CN1057289A

CN1057289A - 一种水煤气气化方法及其装置

Info

Publication number: CN1057289A
Application number: CN 90105680
Authority: CN
Inventors: 王同章; 王立群
Original assignee: JIANGSU POLYTECHNIC COLLEGE
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 1990-06-09
Filing date: 1990-06-09
Publication date: 1991-12-25
Anticipated expiration: 2005-06-09
Also published as: CN1028538C

Abstract

一种以水蒸汽作气化剂的煤气气化方法和装置，其装置由一沸腾床(或流化床)气化炉、一沸腾余热锅炉和一些辅助管路、装置组成，整个气化过程分供风，气化两阶段，仅需两双向换向阀即可实现控制，与现有技术相比具有明显的操作简单，便于实现自动化生产，对原料煤要求低。既可供煤气又可供水蒸汽，系统总能量利用率高等优点，不失为一种实用理想的水煤气气化方法和装置。

Description

本发明涉及到一种煤气气化方法及其装置，特别是一种用水蒸汽作气化剂的煤气气化方法及其装置。

煤气气化过程中需要供给热量，按热量的供给方法可分气化方法为内热法、外热法、固体热载体法和气体热载体法等。

用水蒸汽作气化剂的煤气气化方法多属于固定热载体法。现有的水煤气多采用移动床气化炉作间隙式气化，实际生产过程一般有6个阶段组成，操作复杂，而且对煤种块度要求很严格，一般用碳、无烟煤块煤为宜。UK Patent Application GB 2107346公开了一种称作Cogas法的水蒸气气化方法和装置，它由一个流化床燃烧炉和一个流化床气化炉组成。燃烧炉把焦碳粉加热到一定温度后，送入气化炉用水蒸汽进行流化气化。气化后的焦碳粉又送入燃烧炉中加热。这样，焦碳粉在燃烧炉和气化炉之间连续不断的循环，气化就连续不断的进行着。由于大量的焦碳粉在两炉之间循环，各设备之间需要密切配合，操作技术要求高，循环管道磨损严重。

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不是之处，提供一种操作简单、便于自动化生产且对用煤适应面广的水煤气气化方法和装置。

本发明这样实现：它的装置包括一沸腾床（或流化床）气化炉，一沸腾余热锅炉和一些补助管道及装置。整个水煤气气化过程分供风和气化两个阶段。首先将原料煤在沸腾床气化炉中沸腾燃烧，使床层温度升高到预定温度，进入气化阶段，对气化炉供应水蒸汽，使炉中的煤在沸腾状态下进行水煤气反应，产生水蒸气。当床层温度下降到一预定温度时，进入供风阶段，对气化炉供应空气，使气化炉中的煤进行沸腾燃烧，放出热量，使床层温度又重新升高，升高到预定温度时，气化炉又进入气化阶段，开始另一个重复循环过程。供气阶段的吹风气由管道进入沸腾余热锅炉进行再燃烧，气化炉中排出的含碳量较高的灰渣用辅助装置送入沸腾余热锅炉中烧尽。沸腾余热锅炉产生的水蒸汽的一部分在气化阶段送入气化炉中作气化剂，另一多余部分可作其它生产用。

下面结合实施例作进一步详述：

图1所示的是本发明的装置示意图。

它的装置的主要部分为一沸腾床气化炉（1）和一沸腾余热锅炉（18），气化炉带有料斗（4）、螺旋送料机（3）和渣筒（11），沸腾余热锅炉带有料斗（19）、螺旋送料机（21）和渣筒（27），气化炉经管道（5）与除尘器（6）相连。管道（9）（17）通过一双向换向阀（8）与除尘器（6）相连接的管道（7）相连接，管道（9）经一除尘器（28）由管道（29）通入净化装置中，管道（17）与沸腾余热锅炉的下部联接气化炉下部接管道（12），管道（12）通过双向换向阀（13）与管道（14）、（15）、（16）联接，管道（15）联接供风装置，管道（16）联接沸腾余热锅炉的底下部，管道（14）联接沸腾余热锅炉的上部，沸腾余热锅炉顶部通过管道（22）与除尘器（23）联接，除尘器顶部接管道（24）通大气外界。

