專利名稱：以富氧空氣、CO<sub>2</sub>煙氣、水蒸氣為氣化劑的煤氣化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤氣化方法，尤其是一種以富氧空氣、C02煙氣、 水蒸氣為氣化劑的煤氣化方法。
背景技術(shù)：
目前，煤炭氣化一般采用以"空氣"、"空氣一水蒸氣"或"富 氧空氣一水蒸氣"作為氣化劑，對(duì)煤炭進(jìn)行氣化反應(yīng)，生產(chǎn)以co 和H2為主要可燃物質(zhì)的煤氣，應(yīng)用以上技術(shù)生產(chǎn)的煤氣用于窯爐 燃燒，產(chǎn)生的煙氣中C02含量一般在15-25%之間(特殊行業(yè)窯爐 如石灰窯煙氣C02含量更高)，該煙氣的排放，大大提高了大氣中 溫室氣體C02的濃度，嚴(yán)重影響全球氣候變化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種能夠把窯爐部分煙氣中C02作為反應(yīng)物 質(zhì)，將其還原為CO，增加煤氣中CO含量，提高煤氣熱值，降低 氣化煤炭用量，減少燃?xì)飧G爐煙氣的C02排放量的以富氧空氣、 C(V煙氣、水蒸氣為氣化劑的煤氣化方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種以富氧空氣、C(V煙氣、水蒸 氣為氣化劑的煤氣化方法，該方法中所述C02煙氣是由燃?xì)飧G爐 引出的廢煙氣，經(jīng)加壓后與高濃度富氧空氣按照一定比例混合均 勻，組成一種富含02和C02的混合氣體，其中02含量達(dá)到30-50%， C02含量達(dá)到5-25%;將該混合氣體與水蒸氣混合作為煤氣化裝置 氣化煤炭使用的氣化劑，在煤氣化裝置中，所述氣化劑與煤發(fā)生 氧化還原反應(yīng)，生成以C0和H2為主要可燃成分的煤氣。
本發(fā)明煤氣化原理是以02含量為30-50%， C02含量為5-250/0 的混合氣體及水蒸氣為氣化劑，在一定壓力條件下，煤炭被氣化 劑中的02氧化成0)2，并放出大量的熱量，氣化劑中的C02和氧化 反應(yīng)生成的C02與灼熱的C反應(yīng)，生產(chǎn)可燃的CO，同時(shí)水蒸氣與
灼熱的C進(jìn)行吸熱化學(xué)反應(yīng)，生成可燃的C0和H2，其主要化學(xué)
反應(yīng)方程式如下
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是-
① 利用燃?xì)飧G爐煙氣中的C02作為氣化反應(yīng)物質(zhì)，在一定溫 度和壓力下，與煤炭中的C發(fā)生還原反應(yīng)，生成CO，從而提高煤 氣熱值，同時(shí)既減少了氣化煤炭的用量，又降低了窯爐煙氣C02 的排放量。
② 通過增加氣化劑中co2的含量，提高CO還原反應(yīng)的速度，
提高煤氣生產(chǎn)效率。
③ 利用具有相當(dāng)濃度含氧量的富氧空氣，通過增加氣化劑中
的02含量，提高氧化反應(yīng)強(qiáng)度，為co還原反應(yīng)提供足夠的熱量。
④ 通過增加氣化劑中C02和02的含量，降低其中N2的含量， 減少氣化反應(yīng)中N2攜出的熱量，提高煤氣化裝置的熱效率。
綜上所述，本發(fā)明利用"富氧空氣一C(V煙氣一水蒸氣"為氣 化劑，完成煤炭氣化反應(yīng)，使煤氣化裝置的熱效率和煤氣熱值都 得以有效提高，降低了氣化煤炭用量，同時(shí)，減少了燃?xì)飧G爐煙 氣的C02排放量。本發(fā)明特別適用于氣燒石灰窯等C02高排放濃度 爐窯的減排設(shè)計(jì)。
圖1為本發(fā)明應(yīng)用流程示意圖。
圖中燃?xì)飧G爐l，煙氣凈化裝置2，煙氣加壓裝置3，富氧 空氣4，氣體混配裝置5，水蒸氣6，煤氣化裝置7，煤氣凈化裝 置8。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明。
