CN104961140B - 一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置及其生产方法，本发明利用熄焦炉（2）产生的高温蒸汽作为低阶煤气化的原料，节约了能源，与现有干熄焦装置相比，本发明工艺简单，无循环气体系统，大大减少了固定成本投资，进一步，本发明充分利用低阶煤作为原料，降低了合成氨的原料成本，由于煤的气化过程是吸热过程，利用热焦炭的显热弥补了部分的能源消耗，高温水煤气净化过程需要在低温条件下进行，用给水冷却高温煤气，生产低温蒸汽，充分利用了该部分热量，使得熄焦与合成氨的生产达到了有机融合等。

Description

一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置及其生产方法

【技术领域】

本发明涉及焦化及煤炭深加工的研究与应用领域，具体涉及一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置及其生产方法。

【背景技术】

已知的，我国是焦炭生产大国，2014年，全国焦炭产量约为4.769亿吨，比上一年增长7.4%。其中，钢铁联合焦化企业基本采用干熄焦工艺，对于独立焦化企业，干熄焦技术所需的巨额投资难以承受，而采用干熄焦技术后焦化废水的处理目前还没有很好的解决方法。所以多数企业仍采用传统的湿法熄焦工艺，传统的湿法熄焦工艺在生产过程中对能源的浪费很大，同时排放大量的污染物，破坏了环境，对职工的健康造成了危害等。

随着工业生产的快速发展，对优质煤炭资源的消耗也越来越大，急需开发利用低阶煤资源的技术，传统的燃煤发电造成的环境问题越来越突出。

【发明内容】

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置及其生产方法，本发明利用熄焦炉产生的高温蒸汽作为低阶煤气化的原料，节约了能源，消耗的水量少且闭路循环无污染，同时回收利用了热焦炭的显热，高效利用低阶煤生产高附加值产品，经济效益显著；与干熄焦相比，减少了循环气体系统，降低了设备投资和自用电，提高了系统的整体效益等。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，包括缓冲布料机构、熄焦炉、排料机构、气化炉、装煤机构、换热器、水煤气净化机构、空分机构和合成氨机构，在所述熄焦炉的上部设有缓冲布料机构，在熄焦炉的下部设有排料机构，熄焦炉中部的出气口通过管道连通气化炉的进气口，在所述气化炉上设有装煤机构，气化炉的出气口通过管道连通换热器的进气口，所述换热器的出气口通过管道连通水煤气净化机构的进气口，所述水煤气净化机构的出气口通过管道连通合成氨机构的进气口，所述合成氨机构的进气口通过管道连通空分机构的出气口，所述空分机构的另一出气口通过管道连通气化炉的另一进气口形成所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述气化炉的底部设有出渣口。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述熄焦炉的下部设有进气口，进气口通过管道连通换热器的出气口。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述换热器上分别设有进水口、出水口、进气口和出气口。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述空分机构上设有空气进口。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述空分机构的出气口设置为两个，其中一个出气口输出氮气并通过管道连通合成氨机构的进气口，另一个出气口输出氧气并通过管道连通气化炉的进气口。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述管道的外壁上设有隔热层。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，所述气化炉的一侧设有水煤气检测报警机构。

一种采用湿法熄焦带生产合成氨的方法，所述方法具体包括如下步骤：

第一步：首先将热焦炭通过缓冲布料机构加入到熄焦炉内；

第二步：接上步，换热器的进水口和出水口接通循环水，换热器产生的低温蒸汽由熄焦炉下部的进气口进入熄焦炉，低温蒸汽在熄焦炉中与热焦炭换热后产生高温蒸汽及少量水煤气，高温蒸汽及少量水煤气从熄焦炉中部的出气口输送给气化炉，被低温蒸汽冷却后的焦炭由排料机构排出；

第三步：接上步，高温蒸汽及少量水煤气通过管道与来自空分机构的氧气进入气化炉，然后与由装煤机构给入的低阶煤反应，产生高温水煤气，高温水煤气在换热器中与循环水换热后降温形成低温水煤气，低温水煤气进入水煤气净化机构产生原料气；

