CN101629108A

CN101629108A - 一种粉煤气化制取煤气的方法

Info

Publication number: CN101629108A
Application number: CN 200810134195
Authority: CN
Inventors: 黄德夫; 黄光晖; 黄光曜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-20
Filing date: 2008-07-20
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2028-07-20
Also published as: CN101629108B

Abstract

本发明为以煤气为原料气或燃料气的企业，提供一种粉煤气化制取煤气的生产方法，即将高温热风炉的烟气交替通入并联高温蓄热换热器，交替制出高温空气和高温蒸汽作高温气化剂，然后交替通入粉煤气化炉，生成空气煤气和水煤气，空气煤气送入气柜的量服从于煤气成份要求，过剩部分送热风炉参与燃烧，其特点为，煤种适应性强，煤的转化率高，有效气体成份高，成本低，无环境污染，不需纯氧，投资少，有利于节能减排。

Description

一种粉煤气化制取煤气的方法

技术领域。

本发明为以煤气为原料气或燃料气的企业，提供一种粉煤气化制取煤气的生产方法。

背景技术。

现有以煤气为原料气或燃料气的企业，制取煤气的生产方法，主要是以块煤或粉煤成型后的型煤为原料，利用固定层煤气发生炉来制取煤气，蒸汽气化剂的温度控制在350℃以下，空气气化剂的温度为常温，该技术生产成本高，单炉生产能力小，煤的利用率低，环境污染严重，安全系数也低；国外以粉煤和纯氧为原料来制取煤气的技术，蒸汽气化剂的温度控制在450℃以下，纯氧气化剂的温度为常温，该技术虽然比较先进，煤的转化率高，生产成本较低，但需要纯氧作气化剂，且纯氧制取装置占总投资近一半，投资额太高，一般企业难以采用。

发明目的。本发明的目的是提供一种煤的转化率高，煤种适应性强，生产成本较低，无环境污染，操作弹性大，安全系数高，制出的气体中有效气成份高，只用空气，不需纯氧，投资额较少的粉煤气化技术。

发明内容。

本发明的目的是这样实现的，打开阀1、2，关闭阀3、4，让高温热风炉1出来的温度为1100---1400℃高温清洁的烟气，流入高温蒸汽蓄热换热器2A中，将蓄热体加热到1000---1350℃后再流入空气预热器3，使烟气降至150℃后，由烟囱4排空；同时关闭已经蓄热好的高温空气蓄热换热器2B的烟气进出口阀5、6，打开阀7、8，让来自空气预热器3温度为300---450℃的热空气，通入已经蓄热好温度为1000---1350℃高温空气蓄热换热器2B，将空气加热到850---1350℃后直接送入粉煤气化炉5，与由给煤机6输入到粉煤气化炉5的合格粉煤进行气化反应，生成的空气煤气，由粉煤气化炉5出来，流入除尘器7，分离随气流带出的粉煤灰后，流经废热锅炉8，蒸汽过热器9，软水加热器10，使温度降至150---160℃后，一部分由阀9送入热风炉1，其余流入水洗塔11，进一步除尘降温后，得到清洁的空气煤气送入气柜，由于高温空气与粉煤气化燃烧，使炉温上升，粉煤气化炉的温度由950℃升到1150℃左右，而高温空气蓄热换热器由于不断与300---450℃的空气换热，热量逐渐释出，温度逐渐下降到950℃左右，此时停止送入高温空气，即将阀7、8关闭，打开阀5、6，让高温烟气通过，将已释热好的高温空气蓄热换热器2B再次加热；同时关闭已经蓄热好的温度为1000---1350℃高温蒸汽蓄热换热器2A的烟气进出口阀1、2，打开阀3、4，让由过热器9来的温度为300---450℃蒸汽流入蓄热换热器2A中，并将蒸汽加热到850---1350℃后直接送入粉煤气化炉5，与粉煤气化炉5内的高温粉煤进行气化反应，生成的水煤气，由粉煤气化炉5出来，流入除尘器7，分离随气流带出的粉煤灰后，流经废热锅炉8，蒸汽过热器9，软水加热器10，使温度降至150---160℃后，流入水洗塔11，进一步除尘降温后，得到清洁的水煤气直接送入气柜，与空气煤气混合成符合用户成份要求的合格煤气供用户使用，由于蒸汽与粉煤的气化是吸热反应，炉温不断下降，当粉煤气化炉的温度降到950℃时，同时高温蒸汽蓄热换热器2A由于同蒸汽不断换热，热量逐渐释出，温度也降到950℃左右，此时关闭阀3、4，同时打开阀1、2，让高温烟气流入已经释热好的高温蒸汽蓄热换热器2A再进行加热，同时关闭已经蓄热好的高温空气蓄热换热器2B的烟气进出口阀5、6，打开空气进出口阀7、8，将空气加热到850---1350℃后直接送入粉煤气化炉5，生成空气煤气的同时，使粉煤气化炉的温度由950℃升到1150℃左右，如此循环往复，实现生产的连续稳定，除尘器7分离出的含炭量较高的煤灰由吹料器12吹入粉煤气化炉5内循环使用，炉渣由出渣机13从粉煤气化炉5的炉底排出。