如圖所示首先，將燃?xì)飧G爐l中的部分煙氣引至煙氣凈化
裝置2中進(jìn)行凈化處理，凈化后的煙氣經(jīng)煙氣加壓裝置3加壓后
C+02=C02; AH=-409 kj/mol C02+C=2C0; AH二162kJ/mo1 C+H20=C0+H2; AH二119 kj/mol
(1)
(2)
(3)
送入氣體混配裝置5，在此裝置中，與富氧空氣4按照一定比例 混合，使之成為02和C02含量為一定濃度的混合氣體，其中02含 量達(dá)到30-50%， C02含量達(dá)到5-25%;然后，將該混合氣體與水蒸 氣6混合作為氣化劑供煤氣化裝置7氣化煤炭使用；最后，在煤 氣化裝置7中，該混合氣體與水蒸氣混合組成的氣化劑與煤發(fā)生 氧化還原反應(yīng)，生成以CO和H2為主要可燃成分的煤氣，此煤氣 經(jīng)煤氣凈化裝置8凈化后反供燃?xì)飧G爐1燃用，再將窯爐燃燒產(chǎn) 生的部分煙氣引出作為氣化劑的一部分，往復(fù)循環(huán)，以達(dá)到降低 窯爐C02排放和降低氣化煤炭消耗的目的。
本發(fā)明與利用空氣-水蒸氣為氣化劑的發(fā)生爐煤氣化方法相 比，由于氣化劑中02和C02含量增加了一定的濃度，從而使其中 的N2含量減少了相應(yīng)的濃度比例，氣化反應(yīng)中N2攜出熱量明顯減 少，節(jié)省的熱量用于C02的還原反應(yīng)，煤氣化裝置熱效率得以明 顯提高。該技術(shù)既減少了氣化煤炭的用量，又降低了窯爐煙氣C02 的排放量。
權(quán)利要求
1、一種以富氧空氣、CO2煙氣、水蒸氣為氣化劑的煤氣化方法，其特征在于所述CO2煙氣是由燃?xì)飧G爐引出的廢煙氣，經(jīng)加壓后與高濃度富氧空氣按照一定比例混合均勻，組成一種富含O2和CO2的混合氣體，其中O2含量達(dá)到30-50％，CO2含量達(dá)到5-25％；將該混合氣體與水蒸氣混合作為煤氣化裝置氣化煤炭使用的氣化劑，在煤氣化裝置中，所述氣化劑與煤發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成以CO和H2為主要可燃成分的煤氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤氣化方法，尤其是一種以富氧空氣、CO<sub>2</sub>煙氣、水蒸氣為氣化劑的煤氣化方法。該方法中CO<sub>2</sub>煙氣是由燃?xì)飧G爐引出的煙氣，經(jīng)加壓后與高濃度富氧空氣按照一定比例混合均勻，組成一種富含O<sub>2</sub>和CO<sub>2</sub>的混合氣體，其中O<sub>2</sub>含量達(dá)到30-50％，CO<sub>2</sub>含量達(dá)到5-25％；將該混合氣體與水蒸氣混合作為煤氣化裝置，在煤氣化裝置中，所述氣化劑與煤發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成以CO和H<sub>2</sub>為主要可燃成分的煤氣。本發(fā)明既完成了煤氣化反應(yīng)過程，又把窯爐部分煙氣中CO<sub>2</sub>作為反應(yīng)物質(zhì)，將其還原為CO，增加了煤氣中CO含量。既提高了煤氣熱值，降低了氣化煤炭用量，又減少了燃?xì)飧G爐煙氣CO<sub>2</sub>排放量，達(dá)到了節(jié)能與減排有效結(jié)合。
文檔編號(hào)C10J3/20GK101381628SQ20081017256
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者李建勝, 李金海, 苑衛(wèi)軍 申請人:唐山科源環(huán)保技術(shù)裝備有限公司