第四步：接上步，净化后的原料气与来自空分机构的氮气一起进入合成氨机构生产氨，此时未反应气通过管道循环回合成氨机构的进气口再一次进入合成氨机构生产氨。

所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的方法，所述第一步中热焦炭的温度为1000±50℃。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置及其生产方法，本发明利用熄焦炉产生的高温蒸汽作为低阶煤气化的原料，节约了能源，与现有干熄焦装置相比，本发明工艺简单，无循环气体系统，大大减少了固定成本投资，进一步，本发明充分利用低阶煤作为原料，降低了合成氨的原料成本，由于煤的气化过程是吸热过程，利用热焦炭的显热弥补了部分的能源消耗，高温水煤气净化过程需要在低温条件下进行，用给水冷却高温煤气，生产低温蒸汽，充分利用了该部分热量，使得熄焦与合成氨的生产达到了有机融合等。

【附图说明】

图1为本发明的结构示意图；

在图中：1、缓冲布料机构；2、熄焦炉；3、排料机构；4、气化炉；5、装煤机构；6、换热器；7、水煤气净化机构；8、空分机构；9、合成氨机构。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图1所述的一种采用湿法熄焦带生产合成氨的装置，包括缓冲布料机构1、熄焦炉2、排料机构3、气化炉4、装煤机构5、换热器6、水煤气净化机构7、空分机构8和合成氨机构9，在所述熄焦炉2的上部设有缓冲布料机构1，热焦炭通过缓冲布料机构1进入熄焦炉2，在熄焦炉2的下部设有排料机构3，低温蒸汽在熄焦炉2中冷却热焦炭，冷却后的焦炭经排料机构3排出，将产生的高温蒸汽引入气化炉4，熄焦炉2中部的出气口通过外壁上设有隔热层的管道连通气化炉4的进气口，其中管道的外壁上设置隔热层的目的是为了防止生产人员烫伤，在所述气化炉4上设有装煤机构5，在气化炉4的底部设有用于出渣的出渣口，气化炉4的出气口通过外壁上设有隔热层的管道连通换热器6的进气口，为了保证人员安全和稳定生产，在气化炉4的一侧设有水煤气检测报警机构；进一步，将产生的高温蒸汽引入气化炉4的同时，间歇的向气化炉4中与引入由空分机构8生产的氧气，气化炉4上的装煤机构5连续加入低阶煤，低阶煤分别与高温蒸汽和氧气反应生成高温水煤气，高温水煤气在换热器6中与水换热，产生的低温蒸汽被引入熄焦炉2，低温水煤气经过水煤气净化机构7产生合格的原料气，与由空分机构8生产的氮气进入合成氨机构9，生产合格的氨，未反应气循环给入合成氨机构9；所述换热器6的出气口通过外壁上设有隔热层的管道连通水煤气净化机构7的进气口，所述水煤气净化机构7的出气口通过外壁上设有隔热层的管道连通合成氨机构9的进气口，所述合成氨机构9的进气口通过外壁上设有隔热层的管道连通空分机构8的出气口，所述空分机构8的另一出气口通过外壁上设有隔热层的管道连通气化炉4的另一进气口形成所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的装置。

其中所述熄焦炉2的下部设有进气口，进气口通过外壁上设有隔热层的管道连通换热器6的出气口；所述换热器6上分别设有进水口、出水口、进气口和出气口，进水口、出水口连通换热用循环水；所述空分机构8上设有空气进口；所述空分机构8的出气口设置为两个，其中一个出气口输出氮气并通过管道连通合成氨机构9的进气口，另一个出气口输出氧气并通过管道连通气化炉4的进气口。

一种采用湿法熄焦带生产合成氨的方法，所述方法具体包括如下步骤：

第一步：首先将热焦炭通过缓冲布料机构1加入到熄焦炉2内，所述热焦炭的温度为1000±50℃；

第二步：接上步，换热器6的进水口和出水口接通循环水，换热器6产生的低温蒸汽由熄焦炉2下部的进气口进入熄焦炉2，低温蒸汽在熄焦炉2中与热焦炭换热后产生高温蒸汽及少量水煤气，高温蒸汽及少量水煤气从熄焦炉2中部的出气口输送给气化炉4，被低温蒸汽冷却后的焦炭由排料机构3排出；

