CN101392187B - 一种常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤气炉气化的工艺，具体是涉及一种常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺。本发明的目的是在于提供一种能利用更为广泛的煤资源，降低设备成本，充分利用热能的常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺。具体阐述了富氧气化工艺流程上行制气变下行制气，下行制气变上行制气的方法、几个阀门的使用方法、形成气封隔断气体的方法。本发明与现有技术相比，具有如下优点：1、一部分分布较广、价格较低的煤可以成为富氧气化原料煤；2、可以有效控制常压固定床煤气炉炭层温度和炉上温度，煤气炉炉上温度从650℃降低到450℃后，煤气炉上部相关设备运行周期可以延长一年；3、可以更为充分的利用热能，不浪费能源。

Description

一种常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺
技术领域
本发明涉及一种煤气炉气化的工艺，具体是涉及一种常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺。
背景技术
现有常压固定床煤气炉富氧连续气化的工艺技术，是我国20世纪60年代开始采用的。它是我国企业工程技术人员根据国外鲁奇炉的富氧连续气化工艺技术经过改造，用于常压固定床煤气炉。目前，我国约有50台常压固定煤气炉采用富氧连续气化的工艺技术，该技术从20世纪60年代以来，基本没有明显发展，该技术的特点为：常压固定床煤气炉富氧连续气化的工艺技术与同类型煤气炉在间歇气化工艺技术条件相比，单炉产气能力提高50％；无废气排放，可以有效地控制对大气的污染；在原料煤气市场价格较高的情况下，可以利用每吨合成氨消耗550Nm3的氧气，节约350kg的入炉原料煤。即每吨合成氨约165元左右，可节约原料煤250元左右，从而降低企业的生产成本，该技术存在以下主要缺点：工艺流程不合理，造成热能损失。
原有工艺流程：压力为25Kpa，氧气浓度为57％左右的富氧空气和压力为40Kpa的蒸汽，在煤气炉下部气道的混合器进行混合，经煤气炉底部的中央灰箱，炉箅进入炉膛，混合气体自下而上通过炉膛内灼热的炭层。(炭层为焦炭、无烟块煤或型煤构成)，进行气化反应，反应生成的煤气经煤气炉上部的气道，完成了煤气炉的气化过程，煤气进入生产系统的其他工序。这种工艺流程的特点，富氧空气和蒸汽的混合气化剂的流动方向，是连续的自上而下，即单一方向的上行气化。所以业内一般称这一工艺流程为“单向富氧连续气化工艺流程”。“单向富氧连续气化工艺流程”的缺点是：连续单向的气化，把煤气炉炭层中的热量过多地带到煤气炉炭层的上部，造成煤气炉上部温度的偏高，一般在650℃左右。
气炉上部温度过高带来3个问题：
第一、炭层产生的热量不能充分进行气化生产，一部分热量随自下而上的气流离开炭层，不能被气化利用，只能做为余热回收蒸汽，把价值较高的块煤、焦煤来生产价值较低的蒸汽，使企业生产成本上升。
第二、煤气炉上部温度的偏高，达到650℃左右，对设备长周期运行不利。特别是与煤气炉上部相连接的设备，如：自动加煤机、上行煤气阀，放空阀、旋风除尘器等设备，当环境温度达到650℃时，设备的制造材质要求高，制造成本增加，并且运行周期下降。因此增加了设备的运行成本。
第三、较高的炭层上部温度和煤气炉上部温度(650℃左右)，只能选用焦炭和少量优质无烟煤块为气化原料，大部分热稳性和热强度较差的气化原料被排除在福氧连续气化生产之外。对企业降低生产成本和拓宽原料来源十分不利。
发明内容
为了克服原有技术中工艺流程不合理，造成热能损失等缺陷，本发明的目的是在于提供一种能利用更为广泛的煤资源，降低设备成本，充分利用热能的常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺。
本发明解决上述问题和实现上述目的所采用的工艺流程如下：
A，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa富氧空气进入富氧空气总管，压力为40Kpa-80Kpa蒸汽进入过热蒸汽总管B，煤气炉在富氧连续气化上行制气阶段：油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽进入喷射混合器混合，然后经油压程控阀、油压程控阀进入煤气炉气化，产生煤气，煤气经煤气炉上气道进入旋风除尘器除尘后，经上行煤气阀进入后续集气程序；
C、当煤气炉上部温度达到480℃-550℃时候，煤气炉变富氧连续气化上行制气阶段为富氧连续气化下行制气阶段：油压程控阀关闭，延迟3-10秒后，油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀同时关闭，油压程控阀、油压程控阀双联阀之间充满了压力为0.02Mpa-0.3Mpa的蒸汽形成气封，与油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀关闭的同时，蒸汽总阀，下行蒸汽阀打开，同时上行煤气阀关闭，下行煤气阀、下行煤气阀双联阀打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽被油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀切断，压力为40Kpa-80Kpa的下行蒸汽经流量调节阀，经煤气炉上气道进入煤气炉，经煤气炉内碳层气化反应，产生的煤气经煤气炉下气道到集尘器经下行煤气阀、下行煤气阀双联阀，经煤气管道进入后续集气程序；
D、当煤气炉上部温度降低到400℃-450℃蒸汽总阀和下行蒸汽阀I关闭，同时下行煤气阀下行煤气阀、下行煤气阀双联阀同时关闭，中间压力为0.02Mpa-0.3Mpa蒸汽保持常开，形成气封，富氧连续气化下行制气阶段停止；E，当D步骤中富氧连续气化下行制气阶段停止的同时，油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀、上行煤气阀同时打开，延迟大概3-10秒后油压程控阀打开，进入富氧连续气化上行制气阶段，可进入A步骤，如此循环。D，当煤气炉上部温度降低到400℃-450℃蒸汽总阀和下行蒸汽阀关闭，同时下行煤气阀下行煤气阀、下行煤气阀双联阀同时关闭，中间压力为0.02Mpa-0.3Mpa蒸汽保持常开，形成气封，富氧连续气化下行制气阶段停止；
E，当D步骤中富氧连续气化下行制气阶段停止的同时，油压程控阀、油压程控阀、油压程控阀、上行煤气阀同时打开，延迟大概3-10秒后油压程控阀打开，进入富氧连续气化上行制气阶段，可进入A步骤，如此循环。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、一部分分布较广、价格较低的煤可以成为富氧气化原料煤；
2、在实际生产中，可以有效控制常压固定床煤气炉炭层温度和炉上温度，煤气炉炉上温度从650℃降低到450℃后，煤气炉上部相关设备运行周期可以延长一年；
3、可以更为充分的利用热能，不浪费能源。
附图说明
图1是本发明工艺流程原理示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作出进一步说明：
实施例1
如图1所示，在于双向富氧连续气化的步骤包括：
A，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa富氧空气进入富氧空气总管1，压力为40Kpa-80Kpa蒸汽进入过热蒸汽总管2。
B，煤气炉在富氧连续气化上行制气阶段：油压程控阀3、油压程控阀4、油压程控阀5、油压程控阀6打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽进入喷射混合器7混合，然后经油压程控阀5、油压程控阀6进入煤气炉8气化，产生煤气，煤气经煤气炉上气道9进入旋风除尘器10除尘后，经上行煤气阀11进入后续集气程序。C、当煤气炉8上部温度达到500℃时候，煤气炉8变富氧连续气化上行制气阶段为富氧连续气化下行制气阶段：油压程控阀4关闭，延迟5秒后，油压程控阀3、油压程控阀5、油压程控阀6同时关闭，油压程控阀5、油压程控阀6双联阀之间充满了压力为0.02Mpa-0.3Mpa的蒸汽形成气封，与油压程控阀3、油压程控阀5、油压程控阀6关闭的同时，蒸汽总阀12，下行蒸汽阀13打开，同时上行煤气阀11关闭，下行煤气阀14、下行煤气阀15双联阀打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽被油压程控阀3、油压程控阀4、油压程控阀5、油压程控阀6切断，压力为40Kpa-80Kpa的下行蒸汽经流量调节阀16，经煤气炉上气道9进入煤气炉8，经煤气炉8内碳层气化反应，产生的煤气经煤气炉下气道17到集尘器19经下行煤气阀14、下行煤气阀15双联阀，经煤气管道19进入后续集气程序。D，当煤气炉8上部温度降低到450℃蒸汽总阀12和下行蒸汽阀13关闭，同时下行煤气阀下行煤气阀14、下行煤气阀15双联阀同时关闭，中间压力为0.02Mpa-0.3Mpa蒸汽保持常开，形成气封，富氧连续气化下行制气阶段停止。E，当D步骤中富氧连续气化下行制气阶段停止的同时，油压程控阀3、油压程控阀5、油压程控阀6、上行煤气阀11同时打开，延迟大概7秒后油压程控阀4打开，进入富氧连续气化上行制气阶段，可进入A步骤，如此循环。
实施例2
如图1所示，在于双向富氧连续气化的步骤包括：
A，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa富氧空气进入富氧空气总管1，压力为40Kpa-80Kpa蒸汽进入过热蒸汽总管2。
B，煤气炉在富氧连续气化上行制气阶段：油压程控阀3、油压程控阀4、油压程控阀5、油压程控阀6打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽进入喷射混合器7混合，然后经油压程控阀5、油压程控阀6进入煤气炉8气化，产生煤气，煤气经煤气炉上气道9进入旋风除尘器10除尘后，经上行煤气阀11进入后续集气程序。
C、当煤气炉8上部温度达到550℃时候，煤气炉8变富氧连续气化上行制气阶段为富氧连续气化下行制气阶段：油压程控阀4关闭，延迟4秒后，油压程控阀3、油压程控阀5、油压程控阀6同时关闭，油压程控阀5、油压程控阀6双联阀之间充满了压力为0.02Mpa-0.3Mpa的蒸汽形成气封，油压程控阀3、油压程控阀5、油压程控阀6关闭的同时，蒸汽总阀12、下行蒸汽阀13打开，同时上行煤气阀11关闭，下行煤气阀14、下行煤气阀15双联阀打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽被油压程控阀3、油压程控阀4、油压程控阀5、油压程控阀6切断，压力为40Kpa-80Kpa的下行蒸汽经流量调节阀16，经煤气炉上气道9进入煤气炉8，经煤气炉8内碳层气化反应，产生的煤气经煤气炉下气道17到集尘器18经下行煤气阀14、下行煤气阀15双联阀，经煤气管道19进入后续集气程序。D，当煤气炉8上部温度降低到420℃蒸汽总阀12和下行蒸汽阀13关闭，同时下行煤气阀下行煤气阀14、下行煤气阀15双联阀同时关闭，中间压力为0.02Mpa-0.3Mpa蒸汽保持常开，形成气封，富氧连续气化下行制气阶段停止。E，当D步骤中富氧连续气化下行制气阶段停止的同时，油压程控阀3、油压程控阀5、油压程控阀6、上行煤气阀11同时打开，延迟大概5秒后油压程控阀4打开，进入富氧连续气化上行制气阶段，可进入A步骤，如此循环。

Claims (1)

1.一种常压固定床煤气炉的双向富氧连续气化的工艺，其特征在于双向富氧连续气化的步骤包括：
A，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa富氧空气进入富氧空气总管(1)，压力为40Kpa-80Kpa蒸汽进入过热蒸汽总管(2)；
B，煤气炉在富氧连续气化上行制气阶段：油压程控阀I(3)、油压程控阀II(4)、油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽进入喷射混合器(7)混合，然后经油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)进入煤气炉(8)气化，产生煤气，煤气经煤气炉上气道(9)进入旋风除尘器(10)除尘后，经上行煤气阀(11)进入后续集气程序；
C、当煤气炉(8)上部温度达到480℃-550℃时候，煤气炉(8)变富氧连续气化上行制气阶段为富氧连续气化下行制气阶段：油压程控阀II(4)关闭，延迟3-10秒后，油压程控阀I(3)、油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)同时关闭，油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)双联阀之间充满了压力为0.02Mpa-0.3Mpa的蒸汽形成气封，与油压程控阀I(3)、油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)关闭的同时，蒸汽总阀(12)，下行蒸汽阀(13)打开，同时上行煤气阀(11)关闭，下行煤气阀I(14)、下行煤气阀II(15)双联阀打开，浓度为50％-65％压力为25Kpa-40Kpa的富氧空气和压力为40Kpa-80Kpa的蒸汽被油压程控阀I(3)、油压程控阀II(4)、油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)切断，压力为40Kpa-80Kpa的下行蒸汽经流量调节阀(16)，经煤气炉上气道(9)进入煤气炉(8)，经煤气炉(8)内碳层气化反应，产生的煤气经煤气炉下气道(17)到集尘器(18)经下行煤气阀I(14)、下行煤气阀II(15)双联阀，经煤气管道(19)进入后续集气程序；
D，当煤气炉(8)上部温度降低到400℃-450℃蒸汽总阀(12)和下行蒸汽阀(13)关闭，同时下行煤气阀下行煤气阀I(14)、下行煤气阀II(15)双联阀同时关闭，中间压力为0.02Mpa-0.3Mpa蒸汽保持常开，形成气封，富氧连续气化下行制气阶段停止；
E，当D步骤中富氧连续气化下行制气阶段停止的同时，油压程控阀I(3)、油压程控阀III(5)、油压程控阀IV(6)、上行煤气阀(11)同时打开，延迟大概3-10秒后油压程控阀II(4)打开，进入富氧连续气化上行制气阶段，可进入A步骤，如此循环。
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