采用内热间隙式气化方法。整个过程分为气化和供风两个阶段0～6mm的原料煤从料斗（4）中由螺旋送料机（3）送入沸腾床气化炉（1）中。在供风阶段，空气从管道（15）经双向换向阀（13）由管道（12）经布风板（2）进入气化炉，气化炉中的煤沸腾燃烧，放出热量，并把热量积聚于料层中，床层温度迅速升高，这时产生的高温吹风气由管道（15）通过除尘器（6）、将80%的含碳飞灰分离后经管道（30）重新入气化炉（1）中，经初步除尘的吹风气经双向换向阀（8）、管道（17）进入沸腾余热锅炉的下部，吹风气中粉尘沿炉壁分离落入下底部床层中燃烧吹风气中的可燃气则在锅炉的上部燃烧，产生的烟气由管道（22）经除尘器（23）从管道（24）排至大气中。沸腾余热锅炉产生的水蒸汽一部分用于沸腾床气化炉的气化剂，一部分外供。当气化炉的床层温度升到1000℃时，进入气化阶段，双向换向阀（13）换向，关闭管道（15）与管道（12）的通道停止供风，接通管道（12）、（14），这时沸腾余热锅炉的水蒸汽经管道（14）、（12）送入气化炉，气化炉中高温煤在水蒸汽作用下沸腾气化，发生水煤气反应，产生水煤气，与双向换向阀（13）换向的同时，双向换向阀（8）换向，使管道（7）与管道（17）断开而与管道（9）接通，从而使气化炉中产生的水煤气经除尘器（6）初步除尘后经管道（9）除尘器（28）管道（29）进入煤气净化装置。除尘器（6）分离下的细灰，经管道（30）重返气化炉（1）中，水煤气反应是强吸热反应，随着反应的进行，料层温度逐渐降低，当炉温度下降到850℃时，气化反应速度变得很慢，此时将双向换向阀（8）、（13）换向，完成气化阶段，整个系统又开始一个从供风到气化的重复循环。气化炉中燃烧过的煤灰渣排入到渣筒（11）含碳量高的灰渣用渣筒（11）送到沸腾余热锅炉的料斗（19）中，由螺旋送料机（21）送入沸腾余热锅炉内再燃烧。沸腾余热锅炉不需要补充新的燃料，可用气化炉的排渣供应量来调节锅炉的热负荷。根据实际运行结果，该系统的最佳操作参数为：沸腾床气化炉的操作温度为850℃～1000℃，空气流化速度0.5～1.5m/s，沸腾余热锅炉的操作温度为900℃～950℃，空气流化速度为0.5～2m/s，产生的煤气成分为：H₂50～60%、CO 15～20%、CO₂10～15%、CH₄3～5% N₂5～10%，煤气热值为10500 KJ/Nm

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、整个气化进程只需供风、气化两个过程，依靠换向阀操作非常简单，并且便于实现自动化作业。

2、对原料煤要求不高，不仅可使用0～6mm的焦碳、无烟煤还可使用弱粘结性烟煤褐煤，所以原料煤来源丰富、成本低。

3·该发明中设置了沸腾余热锅炉，不仅使吹风气的化学热和物理可以回收，而且气化炉排出的高含碳量的灰渣可入沸腾余热锅炉再燃烧提高了系统的总能量利用率。

4·该发明采用飞灰再循环，使碳的利用率大大提高。

Claims

1、一种以水蒸汽作气化剂的煤气气化方法，其特征在于整个煤气气化过程分供风和气化两个阶段，在供风阶段，对气化炉供应空气，使气化炉中的煤进行沸腾燃烧，放出热量，当床层温度升高到预定温度时，停止对气化炉供应空气，进入到气化阶段，对气体炉供应水蒸汽，使气化炉中的高温煤在沸腾状态下进行水煤气反应，产生水煤气，水煤气经除尘器处理进入煤气净化系统，当气化炉床层温度下降到一预定温度时，结束气化阶段，系统重又进入供风阶段，开始另一个重复循环过程，供气阶段的吹风气经气化炉由管道进入沸腾余热锅炉进行再燃烧，气化炉中排出的含碳量较高的灰渣用补助装置送入沸腾余热锅炉中烧尽，沸腾余热锅炉产生的水蒸汽的一部分在气化阶段送入气化炉中作气化剂，另一部分作其它生产用。

