一種高溫焦炭直接氣化工藝及其用于該工藝的氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫焦炭直接氣化工藝及其用于該工藝的氣化爐，屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國焦炭產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，焦炭企業(yè)都面臨轉(zhuǎn)型升級的問題，而焦炭要發(fā)展下游產(chǎn)品首先要解決的就是焦炭氣化的問題。當(dāng)今國際國內(nèi)有大量的氣化技術(shù)可以選擇，但是沒有一種是專門針對焦炭而設(shè)計(jì)開發(fā)的氣化技術(shù)。目前我國用的比較多的氣化方式有:干粉加壓氣化技術(shù)，水煤漿加壓氣化技術(shù)，魯奇加壓氣化技術(shù)和固定床間歇常壓氣化幾大類。其存在的主要問題是:
1.干粉和水煤漿加壓氣化都需要粉狀原料經(jīng)過研磨后才能氣化，而焦炭是塊狀原料如需破碎研磨勢必造成能源浪費(fèi)
2.魯奇氣化技術(shù)是以褐煤等高揮發(fā)分煤炭為原料的氣化技術(shù)，其氣化過程產(chǎn)生大量的廢水難以解決，且產(chǎn)生的煤氣中有效成分只能達(dá)到70%，碳的有效利用率偏低。
[0003]3.固定床間歇常壓氣化技術(shù)環(huán)境污染大，生產(chǎn)效率低，單爐發(fā)氣量小不能做為大規(guī)模生產(chǎn)使用
4.以上幾種氣化方式均只能用常溫原料，不能使用高溫紅焦碳造成能源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服上述缺陷，目的在于提供一種高溫焦炭直接氣化工藝及其用于該工藝的氣化爐。為了解決高溫焦炭的有效氣化節(jié)能降耗的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高溫焦炭直接氣化工藝，該工藝的步驟如下:
一種高溫焦炭直接氣化工藝，該工藝的步驟如下:
A)、用未經(jīng)熄焦的高溫焦炭由焦?fàn)t推焦進(jìn)入高溫焦罐，通過牽引車送至提升井由提升機(jī)提升至氣化爐頂；
B)、高溫焦罐通過自動對位系統(tǒng)和爐頂部的高溫儲料倉對位同時(shí)打開泄料閥門將高溫焦炭自動落入儲料倉，儲料倉同時(shí)具備儲料、破碎及加料功能，能實(shí)現(xiàn)自動定時(shí)定量將焦炭加入爐中；
C)、制氣用的氣化劑氧氣來自空分工序，氧氣濃度根據(jù)后工序用氣要求在40%-100%范圍內(nèi)任意選擇，蒸汽來自鍋爐和自產(chǎn)蒸汽，氧氣和氣化劑進(jìn)入混合罐中混合，從底部進(jìn)入造氣爐，在爐內(nèi)高溫條件下，與高溫焦炭進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，連續(xù)生產(chǎn)水煤氣；
D)、反應(yīng)生成的水煤氣溫度自爐頂排出，經(jīng)過高溫除塵器進(jìn)行除塵后，進(jìn)入廢熱鍋爐回收高溫氣體余熱，副產(chǎn)壓力0.4MPa-3.9MPa的蒸汽；
E)、出廢熱鍋爐溫度約80°C_160°C進(jìn)入洗氣塔底部，在塔中用來自造氣污水處理系統(tǒng)的閉路循環(huán)冷卻水噴淋冷卻洗滌，將其冷卻到40-45°C并洗滌其中夾帶的塵埃后，進(jìn)入煤氣總管去后續(xù)工段，塔底排出的造氣污水通過地溝排至造氣污水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后的循環(huán)冷卻水由泵送回造氣氣化系統(tǒng)閉路循環(huán)使用。
[0006]一種用于焦炭氣化工藝的高溫焦炭直接氣化爐:
它包括高溫焦炭料倉，在高溫焦炭料倉的下端連接有高溫焦炭自動給料器，高溫焦炭自動給料器的底部通過加煤鎖與爐口部件連接，在爐體的下端與自動排灰裝置連接。
[0007]在爐體的上端外表面設(shè)置有封頭水夾套，在爐體的中段外表面設(shè)置有耐壓水夾套。
[0008]在爐體內(nèi)有爐體傳動部件，在爐體傳動部件的上端設(shè)置有爐箅部件，在爐體傳動部件的中部向外延伸有氣化排渣口和灰渣鎖。
[0009]在自動排灰裝置的中部設(shè)置熱電偶。
[0010]在爐體的側(cè)壁上設(shè)置有煤氣出口管。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1.以剛出焦?fàn)t未經(jīng)熄焦的高溫紅焦炭為原料直接氣化，杜絕了因?yàn)橄ń箮淼沫h(huán)境污染和能源浪費(fèi)；
2.利用高溫焦炭的溫度在氣化爐內(nèi)形成整體高溫區(qū)，利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生高有效成分的煤氣，降低碳和氣化劑的消耗；
3.產(chǎn)生的高溫煤氣經(jīng)過余熱回收產(chǎn)生大量高品質(zhì)的蒸汽。
