行消除隱患。
本發(fā)明的目的二、是要提供一種為實施煙煤固定層間歇制氣方法的制氣設(shè)備，這種制氣設(shè)備是利用現(xiàn)有固定層間歇造氣爐進行改造，以較小的投資來實現(xiàn)低成本煙煤制氣。
為實現(xiàn)上述目的一，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案交替利用兩個與固定床間歇造氣爐結(jié)構(gòu)基本相同的孿生爐A爐和B爐進行正向制氣和反向制氣，在正向制氣過程中，上吹蒸汽自下而上進入A爐，所產(chǎn)生的水煤氣隨下吹蒸汽沿聯(lián)管自上而下進入B爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在B爐的氣化層中裂解；在反向制氣過程中，上吹蒸汽自下而上進入B爐所產(chǎn)生的水煤氣，隨下吹蒸汽沿聯(lián)管自上而下進入A爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在A爐的氣化層中裂解。
正向制氣過程中所產(chǎn)生的水煤氣從B爐底部通過下行煤氣管輸入熱利用設(shè)備，反向制氣過程中所產(chǎn)生的下吹水煤氣從A爐底部通過下行煤氣管輸入熱利用設(shè)備。
A爐和B爐制氣所用的原料為塊煙煤或者型煙煤。
為實現(xiàn)上述目的二，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案包括固定床間歇造氣爐。設(shè)置兩個與固定床間歇造氣爐結(jié)構(gòu)基本相同的孿生爐A爐和B爐，并通過聯(lián)管將A爐和B爐的上部連通，且有下吹蒸汽管和排煙管與聯(lián)管連通。在下吹蒸汽管和排煙管上分別設(shè)有閥門C和閥門D。在A爐和和B爐下方各設(shè)有一與其底部連通的下行煤氣管，下行煤氣管上分別設(shè)有閥門E及閥門F。下行煤氣管通向熱利用設(shè)備。在上吹蒸汽管上分出兩路管道，分別與A爐和B爐的下部連通，所分出的兩路管道上各設(shè)有閥門L及閥門J。上吹蒸汽管和下吹蒸汽管與蒸汽總管連通。在與空氣總管連通的空氣管上分出兩路管道分別與A爐和B爐的下部連通，在所分出的兩路管道上各設(shè)有閥門I、閥門K。
結(jié)合所述的煙煤固定層間歇制氣方法及設(shè)備，其制氣的工藝流程分以下幾個步驟。
將預(yù)制好的型煙煤或者塊煙煤填入A爐和B爐，同時點火并吹風升溫。
1、蒸汽吹凈 打開閥門D，閥門L及閥門H，導(dǎo)入來自蒸汽總管的蒸汽，先對A爐進行蒸汽吹凈，此時其它閥門關(guān)閉。然后打開閥門D、閥門J、閥門H，導(dǎo)入來自蒸汽總管的蒸汽，對B爐進行蒸汽吹凈，此時其它閥門關(guān)閉。
2、吹風升溫 同時打開閥門G、閥門I、閥門K及閥門D，關(guān)閉其它閥門。壓入來自空氣總管的空氣，同時對A爐和B爐吹風升溫。
3、正向制氣 打開閥門F、閥門L及閥門H，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，上吹蒸汽經(jīng)閥門H，閥門L，自A爐底部自下而上進入A爐，并打開A爐上方的閥門C，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，下吹蒸汽經(jīng)閥門C與A爐產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)聯(lián)管自上而下進入B爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在B爐的溫度達1100-1400℃的氣化層內(nèi)裂解，粉塵沉積在干燥層上，經(jīng)過對焦油、有機物裂解后的水煤氣經(jīng)閥門F進入熱利用設(shè)備。
4、反向制氣 打開閥門E、閥門J及閥門H，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，上吹蒸汽經(jīng)閥門H、閥門J，自B爐底部自下而上進入B爐，并打開B爐上方的閥門C，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，下吹蒸汽經(jīng)閥門C與B爐產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)聯(lián)管自上而下進入A爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在A爐的溫度達1100-1400℃的氣化層內(nèi)裂解，經(jīng)對焦油、有機物裂解后的水煤氣經(jīng)閥門E進入熱利用設(shè)備。
