專利名稱：一種氣流床煤氣化固態(tài)排渣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固態(tài)排渣方式的煤氣流床氣化操作方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)的能源資源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，煤炭中灰份高、灰熔點(diǎn)高、灰份和灰熔點(diǎn)都高的煤質(zhì)占有一定的份額。先進(jìn)的煤氣化技術(shù)是公認(rèn)的潔凈煤?jiǎn)卧夹g(shù)，當(dāng)使用這些作工業(yè)原料時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的煤氣化方法，無論是采用干法進(jìn)料還是濕法進(jìn)料，都必須使氣化爐的操作溫度提高，使氣化伴生的灰渣以液態(tài)方式排出，這種方法導(dǎo)致氣化爐在高溫條件下操作，原料煤和氧氣的消耗比較高，氣化爐內(nèi)件、耐火材料等處于高溫的運(yùn)行狀態(tài)，縮短了爐內(nèi)件的使用壽命，不利于氣化爐的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，且氣化指標(biāo)差，限制了這種煤在工業(yè)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)排渣方式的氣流床煤氣化方法，以高灰份、高灰熔點(diǎn)、灰份和灰熔點(diǎn)均高的煤為氣化原料時(shí)，采用固態(tài)排渣的方式，實(shí)現(xiàn)了氣化爐在低于灰熔點(diǎn)溫度下操作，原料煤和氧氣的消耗低，氣化指標(biāo)較好，氣化爐的內(nèi)件使用壽命長(zhǎng)，氣化爐的運(yùn)行周期延長(zhǎng)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種氣流床煤氣化固態(tài)排渣方法，具體包括以下步驟
a)原料煤以干粉形式通過輸入裝置噴入氣化反應(yīng)器，或磨制成料漿，通過料漿加壓泵送入氣化反應(yīng)器；b)在氣化反應(yīng)器內(nèi)通入氣化劑，使原料煤和氣化劑在氣化反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，控制氣化反應(yīng)器的操作溫度，使氣化反應(yīng)器的操作溫度低于原料煤的灰熔點(diǎn)，生成以CO+H2為主要組成的粗煤氣，未反應(yīng)的炭和煤中的灰組成灰渣以固態(tài)方式排出氣化反應(yīng)器排渣口；c)將上述生成的粗煤氣經(jīng)冷卻、除塵處理后送出界區(qū)，灰渣以固態(tài)方式被冷卻后排出氣化爐。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，原料煤和氣化劑以并流的方式經(jīng)氣化噴嘴進(jìn)入氣化反應(yīng)器，在氣化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)，反應(yīng)的條件為溫度1150～2150℃，壓力0～15.0MPa。
氣化反應(yīng)器為氣流床氣化爐。
氣化劑為氧—水蒸汽、富氧空氣—水蒸汽或空氣—水蒸汽。
本發(fā)明的方法，尤其適用于以高灰熔點(diǎn)煤或高灰分煤為原料的煤氣化工藝，可使氣化爐的操作溫度大大降低，渣(灰)以固態(tài)方式排出，延長(zhǎng)了其使用壽命，熱量散失少，固態(tài)排渣(灰)方法對(duì)氣化爐中耐火材料的等級(jí)要求不高，可使成本降低，另外也可省去破渣機(jī)，使高灰熔點(diǎn)、高灰份、或灰熔點(diǎn)和灰份均高在工業(yè)上得到更充分的利用。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本氣化工藝方法是將原料煤以干粉形式通過輸送和計(jì)量裝置噴入氣流床氣化爐，或磨制成料漿，通過料漿加壓泵送入氣化爐，氣化劑同時(shí)通入氣化爐內(nèi)。氣化劑可選擇氧—水蒸汽、富氧空氣—水蒸汽或空氣—水蒸汽，使原料煤(料漿或干粉形式)和氣化劑在氣化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行劇烈的氣化反應(yīng)，反應(yīng)的條件為溫度1150～2150℃，壓力0～15.0MPa的下進(jìn)行氣化反應(yīng)；氣化反應(yīng)器的操作溫度低于原料煤的灰熔點(diǎn)，生成以CO+H2為主要組成的粗煤氣，未反應(yīng)的炭和煤中的灰組成灰渣以固態(tài)方式從氣化爐排灰系統(tǒng)被排出，粗煤氣經(jīng)冷卻、除塵處理成合格氣體后送出界區(qū)。
氣化的原料可以是煤或其它含碳?xì)涞墓虘B(tài)燃料為主的料漿或干粉。
現(xiàn)有氣化技術(shù)對(duì)氣流床氣化爐的操作條件要求是使氣化爐的操作溫度高于煤灰熔點(diǎn)80℃～150℃，灰渣以液態(tài)形式被排出。本發(fā)明的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的偏見，沒有采用常規(guī)的氣化爐操作溫度高于煤灰熔點(diǎn)80℃～150℃的操作條件，而是采用控制氣化爐操作溫度低于煤的灰熔點(diǎn)，使渣(灰)以固態(tài)排出，尤其適用于灰熔點(diǎn)高、灰份高或是灰份和灰熔點(diǎn)都高的煤種的氣化。該方法不僅使氣化爐的操作溫度大大降低，延長(zhǎng)了爐內(nèi)配件的使用壽命，而且熱量散失少，另外固態(tài)排渣技術(shù)對(duì)氣化爐中耐火材料的等級(jí)要求不高，所以也可降低運(yùn)行成本。由于渣(灰)以固態(tài)方式被排出，氣流床氣化爐無須配置破渣機(jī)。
