煤制合成氣的工藝及裝置制造方法
【專利摘要】煤制合成氣的工藝是碎煤經(jīng)過氣化后通過氣化室中部引出粗煤氣裝置(3)時抽出體積比5-60％的粗煤氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器(20)除塵，雙通道靜態(tài)布煤器(2)上的粗煤氣通道(Ⅲ)引出其余粗煤氣與經(jīng)過旋風(fēng)分離器(20)除塵的粗煤氣混合后經(jīng)旋風(fēng)分離器(21)除部分塵和焦油，然后經(jīng)過洗滌冷卻器(5)再次除塵、冷卻降溫后進(jìn)入廢熱鍋爐(8)回收余熱，最后降溫粗煤氣經(jīng)氣液分離器(11)分離出冷凝液后的粗煤氣(18)送到下游工序，洗滌后的冷凝液送去煤氣水分離裝置(15)回收；本發(fā)明具有節(jié)能，運(yùn)行成本低、煤塵帶出量少，含焦油煤氣水少的優(yōu)點。
【專利說明】煤制合成氣的工藝及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤制清潔燃?xì)忸I(lǐng)域，具體涉及一種煤制合成氣的工藝及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]碎煤加壓氣化爐是一種固定床煤氣化爐，由于對原料煤要求低，即除強(qiáng)粘結(jié)性煤夕卜，其余煤種都可以氣化，特別是低階煤和高灰熔點的劣質(zhì)煤。該氣化爐被廣泛地應(yīng)用到煤制合成氨、甲醇、二甲醚、合成油以及煤氣天然氣領(lǐng)域。隨著目前煤氣化技術(shù)向著大直徑、高壓的方向發(fā)展，單位時間內(nèi)煤的處理量逐步增加，煤鎖作為碎煤加壓氣化的加煤口，需要不停地進(jìn)行沖壓泄壓，也不能滿足大規(guī)模煤氣化的發(fā)展需求，另外高壓使的煤氣化能力提高，產(chǎn)生煤氣量增加，再加上低階煤的熱穩(wěn)定性差等，單一的煤氣出口必然帶出大量的煤塵，導(dǎo)致后續(xù)煤氣洗滌冷卻、廢熱回收等工段造成堵塞或分離困難的問題，同時在洗滌過程中使用過量水洗滌，造成煤氣水產(chǎn)生量增加，高品位熱降低。
[0003]中國專利號為200580041975.8的專利公開了采用的單煤鎖，在靜態(tài)分布器上有單一煤氣出口的固定床煤氣化爐，該氣化爐是目前普遍使用的碎煤加壓氣化爐，突出問題是粗煤氣帶塵問題嚴(yán)重，副產(chǎn)低壓蒸汽多，含塵含焦油煤氣水含量多等問題。
[0004]中國專利:201320037548.4的專利公開了采用是單煤鎖，沒有靜態(tài)分布器，單一煤氣通道，同樣存在上述問題。
[0005]中國專利:201220582157.6的專利公開了一種用于煤氣化爐的兩通道布煤裝置，由煤入口，煤氣出口，內(nèi)筒，粗煤氣通道組成等組成。該專利的目的是降低煤氣富集面積，降低煤氣流速，減少煤塵帶出量，具有一定效果，但是作用效果有限。
[0006]中國專利:201320118045.X和201220583000.5都公開了一種旋轉(zhuǎn)帶有氣體分布筒的可旋轉(zhuǎn)爐箅，前者多用于氣化爐直徑在4.0米以下的碎煤加壓氣化爐，后者用于4.5米到5.0米的碎煤加壓氣化爐，這兩種尺寸的爐箅能顯著提高煤氣化的穩(wěn)定性，但是也解決不了上述存在的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種節(jié)能型煤制清潔燃?xì)獾墓に嚒?br> [0008]本發(fā)明的另一目的是提供一種煤鎖沖壓煤氣消耗低，運(yùn)行成本低、煤塵帶出量少，含焦油煤氣水少的氣化爐。
[0009]本發(fā)明提供的一種煤制合成氣的工藝包括如下步驟:
[0010]本發(fā)明工藝包括如下步驟:
[0011]一、將5 - 50mm的碎煤經(jīng)過連通雙煤鎖進(jìn)料裝置進(jìn)入氣化室頂部，通過雙通道靜態(tài)布煤器均勻分布后，依靠重力作用緩慢下降并從上到下經(jīng)過干燥、干餾、甲烷化、氣化和殘?zhí)既紵鱾€床層，氣化劑經(jīng)氣化劑入口進(jìn)入氣化室底部，通過旋轉(zhuǎn)爐箅子，在熱灰渣的輔助作用下，均勻分布于燃燒層床層。在此過程中，灰被冷卻到300 - 400由灰渣排放口排出氣化室；預(yù)熱后的氣化劑向上通過燃燒層，在燃燒層里氧氣與殘余煤焦燃燒大部分生成co2，燃燒層是氣化爐溫度最高的區(qū)域，為上部的其他反應(yīng)提供熱量，隨著熱氣體沿氣化室上升經(jīng)過氣化層，生成大部分合成氣，繼續(xù)上升到甲烷化層，又生成部分甲烷氣體，甲烷氣體和合成氣在甲烷化層通過氣化室中部引出粗煤氣裝置時抽出5 - 60%，溫度450 -700°C的粗煤氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵，使粉塵含量小于lmg/L的粗煤氣；
