專利名稱:經改進了的用于尾煤氣化的煤氣化方法
本發(fā)明是關于尾煤在流化床灰成團氣化裝置中的一種氣化方法。
這種類型裝置是如象美國專利NO2906608，NO3867110，NO3884649，NO3935825，NO4023280，NO4057402，NO4191539，NO4229289，和歐洲專利申請書NO0027280和NO0031856所敘述的那樣裝置。
這些裝置是由一個反應器組成，煤裝在溫度約為900-110℃的流化床中，水蒸汽和氧氣從反應器底部通入。煤在這些條件下進行氣化，這時所形成的灰顆粒遭受到初步軟化，然后成團而相互粘結。一方面，利用這些團粒在粒度和密度上的差別，另一方面，利用沒有被成團而仍含有碳的顆粒，使得灰有可能有選擇的排放出而得到分離。在由引用的專利所包括的這些裝置中，分離是在位于反應器底部的一個或多個文杜里管理進行的。
按照歐洲專利申請書NO0027280，采用水蒸汽作為流化氣體，并且通過一根位于文杜里管中心的管子通入氧氣并使其高速與蒸氣混合，而把主要含有水蒸汽的氣體通過文杜里管引入，這是有其優(yōu)點的。在流化床中這樣產生的霧狀物形成一個熱區(qū)，它在灰顆粒成團過程中起著決定性的作用。
在流化床的上部，氣體夾帶有大量由未被氣化或未完全氣化的煤所組成的細粉和灰。這種細粉最好是在旋流器中加以分離，并在氣化反應器底部被循環(huán)。如此速續(xù)被循環(huán)的細粉流速是高的，例如，要比氣化煤的進料速四倍左右。
氣化的煤在破碎到粒度小于或等于6毫米，并盡可能使其含水份不超過6%以后，最好采用風動方法輸送到流化床的上部空間。如在美國專利№4057402所述的那樣，可以將煤在大約400℃下進行予處理，以降低其粘結性。
以上所述的裝置不適含于從洗煤機出來的尾煤的氣化。這樣的尾煤實際上是一種粒度很小(小于1毫米)，很潮濕(經干擠壓后含水份約25%)，而且灰濃度可能達到40%的產物。
由于尾煤水份含量這樣高，對于將煤送入反應器的普通裝置是不利于尾煤的輸入的。此外，如果將尾煤送入流化床的上部空間，由尾煤組成的很稀疏的顆粒在其能被氣化之前就會從流化床中夾帶走，并且流化床的操作將會被擾亂而毫無結果。雖然按照歐洲專利申請書№031856提供了一個在流化床下部送入要氣化的煤的裝置，然而，按所說的專利中所敘述的方法是不易實現的，因為要防止煤在輸入管道中粘結，而且，把冷產物大量輸入流化床底部，這對氣化反應器的操作也是不利的。此外，這種裝置不適合于輸入象尾煤這樣很潮濕的產物。
同樣的缺點也可以在(聯邦)德國專利№497894中找到。雖然該專利所包含的方法是利用從反應器排出的氣體高溫將要氣化的物料部分干燥到含水份10%左右，并將其予熱，然而，由于要氣化的物料全部被送到從反應器排出的物流中，粘結和堵塞的危險仍然是不能抑制的。有跡象表明，雖然所說的專利是很早的，但是所述的輸入方式從未在工業(yè)可行的工藝過程中得到有效使用，這也包括在所說的(聯邦)德國專利中所述的發(fā)明者所開發(fā)的方法。
尾煤是備煤裝置的一種副產物，它在洗煤機中大量得到，并且沒有人知道如何使它能獲得令人滿意的經濟價值。
本發(fā)明的一個目的是要將尾煤與用作主要原料的煤同時氣化而使其獲得經濟價值。
本發(fā)明的另一個目的是要將尾煤放在象歐洲專利申請書№0027280所述的那樣裝置中進行氣化。
本發(fā)明的第三個目的是要利用在流化床氣化反應中所得的產物潛熱來干燥尾煤，以便實際上在干燥的狀態(tài)下把它送入煤氣化流化床下段。所謂實際干燥的尾煤指的是水份含量低于6%(重量百分數)，最好是低于2～3%(重量百分數)的產物。
本發(fā)明的另外一個目的是要稀釋在氣化反應器里被循環(huán)的產物中的尾煤，以防止在輸送管道中出現粘結和堵塞的危險，并使這樣的輸送得以進行，而對氣化反應器的正確操作不會帶來不利影響。