實(shí)施例對(duì)于國(guó)內(nèi)某煤種，其灰分為22.5wt％，灰熔點(diǎn)1480℃，采用濕法進(jìn)料技術(shù)，料漿濃度為64wt％，液態(tài)排渣氣化技術(shù)，現(xiàn)有的氣化爐無法正常操作，需添加助熔劑，加量為其灰分的50wt％，氣化爐的溫度操作達(dá)1420℃，可實(shí)現(xiàn)液態(tài)排渣，氣化壓力為4.0Mpa，粗煤氣中有效氣體(H2+CO)為77.43％，冷煤氣為67.5％，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)煤耗為768kg，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)氧耗為432Nm3。同樣以該煤種為原料，濕法進(jìn)料技術(shù)，料漿濃度為64wt％，采用本發(fā)明的固態(tài)排渣氣化方法，無需添加助熔劑，1350℃溫度下操作，氣化壓力為4.0Mpa，粗煤氣中有效氣體(H2+CO)為79.33％，冷煤氣為69.5％，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)煤耗為735kg，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)氧耗為420Nm3。
對(duì)于上述煤種采用干粉進(jìn)料技術(shù)，液態(tài)排渣氣化技術(shù)，氣化爐的操作溫度1600～1650℃，液態(tài)排渣，氣化壓力為3.0Mpa，粗煤氣中有效氣體(H2+CO)為86.54％，冷煤氣為78.5％，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)煤耗為668kg，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)氧耗為358Nm3。同樣以該煤種為原料，干法進(jìn)料技術(shù)，采用本發(fā)明的固態(tài)排渣氣化方法，1350℃溫度下操作，氣化壓力為3.0Mpa，粗煤氣中有效氣體(H2+CO)為88.12％，冷煤氣為79.8％，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)煤耗為620kg，生產(chǎn)1000Nm3(H2+CO)氧耗為340Nm3。
可見，本發(fā)明的氣流床煤氣化固態(tài)排渣(灰)方法，對(duì)于煤氣化裝置，原料消耗較低，氣化性能指標(biāo)良好，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)煤氣化裝置的長(zhǎng)周期平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種氣流床煤氣化固態(tài)排渣方法，其特征在于，具體包括以下步驟a)原料煤以干粉形式通過輸入裝置噴入氣化反應(yīng)器，或磨制成料漿，通過料漿加壓泵送入氣化反應(yīng)器；b)在氣化反應(yīng)器內(nèi)通入氣化劑，使原料煤和氣化劑在氣化反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，控制氣化反應(yīng)器的操作溫度，使氣化反應(yīng)器的操作溫度低于原料煤的灰熔點(diǎn)，生成以CO+H2為主要組成的粗煤氣，未反應(yīng)的炭和煤中的灰組成灰渣以固態(tài)方式排出氣化反應(yīng)器排渣口；c)將上述生成的粗煤氣經(jīng)冷卻、除塵處理后送出界區(qū)，灰渣以固態(tài)方式被冷卻后排出氣化爐。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原料煤和氣化劑以并流的方式經(jīng)氣化噴嘴進(jìn)入氣化反應(yīng)器，在氣化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)，反應(yīng)的條件為溫度1150～2150℃，壓力0～15.0MPa。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的氣化反應(yīng)器為氣流床氣化爐。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的氣化劑為氧—水蒸汽、富氧空氣—水蒸汽或空氣—水蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣流床煤氣化固態(tài)排渣方法，其特點(diǎn)是控制氣化爐的操作溫度，使其低于煤的灰熔點(diǎn)。本發(fā)明的方法，克服了現(xiàn)有煤氣化工藝常規(guī)的操作條件，尤其使用為工業(yè)原料時(shí)，使渣(灰)以固態(tài)排出，不僅使氣化爐的操作溫度大大降低，延長(zhǎng)了其使用壽命，熱量散失少，而且可使成本降低，氣化爐無需配置破渣機(jī)，實(shí)現(xiàn)高灰熔點(diǎn)、高灰份、或灰熔點(diǎn)和灰份均高在煤氣化裝置得到更充分的利用，煤氣化裝置擴(kuò)大了原料煤的使用范圍。
文檔編號(hào)C10J3/74GK101024781SQ20071001741
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者張勇, 門長(zhǎng)貴, 賀根良, 鄭化安, 徐紅東, 徐宏偉, 薛薇, 李璞, 袁善錄, 崔意華, 鄭亞蘭 申請(qǐng)人:西北化工研究院