[0012]二、甲烷化層剩余40 - 95%的粗煤氣經(jīng)過干餾層時對下降的煤樣進(jìn)行加熱，使煤樣熱解產(chǎn)出含有氣體、蒸汽和焦油的富氫揮發(fā)分，隨著氣體進(jìn)一步上升，來自干餾區(qū)的揮發(fā)分及合成氣在氣化爐上部得以進(jìn)一步冷卻，而煤則得以預(yù)熱和干燥，最終通過雙通道靜態(tài)布煤器上的粗煤氣通道III引出溫度在210-300°c之間的粗煤氣與經(jīng)過旋風(fēng)分離器除塵的粗煤氣混合后經(jīng)旋風(fēng)分離器除部分塵和焦油，然后經(jīng)過洗滌冷卻器再次除塵、冷卻降溫后進(jìn)入廢熱鍋爐回收余熱，使粗煤氣的溫度降至220 - 280°C，經(jīng)氣液分離器分離出冷凝液的粗煤氣送到下游工序，洗滌冷凝液送去煤氣水分離裝置回收煤氣水，從旋風(fēng)分離器脫除的灰塵送出廠區(qū)，從旋風(fēng)分離器分離出的含粉塵焦油進(jìn)行后續(xù)焦油加工；
[0013]三、從洗滌冷卻器洗滌下來的含塵的煤氣水進(jìn)入廢熱鍋爐的底部初步分離塵和水，大部分不含塵的煤氣水由煤氣洗滌循環(huán)水泵加壓和補(bǔ)充煤氣洗滌水混合后返回到洗滌冷卻器循環(huán)使用，其余含塵的煤氣水送煤氣水分離裝置，分離得到的煤氣水返回到洗滌冷卻器循環(huán)使用；
[0014]四、廢熱鍋爐所需鍋爐給水是經(jīng)過低壓鍋爐給水水泵加壓到4.0MPa 一 6.0MPa后送入廢熱鍋爐產(chǎn)生溫度為200 °C以上的中高壓蒸汽產(chǎn)品。
[0015]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明了碎煤加壓干排灰氣化爐，它包括連通雙煤鎖進(jìn)料裝置和爐體，在爐體之上有連通雙煤鎖進(jìn)料裝置，爐體上部有雙通道靜態(tài)布煤器，爐體中部有氣化室中部引出粗煤氣裝置，爐體下部有旋轉(zhuǎn)爐箅子，在爐體底部有氣化劑入口和灰渣排放口，氣化劑入口位于旋轉(zhuǎn)爐箅子和灰渣排放口之間，氣化劑入口與旋轉(zhuǎn)爐箅子中的氣體分布筒連接。
[0016]一、所述的連通雙煤鎖進(jìn)料裝置，它包括煤鎖、煤鎖上閥、煤鎖下閥，進(jìn)煤口、過渡倉和出煤口，煤鎖有2個，每個煤鎖頂部是進(jìn)煤口，進(jìn)煤口下方是煤鎖上閥，煤鎖底部與連接管頂部相通，在連接管頂部裝有煤鎖下閥，連接管底部與過渡倉連接，過渡倉的底部為出煤口，2個煤鎖之間通過至少I個煤鎖氣通道相連。
[0017]所述的煤鎖氣通道是由兩端煤鎖氣通道擴(kuò)大段和中間煤鎖氣通道直段組成，在煤鎖氣通道直段內(nèi)裝有連接煤鎖通道閥門，位于煤鎖氣通道擴(kuò)大段與煤鎖壁連接口上設(shè)置帶有小孔的擋板，煤鎖氣通道擴(kuò)大段壁與煤鎖壁的夾角α為30 — 60°。
[0018]所述的擋板開孔率在45 - 65%之間，小孔的孔徑為0.2 — 1.0毫米。
[0019]所述的煤鎖氣通道位于整個煤鎖高度的0.45 - 0.55倍之間的位置。
[0020]如上所述的連通雙煤鎖進(jìn)料裝置，使得煤鎖氣循環(huán)使用，循環(huán)使用率達(dá)到60%以上。
[0021]二、所述的雙通道靜態(tài)布煤器由雙通道靜態(tài)布煤器煤樣入口，內(nèi)筒，煤樣進(jìn)入氣化室的第I通道，煤樣進(jìn)入氣化室的第2通道以及粗煤氣通道組成，具體的結(jié)構(gòu)見中國專利201220582157.6。
[0022]如上所述的雙通道靜態(tài)布煤器也可以采用對稱的雙煤氣通道，比單煤氣通道面積增加50%，再加上氣化室中部增加了對稱的煤氣通道引出30 — 60%的煤氣，與現(xiàn)有技術(shù)中粗煤氣出口的流速相比降低了 65 — 80%，顯著減少了煤氣中粉塵的攜帶量。
[0023]三、所述的氣化室中部引出粗煤氣裝置它包括氣化爐外壁、氣化爐內(nèi)壁和煤氣通道，在氣化爐外壁和氣化爐內(nèi)壁上開有至少2個的煤氣通道，煤氣通道在氣化爐外壁同一水平面上均勻分布，煤氣通道的開口向上，煤氣通道由煤氣通道外壁和煤氣通道內(nèi)壁組成，煤氣通道外壁與氣化爐外壁連接，并成30 - 45度的夾角β，煤氣通道內(nèi)壁與氣化爐內(nèi)壁連接，在煤氣通道內(nèi)壁與氣化爐內(nèi)壁的上中部連接處設(shè)置帶有小孔的擋板，擋板與氣化爐內(nèi)壁平行。
[0024]所述的煤氣通道在氣化爐內(nèi)壁的位置是從氣化室底部起計量，是氣化室高度的0.41-0.62 倍。
[0025]所述擋板的開孔率在30-40%之間，小孔孔徑為4-8毫米。
[0026]所述擋板為1/10-1/3圓。
[0027]所述煤氣通道有2-6個。
[0028]如上所述的中部對稱的氣化室中部的煤氣通道抽出的煤氣溫度高，副產(chǎn)中壓蒸汽，提升蒸汽品質(zhì)。
[0029]四、所述的旋轉(zhuǎn)爐箅子包括支撐體上面固定的氣體分布筒，氣體分布筒位于支撐體的中心線，氣體分布筒具有中央氣化劑中心管，氣體分布筒頂端有鐘罩，氣體分布筒與鐘罩之間是氣化劑在爐箅子內(nèi)的通道，支撐體上面固定有中空旋轉(zhuǎn)底部支撐體，中空旋轉(zhuǎn)支撐體上部固定有中心托架和可旋轉(zhuǎn)爐箅板，可旋轉(zhuǎn)爐板是4層布?xì)獾?層結(jié)構(gòu)或是5層布?xì)獾?層結(jié)構(gòu)，具體的結(jié)構(gòu)見中國專利201320118045.X或201220583000.5。
[0030]如上所述的氣化爐爐箅，即設(shè)有一個氣體分布筒的旋轉(zhuǎn)爐箅子，確保氣化劑均勻分布，形成穩(wěn)定火層，確保氣化爐長期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0031]本發(fā)明的有益效果
[0032]I)采用雙通道布煤器使煤樣布置更均勻，有利于形成穩(wěn)定的火層。
[0033]2)雙通道布煤器的第三通道擁有足夠的流通面積，又采用雙通道，顯著降低煤氣出口的流速，減少粗煤氣的帶塵問題，降低入爐煤的粒徑。
[0034]3)氣化室中部引出氣化層氣化生成不含焦油的煤氣，主要成分為甲烷，氫氣，一氧化碳和二氧化碳，在降低上部煤氣出口的流速同時，還能在廢熱鍋爐中利用450-650°C的高溫煤氣生產(chǎn)較高品質(zhì)的中壓蒸汽。
[0035]4)雙煤鎖連接，煤鎖氣循環(huán)使用，減少煤鎖沖壓使用新鮮煤氣量，也為提升氣化能力提供一種可能。
[0036]5)該發(fā)明的實施能顯著減少氣化爐頂部含塵和焦油煤氣量，降低含塵和焦油煤氣水的處理量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的工藝示意圖。
[0038]圖2是本發(fā)明連通雙煤鎖進(jìn)料裝置I正視圖。
[0039]圖3是圖2的連通雙煤鎖裝置I正視操作圖。
[0040]圖4是圖2煤鎖氣通道口擋板的A向圖。[0041 ] 圖5是雙通道靜態(tài)布煤器2正視圖。
[0042]圖6是雙通道靜態(tài)布煤器2左視圖。
[0043]圖7是氣化室中部引出粗煤氣裝置3正視圖。
[0044]圖8是圖7煤氣通道口擋板的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖9是旋轉(zhuǎn)爐箅子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]如圖所示，1-連通雙煤鎖進(jìn)料裝置，2-雙通道靜態(tài)布煤器，3-氣化室中部引出粗煤氣裝置，4-旋轉(zhuǎn)爐箅子，5-洗滌冷卻器，7-洗滌水循環(huán)泵，8-廢熱鍋爐，9-鍋爐給水水泵，11-粗煤氣分離器，12-氣化劑入口，13-排灰口，14-補(bǔ)充煤氣洗滌水，15-煤氣水分離裝置，16-中高壓蒸汽，17-廢熱鍋爐給水，18-經(jīng)過分離器的粗煤氣，19-含塵含焦油煤氣水，20-旋風(fēng)分離器I，21-旋風(fēng)分離器II，22-旋風(fēng)分離器I脫出的灰塵，23-含粉塵焦油。
[0047]101-雙煤鎖，1la-雙煤鎖中左側(cè)煤鎖，1lb-雙煤鎖中右側(cè)煤鎖，102-煤鎖上閥，102a-雙煤鎖中左側(cè)煤鎖上閥，102b-雙煤鎖中右側(cè)煤鎖上閥，103-煤鎖下閥，103a_雙煤鎖中左側(cè)煤鎖下閥，103b-雙煤鎖中右側(cè)煤鎖下閥，104-過渡倉，105-煤鎖氣通道，106-連接煤鎖通道閥門，107-連接管段，107a-左側(cè)連接管段，107b-右側(cè)連接管段，108-煤鎖擋板，109-煤鎖擋板小孔，110-煤鎖氣通道擴(kuò)大段，111-煤鎖氣通道直段，112-煤鎖氣通道擴(kuò)大段與煤鎖外壁的夾角α，113-出煤口，114-進(jìn)煤口
[0048]201-拉撐件，202-內(nèi)筒的直筒，203-內(nèi)筒的錐形筒，204-錐形套筒，205-直形套筒，206-靜態(tài)分布器直形套筒上擋板，207-靜態(tài)分布器直形套筒上小孔，208-粗煤氣出口，210-氣化爐外壁，211-氣化爐內(nèi)壁，212-雙通道布煤器煤樣入口，I _煤樣第I布煤通道，I1-煤樣第2布煤通道，II1-粗煤氣通道
[0049]301-氣化室中部的對稱的煤氣通道，302-擋板，303-小孔，304-擋板下部的敞口部分，305-氣化爐外壁，306-氣化爐內(nèi)壁，307-氣化室中部的煤氣通道與氣化爐外壁形成的夾角，308-氣化室中部的氣化室中部的煤氣通道內(nèi)壁，309-氣化室中部的煤氣通道外壁。
[0050]401-氣化劑導(dǎo)流通道，402-上部支撐環(huán)，403-第一布?xì)饪祝?04-第二布?xì)饪祝?05-第一爐箅板，406-第三布?xì)饪祝?07-第二爐箅板，408-第四布?xì)饪祝?09-第三爐箅板，410-第四爐箅板，411-第五爐箅板，412-氣體分布筒，413-中央氣化劑中心管，414-支撐體，415-中心托架，416-鐘罩，417-中部支撐體，418-底部支撐體，419-穩(wěn)壓室壁。

【具體實施方式】
[0051]下面通過具體的實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解為，這些實施例僅僅是用于更詳細(xì)、具體地說明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本發(fā)明。