粉煤气化炉高限温度的设定服从于所选用的粉煤煤种，一般要低于粉煤的灰熔点，保证粉煤气化既不结疤，又连续稳定高效运行，产出优质煤气。

发明优点：本发明相比于现有技术具有如下优点：煤种适应性强，煤的转化率高，系统操作弹性大，有效气体质量高，成份调节余量大，无环境污染，安全系数高，生产成本低，只用空气，不需要纯氧制取装置，投资大幅度减少，且整个装置完全国产化，有利于全面推广，有利于节能减排。

附图说明。

附图的图面说明如下：图1是系统流程控制图，图中1是燃煤热风炉，2是并联蓄热换热器2A、2B，3是空气预热器，4是烟囱，5是粉煤气化炉，6是给煤机，7是除尘器，8是废热锅炉，9是蒸汽过热器，10是软水加热器，11是水洗塔，12是吹料器，13是出渣机；阀1、5是烟气进口阀，阀2、6是烟气出口阀，阀3、4是过热蒸汽进出口阀，阀7、8是热空气进出口阀，阀9是空气煤气回收阀，阀10是高温气化剂入口阀，阀11是放空阀。

实施例：

本发明将结合附图，以某合成氨厂每小时产20000立方米半水煤气的粉煤气化系统为实施例，作进一步详细描述：

由热风炉1送来的温度为1250℃，流量为50000立方米/小时的高温清洁烟气，一路通过打开阀1、2，流入处于蓄热状态的高温蒸汽蓄热换热器2A中，同时阀3、4关闭，将蓄热换热器2A中的蜂窝陶瓷蓄热材料加热到1200℃，而烟气本身降至500℃左右，由阀2流入空气预热器3，将空气预热到380℃后，烟气降至150℃由烟囱4排空；同时另一路通过关闭阀5、6，打开阀7、8，让空气预热器3送来的流量为每小时14500立方米，温度为380℃的热空气，流入已经蓄热好的高温空气蓄热换热器2B，空气被换热成温度为1050---1200℃的高温气化剂，由阀10送入粉煤气化炉5，生成的空气煤气，一部分进入气柜，一部分由阀9送入热风炉参与燃烧；同时粉煤气化炉的温度由950℃升至1150℃左右，这时由微机按程序控制，使阀门切换，关闭阀7、8，打开阀5、6使高温空气蓄热换热器2B进入蓄热状态；同时将已经蓄热好的高温蒸汽蓄热换热器2A的烟气进出口阀1、2关闭，打开阀3、4，将蒸汽过热器9送来的温度为380℃左右的过热蒸汽，加热到1050---1200℃送入粉煤气化炉5，生成的水煤气经水洗塔11后，送入气柜，当粉煤气化炉的温度降到950℃左右时，关闭阀3、4，打开阀1、2，使高温蒸汽蓄热换热器2A转入蓄热状态，同时将已经蓄热好的高温空气蓄热换热器2B的阀5、6关闭，打开阀7、8，将空气加热到1050---1200℃送入粉煤气化炉5，循环往复，连续运行。

给煤机6将已经处理好的灰熔点为1300℃，固定炭为70％的合格粉煤，以每小时9吨的用量均匀加入粉煤气化炉5，在生成温度为900℃左右的煤气的同时，并夹带少量粉尘，由气化炉5的出口流进除尘器7，经除尘后的煤气进入压力为3.82MPa的废热锅炉8，使其中的软水蒸发，每小时产出15吨左右的蒸汽送入蒸汽过热器9，由废热锅炉8出来的温度为500℃左右的煤气流入蒸汽过热器9，将蒸汽过热到380℃左右送入蓄热换热器2A中，而煤气的温度降至300℃进入软水加热器10，将其中的软水加热到130℃送废热锅炉8，而煤气降至150℃左右后进入水洗塔11，进一步除尘降温，制得温度为40℃的清洁煤气送气柜。

除尘器7中每小时约5吨，含炭量为55％左右的粉煤灰，由吹料器12吹入气化炉5循环使用。

每小时约3.6吨，含炭量为5---7％的炉渣由出渣机13排出。

制得的半水煤气成份：CO为27---28％、H₂为43---44％、N₂为17---18％、CO₂为9---11％，CH₄为1---1.5％，有效气成份(CO₂+H₂)≥76％，完全符合合成氨生产要求。

主要经济技术指标：下面结合行业上几种粉煤气化生产工艺进行对比分析：

序号	主要项目	本工艺	德士古炉	恩德炉	灰熔聚炉
序号	主要项目	本工艺	德士古炉	恩德炉	灰熔聚炉	1	原料	多种煤种	专用煤种	专用煤种	多种煤种
2	气化压力MPa	0.04	6.4	0.04	0.03	1	原料	多种煤种	专用煤种	专用煤种	多种煤种
2	气化压力MPa	0.04	6.4	0.04	0.03	3	气化温度℃	1000-1300	1300-1500	950-1050	1050-1150
4	有效气成份(CO+H2)％	＞76	＞78	65--70	68--70	3	气化温度℃	1000-1300	1300-1500	950-1050	1050-1150
4	有效气成份(CO+H2)％	＞76	＞78	65--70	68--70	5	无效气成份CO2％	＜12	8--13	19--21	19--22
6	氧耗Nm 3./kNm3(CO+H2)	0	400--420	330--360	290--330	5	无效气成份CO2％	＜12	8--13	19--21	19--22
6	氧耗Nm 3./kNm3(CO+H2)	0	400--420	330--360	290--330	7	蒸汽耗kg/kNm 3.(CO+H2)	500--530	0	500--570	710--750

8	碳的转化率％	＞92	＞95	＞90	＞90
8	碳的转化率％	＞92	＞95	＞90	＞90	9	原料煤Kg/kNm 3.(CO+H2)	536--586	630--660	780--800	710-750

从上表可知：本工艺经济技术指标具有显著优势，且装置无需空分，目前以市场粉煤价为500元/t计，则本工艺每一千立方米有效气用煤成本平均为280.5元，德士古为322.5元，恩德炉为395元，国内灰熔聚粉煤示范装置为365元，国内块煤固定层间歇式气化一般为528元。

Claims

1、一种粉煤气化制取煤气的方法，其特征在于：将高温热风炉的烟气，交替送入并联的高温空气蓄热换热器和高温蒸汽蓄热换热器，交替制出温度为850---1350℃的高温空气和高温蒸汽，并以此作高温气化剂，然后循环交替通入粉煤气化炉，以高温空气为气化剂通入粉煤气化炉与煤燃烧，提升粉煤气化炉的温度，为高温蒸汽的气化反应提供热能，同时制出的空气煤气一部分送入气柜，作调节煤气成份用，过剩部分送入热风炉参与炉内燃烧，产生的高温烟气送入并联高温蓄热换热器，作制取高温气化剂的热源；以高温蒸汽为气化剂通入粉煤气化炉与煤发生气化反应，使粉煤气化炉的炉温下降，为高温空气的交替通入提供条件，同时制出的水煤气直接送入气柜，同入柜的空气煤气混合，制成符合成份要求的合格煤气。

2、按权利要求1所述的一种粉煤气化制取煤气的方法，其特征在于：送入气柜的空气煤气量的多少服从于生产需要，可全部送入气柜，也可部分送入气柜，过剩部分送入热风炉参与炉内燃烧。