[0012]目前我國焦炭產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，焦炭企業(yè)都面臨轉(zhuǎn)型升級的問題，而焦炭要發(fā)展下游產(chǎn)品首先要解決的就是焦炭氣化的問題。當(dāng)今國際國內(nèi)有大量的氣化技術(shù)可以選擇，但是沒有一種是專門針對高溫焦炭而設(shè)計(jì)開發(fā)的氣化技術(shù)。所以尋求一個(gè)適合高溫焦炭為原料的氣化技術(shù)，就成了的我們在思考的方向:想將高溫焦炭直接氣化，氣化得來的水煤氣轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品(甲醇、乙二醇、多元醇、醋酸、LNG、合成氨等)，這樣繼可消化焦化企業(yè)富余的焦炭，又可增加其附加值。近二年，我公司科研人員認(rèn)真分析了這一實(shí)際情況，決定開發(fā)高溫焦炭直接氣化爐，即用剛出爐的800-1000°C高溫焦炭直接入氣化爐，在加入氣化劑(氧氣+蒸汽)的條件下，連續(xù)生產(chǎn)水煤氣。這樣焦炭的顯熱不會浪費(fèi)，同時(shí)可簡化、縮短工藝流程。
[0013]現(xiàn)在大多數(shù)焦化企業(yè)是用水來冷卻焦炭，俗稱水熄焦工藝，若焦炭用水冷卻后再升溫氣化，焦碳自身的顯熱被浪費(fèi)且造成較大的污染，方式上很不節(jié)能。
[0014]所以本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有各種氣化爐之不足，提供一種更高效率、更節(jié)能、更安全環(huán)保的純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)技術(shù)。
[0015]工藝說明
I原料:煉焦?fàn)t出來的高溫焦碳(800-1000°C)
2焦炭T2溫度為彡12500C (灰熔點(diǎn))
3入爐焦炭耗量:>25t/ h.臺(干基)
4高溫焦碳直接氣化爐型大小:Φ2800-3600πιπι (內(nèi)徑)
采用高溫焦碳為原料，以純氧和水蒸汽為氣化劑，在氣化爐中經(jīng)過氧化還原反應(yīng)制得水煤氣。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下:c+o2=co2+q
2C+02=2C0+Q
C+C02=2C0-QC+2H20 (汽)=C02+2H2-QC+H20 (H)=CCHH2-Q氣化爐的說明:
爐體采用整體耐壓全夾套，提高自產(chǎn)蒸汽壓力，使焦炭中有限熱量，盡量多地用于氣化，少產(chǎn)蒸汽，有利于降低煤耗，降低返焦率，可有效地控制掛疤問題，操作彈性也大幅度提聞。
[0016]氣化劑(氧氣+蒸汽)從爐底進(jìn)入，利用爐箅作分布器，氣化劑被灰渣預(yù)熱，提高氣化效率，節(jié)能降耗。
[0017]采用自動加焦裝置和自動排灰裝置，連續(xù)自動加焦，不停爐下灰。自動加焦裝置內(nèi)襯高溫澆注料，外加保溫。同時(shí)通過調(diào)節(jié)氧氣和蒸汽量以及H2o/o2的比值，控制氣化層及頂部溫度，達(dá)到安全穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。專門設(shè)計(jì)有放空管，作為初期開車和事故處理放空時(shí)使用。
[0018]在正常生產(chǎn)情況下設(shè)計(jì)無廢氣排放。開車前期和事故狀態(tài)的少量煤氣或蒸汽可經(jīng)放空管排放，或引至廠區(qū)火炬燃燒裝置，不對環(huán)境造成危害。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明中氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
實(shí)施例1
一種高溫焦炭直接氣化工藝，該工藝的步驟如下:
A)、用未經(jīng)熄焦的高溫焦炭由焦?fàn)t推焦進(jìn)入高溫焦罐，通過牽引車送至提升井由提升機(jī)提升至氣化爐頂；
B)、高溫焦罐通過自動對位系統(tǒng)和爐頂部的高溫儲料倉對位同時(shí)打開泄料閥門將高溫焦炭自動落入儲料倉，儲料倉同時(shí)具備儲料、破碎及加料功能，能實(shí)現(xiàn)自動定時(shí)定量將焦炭加入爐中；
C)、制氣用的氣化劑氧氣來自空分工序，氧氣濃度根據(jù)后工序用氣要求在40%，蒸汽來自鍋爐和自產(chǎn)蒸汽，氧氣和氣化劑進(jìn)入混合罐中混合，從底部進(jìn)入造氣爐，在爐內(nèi)高溫條件下，與高溫焦炭進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，連續(xù)生產(chǎn)水煤氣；
D)、反應(yīng)生成的水煤氣溫度自爐頂排出，經(jīng)過高溫除塵器進(jìn)行除塵后，進(jìn)入廢熱鍋爐回收高溫氣體余熱，副產(chǎn)壓力0.4MPa的蒸汽；
E)、出廢熱鍋爐溫度約80°C進(jìn)入洗氣塔底部，在塔中用來自造氣污水處理系統(tǒng)的閉路循環(huán)冷卻水噴淋冷卻洗滌，將其冷卻到40-45°C并洗滌其中夾帶的塵埃后，進(jìn)入煤氣總管去后續(xù)工段，塔底