2、根据权利要求1所说的煤气气化方法，其特征在于它是这样实现的：0～6mm的原材煤从料斗（4）中由螺旋送料机（3）送入沸腾床气化炉（1）中，在供风阶段，空气从管道（15）经双向换向阀（13）由管道（12）进入气化炉，使气化炉中的煤进行沸腾燃烧，这时产生的高温吹风气由管道（15）通过除尘器（6）、将80%的含碳飞灰分离后经管道（30）重新入气化炉（1）中，经初步除尘的吹风气经双向换向阀（8）、管道（17）进入沸腾余热锅炉（18）的下部，吹风气中粉尘沿炉壁分离落入沸腾余热锅炉的下底部床层中燃烧，吹风气中的可燃气则在锅炉的上部燃烧，产生的烟气由管道（22）经除尘器（23）处理从管道（24）中排出，沸腾余热锅炉产生的水蒸汽一部分用于气化炉的气化剂，一部分外供，当气化炉的床层温度升到1000℃时，双向换向阀（13）换向，关闭管道（15）与管道（12）的通道，接通管道（12）与管道（14），这时停止供风，沸腾余热锅炉中的水蒸汽经管道（14）、（12）送入气化炉，气化炉中的高温煤在水蒸汽作用下沸腾气化，产生水煤气，与双向换向阀（13）换向的同时，双向换向阀8换向，使管道（7）与管道（17）断开而与管道（9）接通，从而使气化炉中产生的水煤气经除尘器（6）、初步除尘后经管道（9）、除尘器（28）、管道（29）进入煤气净化系统，除尘器（6）分离下的细灰经管道（30）重新返回气化炉（1）中，当气化炉中温度下降到850℃时，将双向换向阀（8）、（13）换向，整个系统又进入供风阶段，重新一个从供风到气化的重复循环，气化炉中燃烧过的煤灰渣排入渣筒（11），含碳量高的灰渣用渣筒（11）送到沸腾余热锅炉的料斗（19）中，由螺旋送料机（21）送入沸腾余热锅炉内再燃烧，该系统的最佳操作参数为：沸腾床气化炉的操作温度为85℃-1000℃，空气硫化速度0.5～1.5m/s，水蒸汽的硫化速度为0.5～3.0m/s，沸腾余热锅炉的操作温度为900～950℃，空气流化速度为0.5～2m/s。

3、一种用于煤气气化，特别是以水蒸汽作气化剂的煤气气化装置，其特征在于它是这样构成的：装置的主要部分为一气化炉（1）和一沸腾余热锅炉（18），气化炉带有料斗（4）、螺旋送料机（3）和渣筒（11），沸腾余热锅炉带有料斗（19）、螺旋送料机（21）和渣筒（27），气化炉经管道（5）与除尘器（6）相连，联接在除尘器（6）上的管道（7）通过一双向换向阀（8）与管道（9）、（17）相联接，管道（9）经一除尘器（28）由管道（29）通入净化装置中，管道（17）与沸腾余热锅炉的下部联接，气化炉下部接管道（12）管道（12）通过双向换向阀（13）与管道（14）、（15）、（16）联接，管道（15）联接供风装置，管道（16）联接沸腾余热锅炉的底下部，管道（14）联接沸腾余热锅炉的上部，沸腾余热锅炉顶部通过管道（22）与除尘器（23）联接，除尘器顶部接管道（24）通大气中。

4、根据权利要求3所说的煤气气化装置，其特征在于其中的气化炉（1）为水煤气沸腾床气化炉或流化床气化炉。