[0052]本部分對本發(fā)明中所使用到的材料以及試驗方法進(jìn)行一般性的描述。雖然為實現(xiàn)本發(fā)明所使用的許多材料和操作方法是本領(lǐng)域公知的，但是本發(fā)明仍然在此作盡可能詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，在上下文中，如果未特別說明，本發(fā)明所用材料和操作方法是本領(lǐng)域公知的。
[0053]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做更為詳細(xì)的說明。
[0054]實施例1
[0055]碎煤加壓干排灰氣化爐，它包括連通雙煤鎖進(jìn)料裝置I和爐體，在爐體之上有連通雙煤鎖進(jìn)料裝置1，爐體上部有雙通道靜態(tài)布煤器2，爐體中部有氣化室中部引出粗煤氣裝置3，爐體下部有旋轉(zhuǎn)爐箅子4，在爐體底部有氣化劑入口 12和灰渣排放口 13，氣化劑入口 12位于旋轉(zhuǎn)爐箅子4和灰渣排放口 13之間，氣化劑入口 12與旋轉(zhuǎn)爐箅子4中的氣體分布筒412連接。
[0056]一、所述的連通雙煤鎖進(jìn)料裝置1，它包括煤鎖101、煤鎖上閥102、、煤鎖下閥103，進(jìn)煤口 114、過渡倉104和出煤口 113，煤鎖101有2個，每個煤鎖101頂部是進(jìn)煤口 114，進(jìn)煤口 114下方是煤鎖上閥102，煤鎖101底部與連接管107頂部相通，在連接管107頂部裝有煤鎖下閥103，連接管107底部與過渡倉104連接，過渡倉104的底部為出煤口 113，2個煤鎖101之間通過I個煤鎖氣通道105相連。
[0057]所述的煤鎖氣通道105是由兩端煤鎖氣通道擴(kuò)大段110和中間煤鎖氣通道直段111組成，在煤鎖氣通道直段111內(nèi)裝有連接煤鎖通道閥門106，位于煤鎖氣通道擴(kuò)大段110與煤鎖I壁連接口上設(shè)置帶有小孔109的擋板108，煤鎖氣通道擴(kuò)大段110壁與煤鎖101壁的夾角α 112為48度。
[0058]所述的擋板108開孔率為49%，小孔109的孔徑為0.2毫米。
[0059]所述的煤鎖氣通道105位于整個煤鎖高度的0.48倍的位置。
[0060]上述所述的雙煤鎖進(jìn)料裝置I通過以下步驟實現(xiàn)交替工作:當(dāng)煤鎖1la處于常壓狀態(tài)時對應(yīng)的煤鎖下閥103a處于關(guān)閉狀態(tài)，將煤倉中的煤加入常壓煤鎖1la后，關(guān)閉對應(yīng)的煤鎖上閥102a，同時另一個煤鎖1lb在重力作用下經(jīng)過過渡倉104把煤送入氣化室、當(dāng)煤樣全部送入氣化室后，該煤鎖1lb充滿了高壓煤氣，此時關(guān)閉該煤鎖的煤鎖下閥103b，打開充滿煤氣的高壓煤鎖1lb和裝填了煤樣的常壓煤鎖1la之間連接煤鎖通道閥門106，待兩個煤鎖1la和1lb壓力相等，關(guān)閉連接兩個煤鎖1la和1lb連接煤鎖通道閥門106，然后抽出此時沒有裝煤的煤鎖1lb中的煤氣，使煤鎖1lb到常壓后裝煤，兩個煤鎖1la和1lb交替工作，進(jìn)行煤樣的裝填，煤鎖氣60%以上循環(huán)使用。
[0061]二、所述的雙通道靜態(tài)布煤器2的內(nèi)筒是由直筒202和錐形筒203組成，直筒202的頂端是開口，直筒202與錐形筒203小端相連，在直筒202的上部固定有鐘狀套筒，鐘狀套筒是由錐形套筒204和直形套筒205組成，直形套筒205直徑小于錐形套筒204的大端直徑，在直形套筒205外壁上固定有檔板206，擋板206的自由端向下，在檔板206位置的直形套筒205壁上設(shè)置有小孔207，煤氣出口和拉撐件201，鐘狀套筒與內(nèi)筒之間形成粗煤氣通道III，內(nèi)筒的直筒202為煤進(jìn)入氣化爐的第I通道I，鐘狀套筒與氣化爐內(nèi)壁之間形成煤進(jìn)入氣化爐的第2通道II。雙通道靜態(tài)布煤器2也可以采用對稱的雙煤氣通道III。
[0062]上述的雙通道靜態(tài)布煤器2通過以下步驟實現(xiàn)均勻布煤:進(jìn)入氣化室的煤經(jīng)過氣化室內(nèi)雙通道靜態(tài)布煤器2，該布煤器是由內(nèi)筒的直筒202和內(nèi)筒的錐形筒203組成，形成了煤樣的雙通道結(jié)構(gòu)，使煤樣一部分通過第I通道I進(jìn)入氣化爐，另一部分通過鐘狀套筒與氣化爐內(nèi)壁之間形成煤進(jìn)入氣化爐的第2通道II進(jìn)入氣化爐，這樣達(dá)到均勻的煤樣布置。氣化產(chǎn)生的煤氣通過鐘狀套筒與內(nèi)筒之間形成粗煤氣通道III引出氣化爐。
[0063]三、所述的氣化室中部引出粗煤氣裝置3，它包括氣化爐外壁305、氣化爐內(nèi)壁306和煤氣通道301，在氣化爐外壁305和氣化爐內(nèi)壁306上開有2個的煤氣通道301，煤氣通道301在氣化爐外壁305同一水平面上均勻分布，煤氣通道301的開口向上，煤氣通道301由煤氣通道外壁309和煤氣通道內(nèi)壁308組成，煤氣通道外壁309與氣化爐外壁305連接，并成42度的夾角β 307，煤氣通道內(nèi)壁308與氣化爐內(nèi)壁306連接，在煤氣通道內(nèi)壁308與氣化爐內(nèi)壁306的上中部連接處設(shè)置帶有小孔303的擋板302，擋板302與氣化爐內(nèi)壁306平行。
[0064]煤氣通道301在氣化爐內(nèi)壁306的位置是從氣化室底部起計量，是氣化室高度的0.41倍。擋板302的開孔率為30之間，小孔303孔徑為8毫米。擋板302為1/3圓。
[0065]四、氣化室下部設(shè)有旋轉(zhuǎn)的爐箅子裝置4包括支撐體414上面固定的氣體分布筒412，氣體分布筒412位于支撐體414的中心線，氣體分布筒412具有中央氣化劑中心管413，氣體分布筒頂端有鐘罩416，氣體分布筒412與鐘罩416之間是氣化劑在爐箅子內(nèi)的通道，支撐體414上面固定有中空旋轉(zhuǎn)底部支撐體418，中空旋轉(zhuǎn)支撐體418上部固定有中心托架415和可旋轉(zhuǎn)爐箅板，可旋轉(zhuǎn)爐板是4層布?xì)獾?層結(jié)構(gòu)。從上到下依次為第一爐箅板405，第二爐箅板407，第三爐箅板409，第四爐箅板410和第五爐箅板411的4層布?xì)獾奈鍖訝t箅子結(jié)構(gòu)，位于第一爐箅板405上方的上部支撐體用于支撐上部支撐環(huán)402和穩(wěn)壓室壁419。兩個爐箅板之間形成一個氣化劑導(dǎo)流通道401，氣化劑通過爐箅板底下的上部支撐環(huán)402上開的氣化劑第一布?xì)饪?03，第二布?xì)饪?04，第三布?xì)饪?06，第四布?xì)饪?08均勻的進(jìn)入氣化劑導(dǎo)流通道401，然后進(jìn)入氣化爐與灰渣進(jìn)行換熱。
[0066]采用含水35%的低階煤氣化，氣化壓力為4.0MPa，氣化溫度1050°C，煤樣經(jīng)過破碎、篩分后獲得粒徑為5-50mm煤樣，裝入煤倉為氣化備好原料，然后通過以下步驟進(jìn)行實施:
[0067]將5 - 50mm的碎煤經(jīng)過連通雙煤鎖進(jìn)料裝置I進(jìn)入氣化室頂部，通過雙通道靜態(tài)布煤器2均勻分布后，依靠重力作用緩慢下降并從上到下經(jīng)過干燥、干餾、甲烷化、氣化和殘?zhí)既紵鱾€床層。氣化劑經(jīng)氣化劑入口 12進(jìn)入氣化室底部，通過旋轉(zhuǎn)爐箅子4，在熱灰渣的輔助作用下，均勻分布于燃燒層床層。在此過程中，灰被冷卻到320°C，由灰渣排放口13排出氣化室；預(yù)熱后的氣化劑向上通過燃燒層，在燃燒層里氧氣與殘余煤焦燃燒大部分生成CO2，燃燒層是氣化爐溫度最高的區(qū)域，為上部的其他反應(yīng)提供熱量，隨著熱氣體沿氣化室上升經(jīng)過氣化層，生成大部分合成氣，繼續(xù)上升到甲烷化層，又生成部分甲烷氣體，甲烷氣體和合成氣在甲烷化層通過氣化室中部引出粗煤氣裝置3時抽出58%，溫度670°C的粗煤氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器20除塵，使粉塵含量小于lmg/L的粗煤氣。
[0068]甲烷化層剩余42%的粗煤氣經(jīng)過干餾層時對下降的煤樣進(jìn)行加熱，使煤樣熱解產(chǎn)出含有氣體、蒸汽和焦油的富氫揮發(fā)分，隨著氣體進(jìn)一步上升，來自干餾區(qū)的揮發(fā)分及合成氣在氣化爐上部得以進(jìn)一步冷卻，而煤則得以預(yù)熱和干燥。最終通過雙通道靜態(tài)布煤器2上的粗煤氣通道III引出溫度在215°C之間的粗煤氣與經(jīng)過旋風(fēng)分離器20除塵的粗煤氣混合后經(jīng)旋風(fēng)分離器21除部分塵和焦油，然后經(jīng)過洗滌冷卻器5再次除塵、冷卻降溫后進(jìn)入廢熱鍋爐8回收余熱，使粗煤氣的溫度降至255 °C，經(jīng)氣液分離器11分離出冷凝液的粗煤氣18送到下游工序，洗滌冷凝液送去煤氣水分離裝置15回收煤氣水。
[0069]從旋風(fēng)分離器20脫除的灰塵22送出廠區(qū)。
[0070]從旋風(fēng)分離器21分離出的含粉塵焦油23進(jìn)行后續(xù)焦油加工。
[0071]從洗滌冷卻器5洗滌下來的含塵的煤氣水進(jìn)入廢熱鍋爐8的底部初步分離塵和水，大部分不含塵的煤氣水由煤氣洗滌循環(huán)水泵7加壓和補(bǔ)充煤氣洗滌水14混合后返回到洗滌冷卻器8循環(huán)使用，其余含塵的煤氣水送煤氣水分離裝置15 ;分離得到的煤氣水返回到洗滌冷卻器5循環(huán)使用；
[0072]廢熱鍋爐8所需鍋爐給水17是經(jīng)過低壓鍋爐給水水泵9加壓到5.SMPa后送入廢熱鍋爐8產(chǎn)生溫度為245°C的中壓蒸汽產(chǎn)品16。
[0073]實施例2
[0074]采用含水6%的無煙煤氣化，氣化壓力為5.0MPa，氣化溫度1250 °C，煤樣經(jīng)過破碎、篩分后獲得粒徑為5-50mm煤樣，裝入煤倉為氣化備好原料，然后通過以下步驟進(jìn)行實施:
[0075]將5 - 50mm的碎煤經(jīng)過連通雙煤鎖進(jìn)料裝置I進(jìn)入氣化室頂部，通過雙通道靜態(tài)布煤器2均勻分布后，依靠重力作用緩慢下降并從上到下經(jīng)過干燥、干餾、甲烷化、氣化和殘?zhí)既紵鱾€床層。氣化劑經(jīng)氣化劑入口 12進(jìn)入氣化室底部，通過旋轉(zhuǎn)爐箅子4，在熱灰渣的輔助作用下，均勻分布于燃燒層床層。在此過程中，灰被冷卻到320°C，由灰渣排放口13排出氣化室；預(yù)熱后的氣化劑向上通過燃燒層，在燃燒層里氧氣與殘余煤焦燃燒大部分生成CO2，燃燒層是氣化爐溫度最高的區(qū)域，為上部的其他反應(yīng)提供熱量，隨著熱氣體沿氣化室上升經(jīng)過氣化層，生成大部分合成氣，繼續(xù)上升到甲烷化層，又生成部分甲烷氣體，甲烷氣體和合成氣在甲烷化層通過氣化室中部引出粗煤氣裝置3時抽出36%，溫度580°C的粗煤氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器20除塵，使粉塵含量小于lmg/L的粗煤氣。
[0076]甲烷化層剩余64%的粗煤氣經(jīng)過干餾層時對下降的煤樣進(jìn)行加熱，使煤樣熱解產(chǎn)出含有氣體、蒸汽和焦油的富氫揮發(fā)分，隨著氣體進(jìn)一步上升，來自干餾區(qū)的揮發(fā)分及合成氣在氣化爐上部得以進(jìn)一步冷卻，而煤則得以預(yù)熱和干燥。最終通過雙通道靜態(tài)布煤器2上的粗煤氣通道III引出溫度在235°C之間的粗煤氣與經(jīng)過旋風(fēng)分離器20除塵的粗煤氣混合后經(jīng)旋風(fēng)分離器21除部分塵和焦油，然后經(jīng)過洗滌冷卻器5再次除塵、冷卻降溫后進(jìn)入廢熱鍋爐8回收余熱，使粗煤氣的溫度降至245 °C，經(jīng)氣液分離器11分離出冷凝液的粗煤氣18送到下游工序，洗滌冷凝液送去煤氣水分離裝置15回收煤氣水。
[0077]從旋風(fēng)分離器20脫除的灰塵22送出廠區(qū)。
[0078]從旋風(fēng)分離器21分離出的含焦油粉塵23進(jìn)行后續(xù)焦油加工。
[0079]從洗滌冷卻器5洗滌下來的含塵的煤氣水進(jìn)入廢熱鍋爐8的底部初步分離塵和水，大部分不含塵的煤氣水由煤氣洗滌循環(huán)水泵7加壓和補(bǔ)充煤氣洗滌水14混合后返回到洗滌冷卻器5循環(huán)使用，其余含塵的煤氣水送煤氣水分離裝置15 ;分離得到的煤氣水返回到洗滌冷卻器5循環(huán)使用；
[0080]廢熱鍋爐8所需鍋爐給水17是經(jīng)過低壓鍋爐給水水泵9加壓到5.2MPa后送入廢熱鍋爐8產(chǎn)生溫度為215°C的中壓蒸汽產(chǎn)品16。
[0081 ] 連通的雙煤鎖裝置有I對對稱的煤鎖氣通道105，位于從煤鎖下閥103起計量到氣化室高度的0.52之間的位置，擴(kuò)大段110與煤鎖外壁成的夾角112為45°，擋板的開孔率為52%，煤鎖擋板上的煤鎖擋板小孔109的孔徑為0.5毫米。
[0082]在通過氣化爐中部設(shè)有3個煤氣通道101，抽出36%的粗煤氣，煤氣通道101在氣化爐內(nèi)壁106的位置是從氣化室底部起計量，是氣化室高度的0.41倍。夾角107為35度，擋板的開孔率在34%小孔103孔徑為6.4毫米，擋板102為1/6圓剩余的64%粗煤氣通過干餾和干燥層后經(jīng)過氣化室上部的粗煤氣通道III引出。其余同實施例1。
[0083]實施例3
[0084]采用含水20%的低階煙煤氣化，氣化壓力為5.4MPa，氣化溫度1150°C，煤樣經(jīng)過破碎、篩分后獲得粒徑為5-50mm煤樣，裝入煤倉為氣化備好原料，然后通過以下步驟進(jìn)行實施:
[0085]將5 - 50mm的碎煤經(jīng)過連通雙煤鎖進(jìn)料裝置I進(jìn)入氣化室頂部，通過雙通道靜態(tài)布煤器2均勻分布后，依靠重力作用緩慢下降并從上到下經(jīng)過干燥、干餾、甲烷化、氣化和殘?zhí)既紵鱾€床層。氣化劑經(jīng)氣化劑入口 12進(jìn)入氣化室底部，通過旋轉(zhuǎn)爐箅子4，在熱灰渣的輔助作用下，均勻分布于燃燒層床層。在此過程中，灰被冷卻到320°C，由灰渣排放口 13排出氣化室；預(yù)熱后的氣化劑向上通過燃燒層，在燃燒層里氧氣與殘余煤焦燃燒大部分生成C02，燃燒層是氣化爐溫度最高的區(qū)域，為上部的其他反應(yīng)提供熱量，隨著熱氣體沿氣化室上升經(jīng)過氣化層，生成大部分合成氣，繼續(xù)上升到甲烷化層，又生成部分甲烷氣體，甲烷氣體和合成氣在甲烷化層通過氣化室中部引出粗煤氣裝置3時抽出5 %，溫度470 0C的粗煤氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器5除塵，使粉塵含量小于lmg/L的粗煤氣。
[0086]甲烷化層剩余95%的粗煤氣經(jīng)過干餾層時對下降的煤樣進(jìn)行加熱，使煤樣熱解產(chǎn)出含有氣體、蒸汽和焦油的富氫揮發(fā)分，隨著氣體進(jìn)一步上升，來自干餾區(qū)的揮發(fā)分及合成氣在氣化爐上部得以進(jìn)一步冷卻，而煤則得以預(yù)熱和干燥。最終通過雙通道靜態(tài)布煤器2上的粗煤氣通道III引出溫度在275°C之間的粗煤氣與經(jīng)過旋風(fēng)分離器20除塵的粗煤氣混合后經(jīng)旋風(fēng)分離器21除部分塵和焦油，然后經(jīng)過洗滌冷卻器5再次除塵、冷卻降溫后進(jìn)入廢熱鍋爐8回收余熱，使粗煤氣的溫度降至225 °C，經(jīng)氣液分離器11分離出冷凝液的粗煤氣18送到下游工序，洗滌冷凝液送去煤氣水分離裝置15回收煤氣水。