這可以用諸如歐洲專利申請書№0027280所述的那種氣化方法達到這些目的，即將濃度低于50%(重量百分數)的尾煤，最好是相當于輸入該裝置煤量的20%(重量百分數)左右的尾煤(該濃度相當于從未篩選過的煤在洗煤機中所得的尾煤的通常產量)送到從流化床排出的產物的循環(huán)中，氣化反應就是在這流化床中發(fā)生的。
因此，本發(fā)明使氣化過程得以改進，氣化過程一般是將要氣化的煤直接送入流化床，氧氣和水蒸汽被吹入流化床下部，灰以熔融狀態(tài)在流化床底部被收集，從流化床排出的產物被連續(xù)送到一個或多個分離的細粉和氣體的裝置，然后細粉在流化床中再循環(huán)。
這樣的改進是由以下兩部分所組成將尾煤送到從流化床排出的產物的循環(huán)回路中;并將干燥尾煤和從氣體中分離出的細粉的混合物送入流化床，最好直接送入其下部。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實例，將尾煤送入位于流化床上面的氣相(上部自由空間)內的氣化反應器中。
在另一個有利的實例中，在由反應器排出的熱氣流被送去分離細粉和再循環(huán)之前，將尾煤送入該熱氣流中。
按照另外一個可能的實例，將尾煤送到細粉分離裝置出口與反應器之間的細粉循環(huán)回路中。
從以下的敘述可以更清楚地看出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。下面的敘述是按照附圖，通過舉例和用示意圖來說明一種已知流化床型的和灰成團煤氣化裝置的反應器，本發(fā)明的方法被應用于這種氣化反應器中。
根據示意圖，一般參考數(1)表示以自明的方式來實現的氣化反應器，因此，這里無需說明。流化床在大約900～1100℃下操作，煤在(2)處被送入，蒸汽和繼續(xù)保持流化的空氣或氧氣分別從(3)和(4)處送入反應器底部。眾所周知，在這種情況下，經這樣處理過的煤灰顆粒遭受到初步軟化，并且相互粘結成團。一方面，根據這種團塊之間的顆粒大小和密度的差別有選擇地把灰排出，另一方面仍含有碳的顆粒沒被成團。在反應器底部(5)處進行分離，產物在(6)處排放出。經過這樣處理所得的氣體夾帶有大量水蒸汽和粒度小于1毫米的細粉，從溫度大約為1000℃的反應器頂部(7)處排出，再經過如象(8～9)那樣的一個或多個旋流器把這些細粉分離。通常這些細粉分別經過管道「8a～9a」進入反應器(1)再循環(huán)。而沒有再循環(huán)的那部分細粉將從(10)處排出。
按照本發(fā)明，包含0和1毫米粒度之間的那部分尾煤送到這氣體流循環(huán)回路中。正是由于這樣的顆粒大小，尾煤與有著相同粒度的剩余細粉部分是相類似的，它們被這些回流物料帶走或由此被分離。
因此，按照本發(fā)明的第一個實例，尾煤經(11)處被送到管道(7)中，該管道把反應器(1)上部與第一個旋流器(8)相連接。
不管是什么溫度或者這些懸浮體進入該管道的進料速度如何，首先需要指出的是，它們無論如何也不會擾亂反應器的操作。此外，如上面提到的那樣，尾煤顆粒大小類似于反應器(1)正常排出的細粉。而且，所說的進料速度不管怎樣也不會影響用旋流器(8)和(9)來分離這樣粒度部分的操作。
關于尾煤進料速度，它可能是高的，正是由于有了這種旋流器，就特別能分離比送入反應器的煤大約多四倍或更多的細粉量。
隨著尾煤在管道(7)中的循環(huán)，尾煤將達到氣體流和細粉循環(huán)的溫度(大約1000℃)，以便象在旋流器(8)中的細粉那樣被分離，也象在相同溫度(大約850～950℃)和在正常存在于循環(huán)管道(8a)中的濕度下的細粉那樣被循環(huán)。因此，在粒度、溫度和水份含量方面，可以認為尾煤是與細粉相同的。這點可以理解為，就從反應器(1)底部輸入以及在反應器中的停留期間這兩方面來說，這些尾煤具有與細粉相似的特征，與尾煤沒有被送入細粉循環(huán)的情況相比較，不改變裝置的操作條件就能進行氣化。在這個實例中，從反應器排放出的顯熱得到充分利用。
