CN102530863A - 间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及方法，吹风阶段，空气除经炉底按原有路线向上吹风外，还有一路经炉顶进入炉膛空层沿水夹套内壁向下吹风，燃烧水夹套内壁附近80—200mm外环区域煤炭；富氧气化时，可实现粉煤直接入炉成型气化，提高蒸汽分解率、降低残炭、节约资源、与环境友好。

Description

间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及方法
技术领域
本发明属于间歇式固定床制气装置及工艺的改进，尤其是一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及方法。
背景技术
经实际测试目前常用的直径2400—2800固定床间歇造气炉靠近水夹套内壁周围80mm外环区内煤炭温度远远低于着火温度不能燃烧，按炉渣25%残炭计算，水夹套内壁周围200mm外环区内煤炭没有煤气化，导致30%煤炭直接与灰渣混合外排，除少量的返焦经筛分回炉外，绝大部分被用作锅炉燃料、红砖内燃原料等。如申请号:200810006652.0“固定床造气炉生产合成气节能减排的装置及方法”，灰渣用作三废锅炉燃料。能否在固定床间歇造气炉内进行煤炭分段、分区域煤气化，实现进一步的节能降耗，是一个急需解决的问题。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及工艺，能在造气炉内进行煤炭分段、分区域煤气化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料的方法，包括吹风和制气两个阶段，吹风阶段，除一次风进入炉底按原有路线向上吹风外，还有二次风经炉顶进入炉膛空层沿炉栅夹缝向下吹风，燃烧水夹套内壁附近80—200mm外环区域煤炭，生成的灰渣在水夹套内壁附近堆积，形成灰渣外环区，把水夹套内壁与炭层分割开来。
粉煤通过型煤挤压装置直接入炉成型气化，富氧气化剂一路经炉顶进入炉膛空层沿炉栅夹缝向下制气，气化水夹套内壁附近外环区域煤炭，生成的灰渣在水夹套内壁附近堆积，形成灰渣外环区，把水夹套内壁与炭层分割开来；另一路按原有路线进入炉底向上制气，气化其余炭层，生成的半水煤气经上行管道输往后工段。
沿水夹套内壁周围安装有炉栅，在炉顶安装有二次吹风装置。
在炉栅夹缝底部安装有三次吹风阀，吹风阶段，三次风为灰渣外环区吹风气和残炭二次燃烧提供氧气支持。
环形上行管道内安装有大量蓄热体，与之相连接的换热器在底部开孔。
以上针对吹风阶段所述技术是成熟技术的组合，制气阶段技术属公知技术，不再详细叙述。
有益效果：
1、吹风阶段，空气经炉顶进入炉膛空层沿水夹套内壁周围向下吹风，燃烧水夹套内壁附近80—200mm外环区域煤炭，生成的灰渣在水夹套内壁附近堆积，形成灰渣外环区，把水夹套内壁与炭层分割开来，随着水夹套冷壁效应的消失，返焦消失，残炭降低，制气效率提高，生产成本降低；
2、吹风阶段，三次风为灰渣外环区吹风气和残炭燃烧提供氧气支持，进一步降低残炭，回收吹风气余热，增强炉内渣层、炭层蓄热能力；
3、随着灰渣外环区厚度、高度的增加，气化区域随之递增，气化能力随之递增；
4、随着灰渣外环区厚度、高度的增加，过滤上行煤气的能力随之加强，上行煤气被过滤、脱硫更彻底，甲烷气含量降低，生产成本降低； 
5、随着灰渣外环区厚度、高度的增加，灰渣保温能力随之递增，灰渣包裹内的炽热煤炭温度随之递增，蒸汽分解率提高，生产成本降低；
6、随着灰渣外环区厚度、高度的增加，灰渣换热能力随之递增，随着回收高温烟气显热、高温煤气显热和过热入炉蒸汽能力增强，蒸汽分解率提高，生产成本降低；
7、上行煤气要全部经过高温灰渣外环区，下行煤气要全部经过炉底高温渣层，不仅除尘、脱硫彻底，炉面炭层被吹翻、挂壁等现象也随之消失；
8、换热器在底部开孔，及时排出换热器内灰渣，减少后工段设备磨损。 
10、富氧气化时，粉煤通过型煤挤压装置直接入炉成型气化，烘干型煤，回收蒸汽，降低蒸汽成本和消耗。
本发明一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及工艺，吹风阶段，空气除经炉底按原有路线向上吹风外，还有一路经炉顶进入炉膛空层沿水夹套内壁向下吹风，燃烧水夹套内壁附近80—200mm外环区域煤炭；富氧气化时，可实现粉煤直接入炉成型气化，提高蒸汽分解率、降低残炭、节约资源、与环境友好。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明的实施例：
图1是本发明带二次吹风阀工艺流程图；
图2是本发明带三次吹风阀工艺流程图；
图3是本发明带换热器工艺流程图；
图4是图3的A－A向视图。
图中，1、造气炉，2、水夹套，3、炉栅条，4、炉栅夹缝，5、环形上行管道，6、炭层，7、灰渣，8、一次吹风阀，9、二次吹风阀，10、三次吹风阀 ，11、换热器。      
具体实施方式
如图1，A—A剖视图所示，一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置及工艺，二次吹风阀9安装在造气炉1顶部，炉栅条3安装在水夹套2内壁上，吹风阶段，空气除经一次吹风阀8进入炉底按原有路线向上吹风外，还经炉顶进入炉膛空层沿炉栅夹缝4向下吹风，燃烧水夹套2内壁附近80—200mm外环区域煤炭6，生成的灰渣7在水夹套2内壁附近堆积，形成灰渣7外环区，把水夹套2内壁与炭层6分割开来。
富氧制气工艺：粉煤通过型煤挤压装置直接入炉成型气化，富氧气化剂一路经炉顶进入炉膛空层沿炉栅夹缝4向下制气，气化水夹套2内壁附近80—200mm外环区域煤炭6，生成的灰渣7在水夹套2内壁附近堆积，形成灰渣7外环区，把水夹套2内壁与炭层6分割开来；另一路按原有路线进入炉底向上制气，气化其余炭层6，生成的半水煤气经环形上行管道5输往后工段。
如图2所示，在炉栅夹缝4底部安装有三次吹风阀10，吹风阶段，三次风为灰渣7外环区吹风气和残炭二次燃烧提供氧气支持。
如图3所示，环形上行管道5内安装有大量蓄热体，与之相连接的换热器11在底部开孔。
蒸汽分解率从40%上升到85%，灰渣内残炭从25%下降到5%以内。 