第三步：接上步，高温蒸汽及少量水煤气通过管道与来自空分机构8的氧气进入气化炉4，然后与由装煤机构5给入的低阶煤反应，产生高温水煤气，高温水煤气在换热器6中与循环水换热后降温形成低温水煤气，低温水煤气进入水煤气净化机构7产生原料气；

第四步：接上步，净化后的原料气与来自空分机构8的氮气一起进入合成氨机构9生产氨，此时未反应气通过管道循环回合成氨机构9的进气口再一次进入合成氨机构9生产氨。

本发明利用1000±50℃的热焦炭与低温水蒸气换热，把产生的高温蒸汽送入气化炉4，进一步生产水煤气，经过水煤气净化机构7净化除杂后，与来自空分机构8的氮气进入合成氨机构9，制取氨。

本发明相较于现有的湿熄焦，消耗的水量少，产生的高温蒸汽作为低阶煤气化的原料，节约了能源，与现有干熄焦装置相比，工艺简单，无循环气体系统，大大减少了固定成本投资。本发明充分利用低阶煤作为原料，降低了合成氨的原料成本，由于煤的气化过程是吸热过程，利用高温焦炭的显热弥补了部分的能源消耗，高温水煤气净化过程需要在低温条件下进行，用给水冷却高温煤气，生产低温蒸汽，充分利用了该部分热量，使得熄焦与合成氨的生产达到了有机融合。

本发明在具体实施时循环水经换热器6后产生的低温蒸汽由熄焦炉2下部进入，在熄焦炉2中与热焦炭换热后产生高温蒸汽，从熄焦炉2上部排出，被低温蒸汽冷却后的焦炭由排出机构3排出；进一步，高温蒸汽通过带隔热层的管道与来自空分机构8的氧气进入气化炉4，与由装煤机构5给入的低阶煤反应，生产高温水煤气进入换热器6，产生的煤渣从气化炉4的底部排出，并在气化炉4周边设置有水煤气检测报警装置；更进一步，高温水煤气在换热器6中与给水换热后降温，进入水煤气净化装置7生产合格原料气；最后净化后的原料气与来自空分机构8的氮气一起进入合成氨机构9，生产氨，未反应气循环回合成氨机构9再利用。

本发明在具体实施过程中一座熄焦炉2可以匹配多个煤气气化生产系统；同时还可以将多座熄焦炉2匹配一个煤气气化生产系统。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (2)

1.一种采用湿法熄焦带生产合成氨的方法，其特征是：所述方法具体包括如下步骤：

第一步：首先将热焦炭通过缓冲布料机构（1）加入到熄焦炉（2）内；

第二步：接上步，换热器（6）的进水口和出水口接通循环水，换热器（6）产生的低温蒸汽由熄焦炉（2）下部的进气口进入熄焦炉（2），低温蒸汽在熄焦炉（2）中与热焦炭换热后产生高温蒸汽及少量水煤气，高温蒸汽及少量水煤气从熄焦炉（2）中部的出气口输送给气化炉（4），被低温蒸汽冷却后的焦炭由排料机构（3）排出；

第三步：接上步，高温蒸汽及少量水煤气通过管道与来自空分机构（8）的氧气进入气化炉（4），然后与由装煤机构（5）给入的低阶煤反应，产生高温水煤气，高温水煤气在换热器（6）中与循环水换热后降温形成低温水煤气，低温水煤气进入水煤气净化机构（7）产生原料气；

第四步：接上步，净化后的原料气与来自空分机构（8）的氮气一起进入合成氨机构（9）生产氨，此时未反应气通过管道循环回合成氨机构（9）的进气口再一次进入合成氨机构（9）生产氨。

2.根据权利要求1所述的采用湿法熄焦带生产合成氨的方法，其特征是：所述第一步中热焦炭的温度为1000±50℃。