按照另一個實例，這些尾煤可以送入旋流器(8)，(9)當中任一個的循環(huán)管道中，在該管道中，溫度，流速和水份含量情況更有利。在舉例說明的實例中，最好是選擇與第一個旋流器相連接的管道(8a)，因為那里的溫度最高(850～900℃)。很顯然，為了使從旋流器(9)中出來的細粉返回，也可以在管道(9a)中通入尾煤，在該該管道處仍有大約750～800℃的溫度(比管道(8a)的溫度低)，但流速明顯低于管道(8a)中的速度。顯然，進料位置取決于旋流器的數目，溫度和流速情況。在這個實例中，由于從反應器中排出的顯熱沒被充分利用，所以在把尾煤送入管道之前至少部分地將其干燥一下這會有好處。不管怎樣，利用裝置中的這些位置是有意義的，因為在這些位置上的參數，尤其是溫度，具有最佳值。至于流速，由于尾煤作為要氣化的初始煤料的補充量，需要輸入的尾煤的比例在很大程度上依賴于被循環(huán)的細粉的比例(如上面所述，這個比例是高的)。在特殊情況下，所說的比例能夠達到20%左右，甚至能高達50%(以被氣化煤量的重量百分數計)。
在尾煤被送入第二個旋流器的循環(huán)回路的情況下，這一比例將要明顯地降低，如將尾煤送入第三個旋流器(如果有第三個旋流器的話)的循環(huán)回路，則該比例將會更低。這要由該系統的流體力學條件來決定，以便在回流段達到正常流速。這個比例還要依據這環(huán)路中粘結危險情況而加以限制，而這種粘結危險情況是與煤質特性有關的。
這點將被理解，本發(fā)明僅僅是以純粹解釋性的和完全無限制的方式加以敘述，而且無需怎樣偏離由從屬權力要求所規(guī)定的范圍就能夠實現任何有用的改進。
權利要求
1.以氣化尾煤為目的的煤氣化方法的改進方法，其中要氣化的煤直接送入流化床中，氧氣和水蒸汽被吹入流化床的下部，灰以熔融狀態(tài)被收集在流化床底部，從流化床排出的產物連續(xù)被送到一個或幾個分離細粉和氣體的裝置中，細粉在流化床中進行再循環(huán)，所說的用于氣化尾煤的改進，其特征在于，將尾煤送入從所述的流化床排出的產物循環(huán)回路中，并將干燥過的尾煤和從氣體中分離出的細粉的混合物送入流化床。
2.按照權利要求
1所述的改進方法，其特征在于，將尾煤直接送入流化床下部。
3.按照權利要求
1所述的改進方法，其特征在于，將尾煤直接送入位于流化床上面并處于氣相的氣化反應器中。
4.按照權利要求
1所述的改進方法，其特征在于，在將從反應器出來的熱氣流送去分離細粉和再循環(huán)之前，把尾煤輸入到該熱氣流中。
5.按照權利要求
1所述的改進方法，其特征在于，將尾煤送入細粉分離裝置的門口與反應器之間的那段細粉再循環(huán)回路中。
專利摘要
以氣化尾煤為目的的煤氣化方法的改進，尾煤的氣化方法是將要氣化的煤直接送入流化床中，氧氣和水蒸汽被吹入流化床的下部，灰以熔融狀態(tài)被收集在流化床底部，從流化床排出的產物連續(xù)地被送到一個或幾個細粉和氣體的分離裝置中，細粉在流化床中進行再循環(huán)。所說的尾煤氣化的改進，其特征在于，將尾煤送入從流化床排出的產物的循環(huán)回路中，將干燥過的尾煤和從氣體中分離出的細粉混合后送入流化床。
文檔編號C10J3/54GK85101391SQ85101391
公開日1987年1月31日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者塞爾日·德萊薩得, 皮埃爾·亨利·薩格涅爾, 皮埃爾·艾蒂安·安德列 申請人:法國煤礦研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan