CN103865583A - 固定层混合煤气炉串联循环制气法 - Google Patents

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本发明为以煤气为原料气或燃料气的企业，提供一种固定层混合煤气炉串联循环制取煤气的方法，即将相邻的两台套可独立生产运行的固定层混合煤气炉，用管道和阀门，将两炉的炉上空腔接通，同时分别将各炉的炉下通气道和上行旋风除尘器进口接通，并向DCS控制系统输入串联循环运行程序，使之实现串联循环运行，从而达到提高气化剂的分解转化率和能量利用率，增加有效气体成份和降低煤耗的目的。

Description

固定层混合煤气炉串联循环制气法
技术领域。本发明为以煤气为原料气或燃料气的企业，提供一种用固定层混合煤气炉串联循环制取煤气的生产方法。 
背景技术。现有的固定层混合煤气炉，是采用连续制气工艺，以块煤或粉煤成型后的煤球、煤棒为原料，在高温下同以水蒸汽和空气或富氧空气或纯氧组成的混合气化剂在炉内发生气化反应，分别生成混合煤气、半水煤气、水煤气，满足用户的要求，由于该技术是按单炉程序运行，气化剂只能通过单台炉里的高温气化层，进行一次气化反应就流出煤气炉，接触时间短，气化剂分解转化率低，生产出的煤气有效气体成分低，二氧化碳高，同时造成蒸汽损失严重，生产能耗高，成本高。 
发明目的。本发明的目的是，提供一种能使由主控制阀控制的(a)气化剂，即水蒸汽气化剂在每个循环运行中，都依次通过两个炉里的高温气化层，实现两次气化反应，从而达到煤的利用率高，气化剂的分解转化率高，能量利用率高，生产成本低，无环境污染，制出的气体有效成份高，二氧化碳低，同时投资少，只要对现有的固定层混合煤气炉进行必要的改造，就可完成的一种煤气化技术。 
发明内容。本发明的目的是这样实现的，用管道和串联联锁阀C，将相邻的可各自独立生产运行的两台套固定层混合煤气炉A和B的炉上空腔接通，同时分别用管道和下行阀A6、B6将各炉的炉下通气道和上行旋风除尘器A1和B1的进口管道接通，另外两炉各增设一条(a)气化剂副控制管线，并分别与各炉的炉上空腔接通，并向DCS控制系统输入串联 循环运行程序，则启动原单炉循环程序时，各炉仍按原单炉循环程序各自独立运行，启动串联循环运行程序时，两台套固定层混合煤气炉就串联循环运行，其串联循环运行程序由启动程序、循环运行程序和停炉程序组成，启动程序为：打开启动键，则系统进入启动程序，启动程序由两个阶段组成，即(1)自动关闭两炉烟囟阀A2和B2，同时打开两炉煤气总阀A7和B7、(a)气化剂主控制阀A9和B9，对各炉分别做安全蒸汽上吹5——10秒，(2)关闭上行阀A5和B5、煤气总阀A7和B7、(a)气化剂主控制阀A9和B9，同时打开串联联锁阀C；循环运行程序为：打开运行键，则系统进入循环运行程序，该程序由六个阶段组成，即(1)将A炉的(a)气化剂主控制阀A9、B炉的下行阀B6、B炉的煤气总阀B7打开，A炉做一次蒸汽安全上吹，(2)继续打开A炉(b)气化剂控制阀A10，B炉(a)气化剂副控制阀B11，A炉做混合气化剂上吹，(3)关闭A炉(b)气化剂控制阀A10、B炉(a)气化剂副控制阀B11，A炉做二次蒸汽安全上吹，(4)关闭A炉(a)气化剂主控制阀A9，打开A炉下行阀A6、煤气总阀A7，同时关闭B炉下行阀B6、煤气总阀B7，打开B炉(a)气化剂主控制阀B9，B炉做一次蒸汽安全上吹，(5)继续打开B炉的(b)气化剂控制阀B10、A炉(a)气化剂副控制阀A11，B炉做混合气化剂上吹，(6)关闭B炉的(b)气化剂控制阀B10、A炉(a)气化剂副控制阀A11，B炉做二次蒸汽安全上吹，结束后关闭B炉(a)气化剂主控制阀B9、A炉下行阀A6、煤气总阀A7，同时将A炉的(a)气化剂主控制阀A9、B炉下行阀B6、煤气总阀B7打开，至此进入下一循环运行，然后按此程序重复进行，在每个循环运行中，由主控制阀控制的(a)气化剂都依次流经两台煤气炉里的高温气化层，实现两 