在生產(chǎn)半水煤氣過程中，根據(jù)氫氮比，打開閥門P或者閥門N，使加氮空氣經(jīng)加氮空氣管進入A爐或者B爐。在正向制半水煤氣過程中，打開閥門M和閥門P，關(guān)閉閥門N，使加氮空氣進入A爐。在反向制氣過程中，打開閥門M和閥門N，關(guān)閉閥門P，使加氮空氣進入B爐。
以下每個制氣循環(huán)是按照蒸汽吹凈——吹風升溫——正向制氣——反向制氣而進行。
生產(chǎn)合成氨過程中，根據(jù)氫氮比，打開或關(guān)閉閥門M或閥門N分配進入A爐和B爐。
本發(fā)明交替利用兩個與固定床間歇造氣爐結(jié)構(gòu)基本相同的A爐和B爐進行正向制氣和反向制氣，從而實現(xiàn)水煤氣中的焦油、有機物在氣化層裂解，使以煙煤為原料在固定床間歇造氣爐內(nèi)制出的水煤氣而不會對在后工序造成隱患。實施煙煤固定層間歇制氣方法的設(shè)備是在現(xiàn)有固定床間歇造氣爐的基礎(chǔ)上改造而成，只須把兩臺固定床間歇造氣爐聯(lián)接起來，加上自控閥即可實現(xiàn)。其投資小，建設(shè)至投產(chǎn)周期短。為生產(chǎn)合成氨、氮肥企業(yè)等供給氣體質(zhì)量較高、熱值較大、成本較低的水煤氣提供了技術(shù)保證。


圖1是為實施煙煤固定層間歇制氣方法的設(shè)備示意圖。
附圖標記1閥門C 2閥門D 3閥門F4閥門H5閥門J6閥門L 7閥門N 8閥門M9閥門K10閥門I11閥門G12閥門E 13下吹蒸汽管14排煙管15下行煤氣管 16上吹蒸汽管 17加氮空氣管18空氣管 19下行煤氣管 20A爐21B爐22聯(lián)管 23閥門P
具體實施例方式
參照圖1。A爐20和B爐21均為固定床間歇造氣爐。通過聯(lián)管22在其上端連通。下吹蒸汽管13通過閥門C1與聯(lián)管連通，排煙管14通過閥門D2與聯(lián)管連通。上吹蒸汽管16分為兩路管道分別通過閥門J5、閥門L6與B爐、A爐的底部連通，將上吹蒸汽經(jīng)B爐、A爐底部中心進入爐體內(nèi)。上吹蒸汽管與蒸汽總管之間連通且通過閥門H4所控制。
在A爐和B爐下方各設(shè)有與其底部連通的下行煤氣管19、15。下行煤氣管上分別設(shè)有閥門E12、閥門F3。下行煤氣管與通往熱利用設(shè)備的管道連通。
空氣管18上分出兩路管道且分別與A爐、B爐下部連通，在所分出的兩路管道上各設(shè)有閥門I10、閥門K9。
加氮空氣管17分兩路管道與A爐、B爐連通，并分別由閥門M8和閥門N7及總閥門P23所控制。
在制氣過程中，交替利用A爐和B爐，進行正向制氣和反向制氣。在正向制氣過程中，打開閥門L6、閥門H4和閥門F3，其它閥門關(guān)閉。上吹蒸汽自下而上進入A爐20，所產(chǎn)生的水煤氣進入聯(lián)管22，并打開閥門C1，使下吹蒸汽也進入聯(lián)管，并和A爐產(chǎn)生的水煤氣一同自上而下進入B爐21，水煤氣中的焦油、有機物在B爐的氣化層內(nèi)裂解，最后生產(chǎn)出的水煤氣下行經(jīng)下行煤氣管15，通過閥門F3去往熱利用設(shè)備。
在反向制氣過程中，打開閥門J5、閥門H4和閥門E12，其它閥門關(guān)閉。上吹蒸汽自下而上進入B爐21，所產(chǎn)生的水煤氣進入聯(lián)管22，并打開閥門C1，使下吹蒸汽進入聯(lián)管，并和B爐產(chǎn)生的水煤氣一同自上而下進入A爐20，水煤氣中的焦油、有機物在A爐的氣化層內(nèi)裂解，最后生產(chǎn)出的水煤氣經(jīng)下行煤氣管19通過閥門E12去往熱利用設(shè)備。
將預(yù)制好的型煙煤或者塊煙煤填入A爐和B爐，同時點火并吹風升溫。
1、蒸汽吹凈 打開閥門D2，閥門L6及閥門H4，導(dǎo)入來自蒸汽總管的蒸汽，先對A爐進行蒸汽吹凈，此時其它閥門關(guān)閉。然后打開閥門D2、閥門J5、閥門H4，導(dǎo)入來自蒸汽總管的蒸汽，對B爐進行蒸汽吹凈，此時其它閥門關(guān)閉。
2、吹風升溫 同時打開閥門G11、閥門I10、閥門K9及閥門D2，關(guān)閉其它閥門。壓入來自空氣總管的空氣，同時對A爐和B爐吹風升溫。
