CN101781580A - 一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法 - Google Patents

一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于煤气化技术领域，公开一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其煤锁上设有输气管道，若干个程控阀并联安装在输气管道上，输气管道与气化炉之间设置有一程控阀，利用上述的程控阀组对煤锁进行分级充压、泄压；充压所用的气体即为泄压所产生的煤气，能够最大限度地减少被压缩的气体，以及尽可能使气体在较高的压力下被压缩，能够减少压缩功，达到节能的目的，适用于多台、几十台甚至上百台气化炉并列运行。

Description

一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法
技术领域
本发明属于煤气化技术领域，特别是涉及一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法。
背景技术
目前，在加压煤气化技术领域，除水煤浆气化炉外，其它所有加压煤气化炉都设有煤锁。现以碎煤固定层加压气化炉为例说明煤锁的工作过程，碎煤固定层加压气化炉由煤锁、灰锁及气化炉本体组成，煤锁位于气化炉本体的上部，煤锁上下装有阀门，并安装有射线料位计，可以指示煤锁内煤的料位，煤锁通过上下阀定期定量地将煤加入到气化炉本体内；加煤过程如下：当煤锁内的煤用完时，此时煤锁下部温度上升，煤锁下阀关闭，煤锁泄压阀打开，将煤锁内的压力一次降为常压，这时煤锁上阀打开，煤斗内的煤经过给煤溜槽通过煤锁上阀进入煤锁内；当煤锁充满后，关闭煤锁上阀，煤锁充压阀打开，用来自煤气冷却工段的粗煤气将煤锁充压到一定的压力后，最终通过气化炉顶部管线由气化炉顶部的粗煤气充压到和气化炉内压力相同的压力；充压完毕，煤锁下阀开启，煤锁内的煤随着气化炉内煤的消耗慢慢落入气化炉内，当煤锁空后，煤锁下阀关闭；煤锁泄压，煤锁中的煤气全部排出；煤锁上阀开启，新循环开始。一台碎煤固定层加压气化炉每小时大约产生2000Nm3左右的煤锁气，有些企业是放火炬燃烧，这样既污染环境，又造成资源浪费；有些企业是把煤锁气通过压缩机加压后，送入粗煤气系统，对煤锁气进行回收，但是消耗了大量的压缩功，而且由于煤锁气量波动大，洗涤不干净，因此煤锁气中带尘，造成压缩机气阀、活塞环等部件损坏。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其煤锁上设有输气管道，若干个程控阀并联安装在输气管道上，输气管道与气化炉之间设置有一程控阀，利用上述的程控阀组对煤锁进行分级充压、泄压；煤锁充泄压及加煤方法为：
a、煤锁向气化炉中加煤时，上述的程控阀组处于关闭状态；
b、当煤锁空后，煤锁下阀关闭，煤锁开始泄压，由高压到低压依次开启输气管道上的程控阀，将煤锁中的煤气压力分为若干个压力级，按照压力由高至低的顺序煤气依次经程控阀经管道入相应的洗涤分离缓冲器中进行洗涤、分离、缓冲，当煤锁的压力和与之相通的洗涤分离缓冲器的压力的压力差在0～0.2MPa后，相应的程控阀关闭，与较低压力的洗涤分离缓冲器相通的程控阀开启，至煤锁内的压力降为常压，程控阀组全部关闭；
c、煤锁上阀打开，向煤锁中加煤，煤锁加满煤后，煤锁上阀关闭，煤锁开始充压，由低压到高压依次开启输气管道上的程控阀，与各程控阀一一相应的洗涤分离缓冲器中的煤气送入煤锁中，当煤锁的压力和与之相通的洗涤分离缓冲器的压力的压力差在-0.2MPa～0后，相应的程控阀关闭，与较高压力的洗涤分离缓冲器相通的程控阀开启，在输气管道上的程控阀全部关闭后，输气管道与气化炉之间的程控阀开启，气化炉内的煤气送入煤锁中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同，此程控阀关闭；
d、充压完毕，煤锁下阀开启，煤锁向气化炉中加煤，新循环开始。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其洗涤分离缓冲器中剩余的煤气由压缩机加压至与气化炉内压力相同的压力，送入粗煤气总管中。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其洗涤分离缓冲器可由依次相连的洗涤装置、分离装置、缓冲装置组成，或为一整体结构式设备。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其可采用多台压缩机分别与洗涤分离缓冲器相连。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其可采用至少一台多级压缩机分别与至少两台洗涤分离缓冲器相连。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，在上述煤锁充泄压及加煤方法的步骤c中，在输气管道上的程控阀全部关闭后，输气管道与气化炉之间的程控阀处于关闭状态，与所述多个洗涤分离缓冲器中压力最高的洗涤分离缓冲器相连的压缩机可将煤气通过管道送入煤锁中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其适用于多台气化炉并列运行。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其所适用的以固态加煤的加压气化炉包括有碎煤固定层加压气化炉、碎煤固定层加压熔渣气化炉、加压流化床气化炉。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：
该加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其采用同一组程控阀对煤锁进行分级充压、泄压，充压所用的气体即为泄压所产生的煤气，能够最大限度地减少被压缩的气体，以及尽可能使气体在较高的压力下被压缩，以减少压缩功，达到节能的目的；由于充压时煤锁内加满煤，因此充压时所用的气体量小于泄压时所产生的气体量，洗涤分离缓冲器内多余的煤锁气由压缩机加压至与气化炉内压力相同的压力，进入粗煤气总管；由于煤锁充压用了一部分煤锁气，因此压缩机要压缩的煤锁气量要小于一次泄压的气体量，而且煤锁气多数处于较高的压力，可节省很多压缩功；由于采用分步泄压，气体量更稳定，洗涤效果更好，可减少煤锁气带尘量，而且当压缩机有进口压力较高时，可以在压缩机的进口安装过滤器，保证进入压缩机的气体更加干净，延长压缩机气阀、活塞环等部件的使用寿命，节约成本；本发明所述的煤锁分级充泄压方法，适用于多台、几十台甚至上百台气化炉并列运行，气化炉越多，节能效果更加明显，且有利于环境保护，减少资源浪费。
附图说明
图1是本发明方法实施例之一的工艺流程图；
图2是本发明方法实施例之二的工艺流程图；
图中：1-煤锁A；2-气化炉A；3-煤锁B；4-气化炉B；5-煤锁C；6-气化炉C；7-煤锁D；8-气化炉D；9-洗涤分离缓冲器e；10-压缩机e；11-洗涤分离缓冲器f；12-压缩机f；13-洗涤分离缓冲器g；14-压缩机g；15-洗涤分离缓冲器h；16-压缩机h；17-洗涤分离缓冲器i；18-压缩机i。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1中所示，本发明所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其包括四台气化炉，每台气化炉煤锁上设有的输气管道上并联安装有五个程控阀，各个程控阀分别经管道与一洗涤分离缓冲器相连，洗涤分离缓冲器与压缩机相连，按照内部气体压力由低至高的顺序各个压缩机的进、出口经管道依次相连通，并与粗煤气总管相连通，气化炉煤锁上的输气管道与气化炉之间设置有程控阀。
现以煤锁A为例说明加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其充泄压及加煤具体过程为：
a、煤锁A1向气化炉A2中加煤时，煤锁A1的输气管道上的程控阀组处于关闭状态；
b、当煤锁A1空后，煤锁下阀关闭，煤锁开始泄压，程控阀A1开启，煤气经管道开始进入2.5MPa的洗涤分离缓冲器i 17中，当煤锁压力降到2.55MPa时，程控阀A1关闭；程控阀A2开启，煤气经管道开始进入1.9MPa的洗涤分离缓冲器h15中，当煤锁压力降到1.95MPa时，程控阀A2关闭；程控阀A3开启，煤气经管道开始进入1.3MPa的洗涤分离缓冲器g13中，当煤锁压力降到1.35MPa时，程控阀A3关闭；程控阀A4开启，煤气经管道开始进入0.7MPa的洗涤分离缓冲器f11中，当煤锁压力降到0.75MPa时，程控阀A4关闭；程控阀A5开启，煤气经管道开始进入0.1MPa的洗涤分离缓冲器e9中，当煤锁压力降到0.1MPa时，程控阀A5关闭；此时煤锁A1内的压力降为常压，程控阀组全部关闭；
c、煤锁上阀打开，向煤锁中加煤，煤锁A1加满煤后，煤锁上阀关闭，煤锁开始充压，程控阀A4开启，0.7MPa的洗涤分离缓冲器f11中的煤气开始进入煤锁中，当煤锁压力升到0.65MPa时，程控阀A4关闭；程控阀A3开启，1.3MPa的洗涤分离缓冲器g13中的煤气开始进入煤锁中，当煤锁压力升到1.25MPa时，程控阀A3关闭；程控阀A2开启，1.9MPa的洗涤分离缓冲器h15中的煤气开始进入煤锁中，当煤锁压力升到1.85MPa时，程控阀A2关闭；程控阀A1开启，2.5MPa的洗涤分离缓冲器i17中的煤气开始进入煤锁中，当煤锁压力升到2.45MPa时，程控阀A1关闭；输气管道与气化炉之间的程控阀A6开启，气化炉A 2内的煤气送入煤锁A1中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同，程控阀A6关闭；
d、充压完毕，煤锁下阀开启，煤锁向气化炉中加煤，新循环开始。
煤锁B3、煤锁C5、煤锁D7的充泄压过程与煤锁A1相同。
利用本发明所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，使大约1/5的气体量，降压到0.1MPa，大约1/5的气体量，降压到0.7MPa，大约1/5的气体量，降压到1.3MPa，大约1/5的气体量，降压到1.9MPa，大约1/5的气体量，降压到2.5MPa，而且上述不同压力级0.7MPa、1.3MPa、1.9MPa、2.5MPa的气体大部分(约占每一种压力气体量的4/5)再次充回到煤锁中，循环使用。洗涤分离缓冲器中剩余的气体被压缩到高一级压缩机的进口，最终被压入粗煤气总管中，如图1中所示，洗涤分离缓冲器e9中剩余的气体由压缩机e10压缩后送入压缩机f中，压缩机f中的气体(包括经压缩机e10压缩的洗涤分离缓冲器e9中剩余的气体以及洗涤分离缓冲器f11中剩余的气体)经压缩后送入压缩机g14中，重复上述操作，最终压缩机i18中的气体被压入粗煤气总管中。
本发明所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，在煤锁充压过程中，在输气管道上的程控阀全部关闭后，输气管道与气化炉之间的程控阀处于关闭状态，与所述多个洗涤分离缓冲器中压力最高的洗涤分离缓冲器相连的压缩机可通过管道、程控阀、各气化炉煤锁上设有的输气管道与各煤锁相连通，将煤气送入各煤锁中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同。
如图2中所示，与洗涤分离缓冲器i17相连的压缩机i18的出口还经管道、程控阀A7、B7、C7、D7分别与煤锁A1、煤锁B3、煤锁C5、煤锁D7相连通。
在上述煤锁A充泄压及加煤具体过程的步骤c中，在输气管道上的程控阀全部关闭后，使输气管道与气化炉之间的程控阀A6处于关闭状态，程控阀A7开启，压力最高的压缩机i18可将煤气通过管道送入煤锁A1中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同，压缩机i18中剩余的气体被压入粗煤气总管中。
所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其煤锁充压、泄压次数(级数)是根据气化炉台数、气化炉内操作压力以及压缩机运行成本来确定，煤锁的输气管道上并联安装的程控阀的个数是以充压、泄压次数来确定的，煤锁充压、泄压级数越多，气体量更稳定，洗涤效果更好，减少煤锁气带尘量，压缩机功耗降低，运行成本降低，但是程控阀个数越多，管线也就越多，洗涤分离缓冲器也就越多，投资成本增加；反之，煤锁充压、泄压级数越少，气体量较不稳定，洗涤效果较差，煤锁气带有尘，压缩机功耗增大，运行成本增加；因此，根据气化炉台数、气化炉内操作压力以及压缩机运行成本确定合适的煤锁充压、泄压级数，才能够使气体量稳定，洗涤效果好，压缩机功耗低，投资成本较低，运行维护成本低。
当几十台甚至上百台气化炉并列运行时，节能效果更加明显。

Claims (8)

1.一种加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其煤锁上设有输气管道，若干个程控阀并联安装在输气管道上，输气管道与气化炉之间设置有一程控阀，利用上述的程控阀组对煤锁进行分级充压、泄压；煤锁充泄压及加煤方法为：
a、煤锁向气化炉中加煤时，上述的程控阀组处于关闭状态；
b、当煤锁空后，煤锁下阀关闭，煤锁开始泄压，由高压到低压依次开启输气管道上的程控阀，将煤锁中的煤气压力分为若干个压力级，按照压力由高至低的顺序煤气依次经程控阀经管道入相应的洗涤分离缓冲器中进行洗涤、分离、缓冲，当煤锁的压力和与之相通的洗涤分离缓冲器的压力的压力差在0～0.2MPa后，相应的程控阀关闭，与较低压力的洗涤分离缓冲器相通的程控阀开启，至煤锁内的压力降为常压，程控阀组全部关闭；
c、煤锁上阀打开，向煤锁中加煤，煤锁加满煤后，煤锁上阀关闭，煤锁开始充压，由低压到高压依次开启输气管道上的程控阀，与各程控阀一一相应的洗涤分离缓冲器中的煤气送入煤锁中，当煤锁的压力和与之相通的洗涤分离缓冲器的压力的压力差在-0.2MPa～0后，相应的程控阀关闭，与较高压力的洗涤分离缓冲器相通的程控阀开启，在输气管道上的程控阀全部关闭后，输气管道与气化炉之间的程控阀开启，气化炉内的煤气送入煤锁中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同，此程控阀关闭；
d、充压完毕，煤锁下阀开启，煤锁向气化炉中加煤，新循环开始。
2.根据权利要求1所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其洗涤分离缓冲器中剩余的煤气由压缩机加压至与气化炉内压力相同的压力，送入粗煤气总管中。
3.根据权利要求1所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其洗涤分离缓冲器可由依次相连的洗涤装置、分离装置、缓冲装置组成，或为一整体结构式设备。
4.根据权利要求2所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其可采用多台压缩机分别与洗涤分离缓冲器相连。
5.根据权利要求2所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其可采用至少一台多级压缩机分别与至少两台洗涤分离缓冲器相连。
6.根据权利要求1所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：在上述煤锁充泄压及加煤方法的步骤c中，在输气管道上的程控阀全部关闭后，与所述多个洗涤分离缓冲器中压力最高的洗涤分离缓冲器相连的压缩机可将煤气通过管道送入煤锁中，至煤锁内压力和气化炉内压力相同。
7.根据权利要求1所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其适用于多台气化炉并列运行。
8.根据权利要求1所述的加压气化炉煤锁分级充泄压方法，其特征在于：其所适用的以固态加煤的加压气化炉包括有碎煤固定层加压气化炉、碎煤固定层加压熔渣气化炉、加压流化床气化炉。
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