Claims (5)

1.一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料的方法，包括吹风和制气两个阶段，其特征是：吹风阶段，除一次风进入炉底按原有路线向上吹风外，还有二次风经炉顶进入炉膛空层沿炉栅夹缝向下吹风，燃烧水夹套内壁附近80—200mm外环区域煤炭，生成的灰渣在水夹套内壁附近堆积，形成灰渣外环区，把水夹套内壁与炭层分割开来。
2.根据权利要求1所述的间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料的方法，其特征在于：粉煤通过型煤挤压装置直接入炉成型气化，富氧气化剂一路经炉顶进入炉膛空层沿炉栅夹缝向下制气，气化水夹套内壁附近外环区域煤炭，生成的灰渣在水夹套内壁附近堆积，形成灰渣外环区，把水夹套内壁与炭层分割开来；另一路按原有路线进入炉底向上制气，气化其余炭层，生成的半水煤气经上行管道输往后工段。
3.一种间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置，包括水夹套、炉栅和一次吹风装置等，其特征是：沿水夹套内壁周围安装有炉栅，在炉顶安装有二次吹风装置。
4.根据权利要求3所述的间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置，其特征在于：在炉栅夹缝底部安装有三次吹风阀，吹风阶段，三次风为灰渣外环区吹风气和残炭二次燃烧提供氧气支持。
5.根据权利要求3所述的间歇式固定床分段、分区域制取合成氨原料气装置，其特征在于：环形上行管道内安装有大量蓄热体，与之相连接的换热器在底部开孔。
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