3、正向制氣 打開閥門F3、閥門6L及閥門H4，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，上吹蒸汽經(jīng)閥門H4，閥門L6，自A爐底部自下而上進入A爐，并打開A爐上方的閥門C1，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，下吹蒸汽經(jīng)閥門C1與A爐產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)聯(lián)管自上而下進入B爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在B爐的溫度達1100-1400℃的氣化層內(nèi)裂解，粉塵沉積在干燥層上，經(jīng)過對焦油、有機物裂解后的水煤氣經(jīng)閥門F3進入熱利用設(shè)備。
4、反向制氣 打開閥門E12、閥門J5及閥門H4，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，上吹蒸汽經(jīng)閥門H4、閥門J5，自B爐底部自下而上進入B爐，并打開B爐上方的閥門C1，壓入來自蒸汽總管的蒸汽，下吹蒸汽經(jīng)閥門C1與B爐產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)聯(lián)管自上而下進入A爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在A爐的溫度達1100-1400℃的氣化層內(nèi)裂解，經(jīng)對焦油、有機物裂解后的水煤氣經(jīng)閥門E12進入熱利用設(shè)備。
在生產(chǎn)半水煤氣過程中，根據(jù)氫氮比，打開閥門P23或者閥門N7，使加氮空氣經(jīng)加氮空氣管進入A爐或者B爐。在正向制半水煤氣過程中，打開閥門M8和閥門P23，關(guān)閉閥門N7，使加氮空氣進入A爐。在反向制氣過程中，打開閥門M8和閥門N7，關(guān)閉閥門P23，使加氮空氣進入B爐。
以下每個制氣循環(huán)是按照蒸汽吹凈——吹風升溫——正向制氣——反向制氣而進行。
權(quán)利要求
1.一種煙煤固定層間歇制氣方法，其特征是交替利用兩個與固定床間歇造氣爐結(jié)構(gòu)基本相同的孿生爐A爐和B爐進行正向制氣和反向制氣，在正向制氣過程中，上吹蒸汽自下而上進入A爐所產(chǎn)生的水煤氣隨下吹蒸汽沿聯(lián)管自上而下進入B爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在B爐的氣化層中裂解；在反向制氣過程中，上吹蒸汽自下而上進入B爐所產(chǎn)生的水煤氣，隨下吹蒸汽沿聯(lián)管自上而下進入A爐，使水煤氣中含有的焦油、有機物在A爐的氣化層中裂解。
2.一種用于權(quán)利要求1所述的方法和設(shè)備，包括固定床間歇造氣爐，其特征在于設(shè)置兩個與固定床間歇造氣爐結(jié)構(gòu)基本相同的孿生爐A爐(20)和B爐(21)，并通過聯(lián)管(22)將A爐和B爐的上部連通，且有下吹蒸汽管(13)和排煙管(14)與聯(lián)管連通，在下吹蒸汽管和排煙管上分別設(shè)有閥門C(1)、閥門D(2)；在A爐和和B爐下方各設(shè)有一與其底部連通的下行煤氣管(19)、(15)，下行煤氣管上分別設(shè)有閥門E(12)、閥門F(3)；在上吹蒸汽管(16)上分出兩路管道，分別與A爐和B爐的下部連通，在所分出的兩路管道上各設(shè)有閥門L(6)、閥門J(5)；在空氣管(18)上分出兩路管道分別與A爐和B爐的下部連通，在所分出的兩路管道上各設(shè)有閥門I(10)、閥門K(9)。
全文摘要
一種煙煤固定層間歇制氣方法及設(shè)備，通過兩個與固定床間歇造氣爐結(jié)構(gòu)基本相同的A爐和B爐的交替作用，進行正向制氣和反向制氣，上吹蒸汽自下而上進入A爐(或B爐)所產(chǎn)生的水煤氣隨下吹蒸汽再進入B爐(或A爐)，使水煤氣中含有的焦油、有機物在B爐(或A爐)內(nèi)的氣化層中裂解，使最終產(chǎn)出的水煤氣基本不含焦油及有機物。這種技術(shù)方案解決了固定床間歇造氣不能以煙煤為原料的技術(shù)難題，它在有效消除焦油、有機物對后工序所造成隱患的同時，也提高了水煤氣的質(zhì)量，更為重要的是改變了工業(yè)合成氣的原料路線，大幅度降低了生產(chǎn)成本。其設(shè)備改造與引進設(shè)備相比，結(jié)構(gòu)簡單，投資小，為以水煤氣或半水煤氣為原料的化工企業(yè)的技術(shù)改造提供了可行的技術(shù)方案。
文檔編號C10J3/04GK1587354SQ20041006040
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者杜三民 申請人:杜三民