CN1049024A - 气化器操作法 - Google Patents

Abstract

固定床加压气化器点火以及火焰下操作的气化 器起动操作方法，其特征是在操作过程中改变送入的 点火一起动气化剂混合物的组成，其中工艺开始时， 该混合物的组成这样进行调节，即可能提高气化器 (4)中的温度，通过加氧体积2.5-5的氮气或CO₂达 到起动气化剂混合物的低临界点组成。在封闭加压 体系中对气化物质加热可更好利用蒸汽热枪并如同 未加压加热一样安全点火。加热时不向大气发散蒸 汽。

Description

本发明涉及固体矿物燃料固定床加压气化法，特别是固定床加压气化器操作法，其中该操作不仅涉及火焰下固定床加压气化器冷态点火，而且还涉及其启动。

煤气化所用固定床加压气化器点火操作目前有两种基本方法。

一种是向气化器中送点火燃料，在送入前点火或在气化器内用引发剂点火。

然后向气化器中送启动空气，之后加气化料并换用空气-蒸汽混合物。

粗煤气经大气中的火炬引入，直至氧体积分量达0.6%。

另一方法中气化器中充满或部分填入气化料，然后用蒸汽加热气化料至自燃温度以上，之后用空气-蒸汽混合物点火。

评价已开始燃烧的标准是测定粗煤气中O₂和CO₂含量。在规定的范围内提高空气-蒸汽混合物量。

从安全的角度看，可经点火系统导出粗煤气直至氧气体积达0.6%。

根据两种解决方案，点火工艺前粗煤气起动系统中可达到以下值：

氧气体积：＜0.6%

粗煤气中CO₂体积：＞23%

粗煤气排出温度：＞200℃和

反应气压力：＜0.6MPa。

在该系统中，粗煤气浓缩至通常的进气压力并传送至进气管。

该工艺的缺点是数小时点火操作期间要向环境释放有害物质，在点火粗煤气浓缩时要消耗能量，而且从工艺操作开始至气化器操作结束，必须将形成的气体冷凝物排出并送入额外设置的未加压气体冷凝系统中。

由于没有完全封闭未加压冷凝系统，所以导入热的气体冷凝物就会释放出大量有害物质。火焰下操作发生器的起动工艺与点火工艺的区别只在于，操作步骤一直持续到气化物质点火。在送入空气-蒸汽混合物之后，进行工艺操作，如火焰操作，粗煤气起动管操作和开关操作，类似于点火工艺中说明的技术。因此，有时会出现所述的缺点。

还建议用蒸汽-氧气混合物在气化器操作时代替蒸汽-空气混合物。优点是缩短了起动工期，减少设备，无需将蒸汽-空气混合物转换成蒸汽-氧气混合物，因此可获得要求的安全上的优点。

但上述缺点并不能排除。

本发明目的是提出经济上和环境方面有效的煤加压气化器操作方法或重复操作方法并提出煤加压气化器的起动方法或重复起动方法，其中无发射源，特别是有害物质发射源以及去除未加压气体冷凝管道操作工艺。

本发明目的是这样达到的，即为了操作，点火以及起动火焰下煤加压气化器，在操作过程中改变送入的点火一起动气化剂混合物的组成，其中工艺开始时，该混合物组成中氧成分不断提高，因此温度可不断升高至气化器中的温度，而另一方面又不会产生爆炸性混合物，甚至使气化器中的氧不参与反应。将点火一起动气化剂混合物调节为低于临界点的组成范围，其中临界点组成为惰性气体中的O₂含量，该含量在气化器中非反应化时足以在起动粗煤气或混合物中使起动粗煤气和粗煤气成为爆炸性气体混合物。

为达到上述目的，向点火一起动气化剂混合物中引入惰性气体成分，该成分在给定工艺压力下的冷凝温度低于273K。

还可另外引入蒸汽作为热载体。

在应用N₂或CO₂作为惰性气体成分时，氧气的体积在开始的30分钟操作过程中应不高于5%，不低于2.5%。

提高气化器中的压力在点火工艺中用蒸汽加热阶段进行，其中将所有的排放管都堵住并在火焰下操作的气化器的开始数分钟操作期间因引入点火-起始气化剂混合物而使压力自然升高。

借助连续的O₂分析措施，可对粗煤气中的O₂含量进行监测。30分钟后，通过向干燥的点火一起动气化剂混合物中添加氧气而使粗煤气中低于1%的氧含量升高到9%。通30分钟氧体积低于1%的粗煤气后，转换成气化剂，其组成为蒸汽和氧气。

然后，15分钟内，根据由煤性质给定的蒸汽-氧气比而将负荷从100m³i.N.O₂/h升高到氧负荷1600m³i.N.O₂/h。在该负荷下停留4小时使灰床稳定化。之后分批提高负荷而达到要求。

在火焰下操作的气化器的起动过程中取消了灰床的稳定阶段。该工艺优点如下：

点火和起始过程中无发射。

通过开始阶段起动气化剂的低临界点组成可实现无危险的工艺。

不再设置烟气排放管和粗煤气起动管，因此免除了气体损失和气体浓缩消耗。

气体冷凝物排放可用气体冷凝物加压系统进行，其中无干扰并且无有害物质发射，这在停止系统中是存在的。

在堵塞的加压系统中进行气化物质加热可更好地应用蒸汽热焓并进行更安全的点火，这和未加压加热一样。在加热过程中排除了向大气中发散蒸汽的可能性。

以下用两个例子详述本发明，其中例1说明点火工艺，而例2说明起动工艺。

图1表明两个实例。

例1

点火工艺特点是包括以下工艺步骤：

1.气化器4填满煤。

2.使装满煤的气化器4惰性化，采用洗涤冷却器5，加热器6和粗煤气管7构成的煤气管路，直至粗煤气管中封闭分流器之前的惰性气支管8，其中采用惰性气，由N₂或CO₂组成，之后用相应的氮气或CO₂管1引出，还经过喷射器2和气化剂混合物3。

3.填满煤的气化器用气化蒸汽经工作蒸汽管10进行充填，蒸汽用量5t/h，直至达到工艺压力。在这期间，所有从煤气系统引出的管道都关闭。

4.关闭气化器4，在其中建立供气压力。

5.经工艺蒸汽管10，喷射器2和气化剂混合物管3用15t气化蒸汽预热气化器4中的煤。

6.在1小时加热后将气化物质点火，其中从气化器出来的蒸汽温度高于523K，采用点火一起动气化剂混合物，其低临界点组成为2000m³i.N.N₂/h，氧气体积为4%，经管1和调节器12供给。中止输送蒸汽。

7.气化剂混合物按以下程序引入：

将点火一起动气化剂混合物中氧气体积提高5%左右，在起动粗煤气中氧化体积30分钟内低于1%时实施。

保持低于1%的起动粗煤气中氧气体积30分钟后使点火一起动气化剂中氧气体积处于9%时，在纯蒸汽-氧气混合物管10和11中调为200m³i.N.O₂/h和1.5t蒸汽/h。

8.调节气化器负荷或进行正常操作，在后一调节操作中，在30分钟内按第7点调节起动粗煤气中氧体积低于0.6%，且粗煤气出口温度达到503K。按照7.5Kg蒸汽/m³.i.N.O₂的蒸汽-氧气比例在15分钟内将O₂含量提高约100m³i.NO₂/h，其中蒸汽-氧气比例的高低要适应灰熔融性能。

例2

与点火工艺的区别在于气化器中不同的起始条件。点火工艺开始时气化器完全是空的，而进行起动工艺时，气化器中气化物质已点火。在发生器中必须停止操作而进行一定修理时，会出现这种情况。

起动操作的各工艺步骤是：

1.使气化器惰性化，其中经与气化器顶相连的惰性化管13，直至在粗煤气管道中关闭的分流器9之前的惰性气支管8，其中用惰性气体。粗煤气管道中氧体积必须低于4%。

2.经管1向气化器中引入点火一起动气化剂混合物，其低临界组成为2000m³i.N./h，而氧气体积为4%。用调节器12调节。在这期间，从粗煤气接出的所有管道都堵住。

3.关闭气化器，在其中建立起供气压力。起动粗煤气中氧体积必须低于5%。

4.进一步的工艺类似于点火工艺的第7和8点。

附图中：

1.为氮气或CO₂管

2.为喷射器

3.为气化剂混合物管

4.为气化器

5.为洗涤冷却器

6.为加热器

7.为粗煤气管

8.为惰性化支管

9.为分流器

10.为工艺蒸汽管

11.为氧气管

12.为调节器

13.为与气化器顶部相连的惰性化管。

Claims (7)

1、固定床加压气化器点火以及火焰下操作的气化器起动操作方法，其特征是在操作过程中改变送入的点火一起动气化剂混合物的组成，其中工艺开始时，该混合物的组成这样进行调节，即可能提高气化器(4)中的温度，而另一方面又不会产生爆炸性混合物，甚至使气化器的氧不参与反应，而且使充满的气化器(4)惰性化，其中包括粗煤气管路直至粗煤气管道(7)中的关闭分流器(9)，在点火过程中用蒸汽，或在起动过程中用N₂或CO₂充填所说系统而达到供气压力并在这之后立即切断。

2、权利要求1的方法，其特征是用10-20t的气化蒸汽加热气化物质以进行点火，其中在加热结束时气化器粗煤气排放温度至少523K。

3、权利要求1的方法，其特征是在点火一起动气化剂混合物中含惰性成分，其给定压力下的冷凝温度低于273K。

4、权利要求1-3的方法，其特征是惰性成分为N₂或CO₂其中还可引入蒸汽作为热载体。

5、权利要求1，3和4的方法，其特征是在干燥点火一起动气化剂混合物中氧体积不超过5%并且不低于2.5%，30分钟内起动气中氧体积不低于1%。

6、权利要求1的方法，其特征是30分钟后点火一起动气化剂混合物中氧体积升高到9%并在又过30分钟后粗煤气中氧体积低于1%时转换成气化剂混合物，其组成仅为蒸汽和氧气。

7、权利要求1和6的方法，其特征是在实施对蒸汽-氧气混合物的转换并使气化器出来的粗煤气出口温度达到至少503K后，15分钟内将100m³O₂.i.N./h的负荷升高到1600m³i.N./h的氧负荷，其中必须考虑到煤性质有关的预定蒸汽-氧气比。