次气化反应的目的；停炉程序为：打开停炉键，则系统进入停炉程序，该程序由四个阶段组成，即(1)自动关闭A和B两炉的(a)气化剂主控制阀A9和B9、(a)气化剂副控制阀A11和B11、(b)气化剂控制阀A10和B10、下行阀A6和B6、煤气总阀A7和B7、串联联锁阀C，同时打开两炉的上行阀A5和B5、烟囟阀A2和B2，(2)关闭两炉烟囟阀A2和B2，同时打开两炉煤气总阀A7和B7、(a)气化剂主控制阀A9和B9，两炉分别做5——10秒蒸汽安全上吹，结束后关闭(a)气化剂主控制阀A9和B9，(3)打开两炉的(b)气化剂控制阀A10和B10，两炉分别做4——10秒安全吹净后关闭，同时关闭两炉煤气总阀A7和B7，打开烟囟阀A2和B2，至此完成安全停炉全过程，进入停炉状态(4)。串联循环运行程序及各个阶段阀门开关情况见下表： 
Figure DEST_PATH_GSB00001039944800031
Figure BSA00000826679700041
本发明的(a)气化剂是水蒸汽，(b)气化剂是空气或富氧空气或纯氧，混合气化剂是由(a)气化剂即水蒸汽和(b)气化剂即空气或富氧空气或纯氧混合组成，其中空气或富氧空气或纯氧的选用，是由所制取的煤气用途决定，即制取混合煤气，选用蒸汽和空气作混合气化剂；制取半水煤气，选用蒸汽和富氧空气作混合气化剂；制取水煤气，选用蒸汽和纯氧作混合气化剂。 
本发明循环运行程序六个阶段中的第(2)和第(5)两个阶段，由副控制阀控制的(a)气化剂，起补充和平衡炉上和炉下温度用。 
本发明相比于现有固定层混合煤气炉具有如下优点：煤的利用率高，气化剂的分解转化率高，能量利用率高，生产成本低，无环境污染，制出的气体有效成份高，二氧化碳低，同时投资少，只要对现有的固定层混合煤气炉系统进行改造就可完成的一种煤气化技术。 
附图说明。附图的图面说明如下：附图是两台套固定层混合煤气炉串联流程控制简图，图中A和B是固定层混合煤气炉，A1和B1是上行旋风除尘器，A2和B2是烟囟阀，A3和B3是烟囟，A4和B4是气化剂混合器，A5和B5是上行阀，A6和B6是下行阀，A7和B7是煤气总阀，A8和B8是富氧浓度调节阀，A9和B9是(a)气化剂即水蒸汽主控制阀，A10和B10是(b)气化剂即空气或富氧空气或氧气控制阀、A11和B11是(a)气化剂副控制阀，C是串联联锁阀。 
实施例。本发明将结合附图，以某合成氨厂半水煤气制造工段的改造 作一种实施例，并作详细描述： 
将两台套相邻的直径
Figure BSA00000826679700051
固定层混合煤气炉系统作改造对象，该系统原来流程是以水蒸汽和富氧空气为气化剂，采用固定层连续气化工艺程序来制造半水煤气，具体改造方案如下： 
(1)、将A和B两台炉子的炉上空腔用直径的钢管和通径DN1000串联联锁阀C接通，钢管内须衬耐火砖，且保证内通径为DN1000；同时分别用管道和通径DN1000的下行阀A6、B6将各炉的炉下通气道和上行旋风除尘器A1和B1的进口管道接通，另外两炉各增设一条通径为DN250的(a)气化剂副控制管线，并分别与各炉的炉上空腔接通。 
(2)、该系统原有一套能力为5000M3/h制氧装置和空气系统可继续使用，根据生产需要，将空气和氧气通过富氧浓度调节阀A8和B8按一定比例调节混合，制成富氧空气，本实施例取富气空气中的氧的浓度为40％——60％； 
(3)、编制串联循环运行程序，并输入DCS控制系统，取每个循环运行程序六个阶段的总时间为120秒，具体如下： 
Figure BSA00000826679700054
(4)、完成上述工作后，按单台固定层混合煤气炉操作程序对A和B 两台炉子分别加煤点火升温，当工况条件达到制气要求时，启动串联循环运行程序，则原独立运行的两台套固定层混合煤气炉将按串联循环程序连续运行，制取合格的半水煤气； 
(5)主要经济技术指标：下面结合行业对利用固定层煤气炉来生产半水煤气的几种方法，进行经济技术指标对比分析： 
Figure DEST_PATH_GSB00001039944800061
根据上述经济技术指标分析，采用本发明的方法生产半水煤气的综本明显优于现有生产方法。 