[0087]從旋風(fēng)分離器20脫除的灰塵22送出廠區(qū)。
[0088]從旋風(fēng)分離器21分離出的含粉塵焦油23進(jìn)行后續(xù)焦油加工。
[0089]從洗滌冷卻器5洗滌下來的含塵的煤氣水隨煤氣一起進(jìn)入廢熱鍋爐8的底部初步分離塵和水，大部分不含塵的煤氣水由煤氣洗滌循環(huán)水泵7加壓和補(bǔ)充煤氣洗滌水14混合后返回到洗滌冷卻器5循環(huán)使用，其余含塵的煤氣水送煤氣水分離裝置15 ;分離得到的煤氣水返回到洗滌冷卻器5循環(huán)使用；
[0090]廢熱鍋爐8所需鍋爐給水17是經(jīng)過低壓鍋爐給水水泵9加壓到4.2MPa后送入廢熱鍋爐8產(chǎn)生溫度為205°C的中壓蒸汽產(chǎn)品16。
[0091]連通的雙煤鎖裝置有I個的煤鎖氣通道105，位于從煤鎖下閥103起計量到氣化室高度的0.46之間的位置，擴(kuò)大段110與煤鎖外壁成的夾角112為33°，煤鎖擋板的開孔率在63%之間，煤鎖擋板小孔109的孔徑為0.8毫米。
[0092]在通過氣化室中部設(shè)有4個煤氣通道301，抽出5%的粗煤氣，氣化室中部煤氣通道301在氣化室中部氣化爐內(nèi)壁306的位置是從氣化室底部起計量，氣化室高度的0.45倍。夾角307為32度，擋板的開孔率為32%，小孔303孔徑為4.4毫米，擋板302為1/9圓，剩余的95%粗煤氣通過干餾和干燥層后經(jīng)過氣化室上部的粗煤氣通道III引出，其余同實施例I。
【權(quán)利要求】
1.一種煤制合成氣的工藝，其特征在于包括如下步驟: 1)將5— 50mm的碎煤經(jīng)過連通雙煤鎖進(jìn)料裝置進(jìn)入氣化室頂部，通過雙通道靜態(tài)布煤器均勻分布后，依靠重力作用緩慢下降并從上到下經(jīng)過干燥、干餾、甲烷化、氣化和殘?zhí)既紵鱾€床層，氣化劑經(jīng)氣化劑入口進(jìn)入氣化室底部，通過旋轉(zhuǎn)爐箅子，灰被冷卻到300 -400由灰渣排放口排出氣化室；預(yù)熱后的氣化劑向上通過燃燒層，在燃燒層里氧氣與殘余煤焦燃燒大部分生成co2，隨著熱氣體沿氣化室上升經(jīng)過氣化層，生成大部分合成氣，繼續(xù)上升到甲烷化層，又生成部分甲烷氣體，甲烷氣體和合成氣在甲烷化層通過氣化室中部引出煤氣的煤氣通道裝置時抽出5 - 60%，溫度450 - 700°C的粗煤氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵，使粉塵含量小于lmg/L的粗煤氣； 2)甲烷化層剩余40- 95%的粗煤氣經(jīng)過干餾層時對下降的煤樣進(jìn)行加熱，使煤樣熱解產(chǎn)出含有氣體、蒸汽和焦油的富氫揮發(fā)分，隨著氣體進(jìn)一步上升，來自干餾區(qū)的揮發(fā)分及合成氣在氣化爐上部得以進(jìn)一步冷卻，而煤則得以預(yù)熱和干燥，最終通過雙通道靜態(tài)布煤器上的粗煤氣通道III引出溫度在210-300°C之間的粗煤氣與經(jīng)過旋風(fēng)分離器除塵的粗煤氣混合后經(jīng)旋風(fēng)分離器除部分塵和焦油，然后經(jīng)過洗滌冷卻器再次除塵、冷卻降溫后進(jìn)入廢熱鍋爐回收余熱，使粗煤氣的溫度降至220 - 280°C，經(jīng)氣液分離器分離出冷凝液的粗煤氣送到下游工序，洗滌冷凝液送去煤氣水分離裝置15回收煤氣水，從旋風(fēng)分離器脫除的灰塵送出廠區(qū)，從旋風(fēng)分離器分離出的含粉塵焦油進(jìn)行后續(xù)焦油加工； 3)從洗滌冷卻器洗滌下來的含塵的煤氣水進(jìn)入廢熱鍋爐的底部初步分離塵和水，大部分不含塵的煤氣水由煤氣洗滌循環(huán)水泵加壓和補(bǔ)充煤氣洗滌水混合后返回到洗滌冷卻器循環(huán)使用，其余含塵的煤氣水送煤氣水分離裝置，分離得到的煤氣水返回到洗滌冷卻器循環(huán)使用； 4)廢熱鍋爐所需鍋爐給水是經(jīng)過低壓鍋爐給水水泵加壓到4.0MPa-6.0MPa后送入廢熱鍋爐產(chǎn)生溫度為200°C以上的中高壓蒸汽產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于它包括連通雙煤鎖進(jìn)料裝置(1)和爐體，在爐體之上有連通雙煤鎖進(jìn)料裝置(1)，爐體上部有雙通道靜態(tài)布煤器(2)，爐體中部有氣化室中部引出粗煤氣裝置(3)，爐體下部有旋轉(zhuǎn)爐箅子(4)，在爐體底部有氣化劑入口(12)和灰渣排放口(13)，氣化劑入口(12)位于旋轉(zhuǎn)爐箅子⑷和灰渣排放口(13)之間，氣化劑入口(12)與旋轉(zhuǎn)爐箅子⑷中的氣體分布筒(412)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的連通雙煤鎖進(jìn)料裝置(1)，它包括煤鎖(101)、煤鎖上閥(102)、煤鎖下閥(103)，進(jìn)煤口(114)、過渡倉(104)和出煤口(113)，煤鎖(101)有2個，每個煤鎖(101)頂部是進(jìn)煤口(114)，進(jìn)煤口