Claims (4)

1.固定层混合煤气炉串联循环制气法，其特征在于：用管道和串联联锁阀C，将相邻的可独立运行的两台套固定层混合煤气炉A和B的炉上空腔接通，同时分别用管道和下行阀A6、B6将各炉的炉下通气道和上行旋风除尘器A1和B1的进口管道接通，另外两炉各增设一条(a)气化剂副控制管线并分别与各炉的炉上空腔接通，并向DCS控制系统输入串联循环运行程序，则启动串联循环运行程序时，A和B两台套固定层混合煤气炉就进行串联循环运行。
2.按权利要求1所述的固定层混合煤气炉串联循环制气法，其特征在于：其串联循环运行程序由启动程序、循环运行程序和停炉程序组成，启动程序为：打开启动键，则系统进入启动程序，启动程序由两个阶段组成，即(1)自动关闭烟囟阀A2和B2，同时打开煤气总阀A7和B7、(a)气化剂主控制阀A9和B9，对各炉分别做蒸汽安全上吹5——10秒，(2)关闭上行阀A5和B5、煤气总阀A7和B7、(a)气化剂主控制阀A9和B9，同时打开串联联锁阀C；循环运行程序为：打开运行键，则系统进入串联循环运行程序，该程序由六个阶段组成，即(1)将A炉的(a)气化剂主控制阀A9、B炉下行阀B6、B炉煤气总阀B7打开，A炉做一次水蒸汽安全上吹，(2)继续打开A炉(b)气化剂控制阀A10、B炉(a)气化剂副控制阀B11，A炉做混合气化剂上吹，(3)关闭A炉(b)气化剂控制阀A10、B炉(a)气化剂副控制阀B11，A炉做二次水蒸汽安全上吹，(4)关闭A炉(a)气化剂主控制阀A9，打开A炉下行阀A6、煤气总阀A7，同时关闭B炉下行阀B6、煤气总阀B7，打开B炉(a)气化剂主控制阀B9，B炉做一次水蒸汽安全上吹，(5)继续打开B炉(b)气化剂控制阀B10、A炉(a)气化剂副控制阀A11，B炉做混合气化剂上吹，(6)关闭B炉(b)气化剂控制阀B10、A炉(a)气化剂副控制阀A11，B炉做二次水蒸汽安全上吹，结束后关闭B炉(a)气化剂主控制阀B9、A炉下行阀A6、A炉煤气总阀A7，同时将A炉(a)气化剂主控制阀A9、B炉下行阀B6、B炉煤气总阀B7打开，进入下循环，然后按此程序重复进行，在每个循环运行中，由主控制阀控制的(a)气化剂都依次流经两台煤气炉里的高温气化层，实现两次气化反应；停炉程序为：即打开停炉键，则系统进入停炉程序，该程序由四个阶段组成，即(1)自动关闭A和B两炉的(a)气化剂主控制阀A9和B9、(a)气化剂副控制阀A11和B11、(b)气化剂控制阀A10和B10、下行阀A6和B6、煤气总阀A7和B7，同时打开两炉的上行阀A5和B5、烟囟阀A2和B2，并关闭串联联锁阀C，(2)关闭烟囟阀A2和B2，同时打开两炉煤气总阀A7和B7、(a)气化剂主控制阀A9和B9，两炉分别做510秒水蒸汽安全上吹，结束后关闭(a)气化剂主控制阀A9和B9，(3)打开两炉(b)气化剂控制阀A10和B10，两炉分别做4——10秒安全吹净后关闭，同时关闭两炉煤气总阀A7和B7，打开烟囟阀A2和B2，至此完成安全停炉操作全过程，两炉进入安全停炉状态(4)。
3.按权利要求1和2所述的固定层混合煤气炉串联循环制气法，其特征在于：(a)气化剂是水蒸汽，(b)气化剂是空气或富氧空气或纯氧，混合气化剂是由(a)气化剂即水蒸汽和(b)气化剂即空气或富氧空气或纯氧混合组成，其中空气或富氧空气或纯氧的选用，由所制取的煤气用途决定，即制取混合煤气，选用蒸汽和空气作混合气化剂；制取半水煤气，选用蒸汽和富氧空气作混合气化剂；制取水煤气，选用蒸汽和纯氧作混合气化剂。
4.按权利要求1和2所述的固定层混合煤气炉串联循环制气法，其特征在于：由副控制阀控制的(a)气化剂，起补充和平衡炉上和炉下温度用。
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