(114)下方是煤鎖上閥(102)，煤鎖(101)底部與連接管(107)頂部相通，在連接管(107)頂部裝有煤鎖下閥(103)，連接管(107)底部與過渡倉(104)連接，過渡倉(104)的底部為出煤口(113)，2個煤鎖(101)之間通過至少1個煤鎖氣通道(105)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的煤鎖氣通道(105)是由兩端煤鎖氣通道擴(kuò)大段(110)和中間煤鎖氣通道直段(111)組成，在煤鎖氣通道直段(111)內(nèi)裝有連接煤鎖通道閥門(106)，位于煤鎖氣通道擴(kuò)大段110與煤鎖⑴壁連接口上設(shè)置帶有小孔(109)的擋板(108)，煤鎖氣通道擴(kuò)大段(110)壁與煤鎖(101)壁的夾角α (112)為30 — 60°。
5.如權(quán)利要求4所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的擋板(108)開孔率在45 - 65%之間，小孔(109)的孔徑為0.2 — 1.0毫米。
6.如權(quán)利要求3所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的煤鎖氣通道(105)位于整個煤鎖高度的0.45 - 0.55倍之間的位置。
7.如權(quán)利要求2所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的雙通道靜態(tài)布煤器(2)由雙通道靜態(tài)布煤器煤樣入口(212)，內(nèi)筒，煤樣進(jìn)入氣化室的第1通道(I )，煤樣進(jìn)入氣化室的第2通道(II )以及粗煤氣通道(III)組成。
8.如權(quán)利要求7所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的雙通道靜態(tài)布煤器(2)采用對稱的雙煤氣通道(III)。
9.如權(quán)利要求2所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的氣化室中部引出粗煤氣裝置(3)它包括氣化爐外壁(305)、氣化爐內(nèi)壁(306)和煤氣通道(301)，在氣化爐外壁(305)和氣化爐內(nèi)壁(306)上開有至少2個的煤氣通道(301)，煤氣通道(301)在氣化爐外壁(305)同一水平面上均勻分布，煤氣通道(301)的開口向上，煤氣通道(301)由煤氣通道外壁(309)和煤氣通道內(nèi)壁(308)組成，煤氣通道外壁(309)與氣化爐外壁(305)連接，并成30 - 45度的夾角β (307)，煤氣通道內(nèi)壁(308)與氣化爐內(nèi)壁(306)連接，在煤氣通道內(nèi)壁(308)與氣化爐內(nèi)壁(306)的上中部連接處設(shè)置帶有小孔(303)的擋板(302)，擋板(302)與氣化爐內(nèi)壁(306)平行。
10.如權(quán)利要求9所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的煤氣通道(301)在氣化爐內(nèi)壁(306)的位置是從氣化室底部起計量，是氣化室高度的0.41-0.62倍。
11.如權(quán)利要求9所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述擋板(302)的開孔率在30-40%之間，小孔(303)孔徑為4_8毫米。
12.如權(quán)利要求9所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述擋板(302)為1/10-1/3圓。
13.如權(quán)利要求9所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述煤氣通道(1)有2-6個。
14.如權(quán)利要求2所述的一種煤制合成氣的工藝使用的碎煤加壓干排灰氣化爐，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)爐箅子(4)包括支撐體(414)上面固定的氣體分布筒(412)，氣體分布筒(412)位于支撐體(414)的中心線，氣體分布筒(412)具有中央氣化劑中心管(413)，氣體分布筒頂端有鐘罩(416)，氣體分布筒(412)與鐘罩(416)之間是氣化劑在爐箅子內(nèi)的通道，支撐體(414)上面固定有中空旋轉(zhuǎn)底部支撐體(418)，中空旋轉(zhuǎn)支撐體(418)上部固定有中心托架(415)和可旋轉(zhuǎn)爐箅板，可旋轉(zhuǎn)箅爐板是4層布?xì)獾?層結(jié)構(gòu)或是5層布?xì)獾?層結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】C10J3/82GK104449857SQ201410767749
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】王景超, 李曉, 崔曉曦, 左永飛 申請人:賽鼎工程有限公司