CN106118746B - 一种煤气化提质降耗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤气化提质降耗方法，该方法以粒径为10‑30mm小粒焦为原料，并通过调节气化剂中汽气比为2.5‑2.6:1，实现了对粒焦层反应的改善，提高了炉体温度，使得燃气中的有效成分CO显著提高，提高了产品质量，降低了生产能耗。

Description

一种煤气化提质降耗方法
技术领域
本发明涉及一种煤气化提质降耗方法。
背景技术
我国的能源格局是富煤、缺油、少气，因此能够充分利用丰富的煤炭资源以改变能源需求，实现多元化能源战略是亟需解决的。其中采用小粒焦进行造气生产属于洁净煤生产燃气的一种气化工艺，但传统气化工艺中汽气比较高，蒸汽使用量较大，造成了造气成本较高。而且造气炉经常发生结疤现象，造成异常停炉，并且产品气中的CO2含量一直较高。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提出了一种煤气化提质降耗方法。
本发明所述的一种煤气化提质降耗方法，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为10-30mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应。
传统气化工艺中，之所以产品气中CO2含量较高，是因为在气化炉内发生的还原反应(碳、水蒸气、二氧化碳进行反应)进行不彻底，由于反应为吸热反应，故需要提高炉温，此时宜减少蒸汽用量逐渐提高炉温增加吸热反应进行程度。本发明中气化炉内反应为度为400-500℃，气化剂中汽气比为2.5-2.6:1。在减小汽气比同时，氧气含量相对提高，炉内温度提高，此时若不控制进炉子原料的粒度就会造成粒度小的粒焦燃烧过度造成结疤，故必须控制粒度。
本发明用振动筛将小粒焦进行筛选，通过振动筛多层筛网的筛选，将直径小10mm的小粒焦或粉末去除，以保证气化炉实现更好的控制，防止因小粒焦的易于燃烧造成气化炉结疤，进而无法控制生产；本发明控制小粒焦的粒径为10-30mm。
将筛选后的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层。粒焦层包括5层，即灰层、气化层、还原层、干馏层和干燥层。粒焦层高度的控制也对造气炉生产有一定的影响，经过实际的运行操作发现当造气炉粒焦层高度控制在2.5m-4m之间可以更加有效的对造气炉温度进行控制。在理想情况下，造气炉内粒焦层在同一水平位置时温度应该相近甚至相同。但是当造气炉高度过高时，由于厚度分布不均，同一水平位置粒焦层温度有很大区别，引起粒焦层偏层，无法进行造气炉有效地控制，故经过生产试验得出在粒焦层高度为2.5-4m时可以实现造气炉温度的最佳控制，使装置平稳生产。
本发明中，气化剂中汽气比为2.5-2.6:1。所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为1500-2000Nm3/h。传统的工艺中，汽气比远远大于本发明，并不适合于小粒焦的气化生产工艺，由于蒸汽占比较大氧气占比较小，会使得后续气化炉反应过程中气化层温度较低从而在还原层发生吸热反应CO2+C＝2CO进行的不彻底，造成产品中CO2含量偏高，同时造成气化炉上的夹套汽包中温度较低造成蒸汽产量较低。本发明通过大量的生产调整将汽气比控制在2.5-2.6:1，由于造气生产原料使用量多，蒸汽量的占比降低后提高了炉体温度使得燃气中的有效成分CO显著提高，同时炉体温度的提高增加了夹套汽包蒸汽量的生产降低了生产能耗。
本发明中，所述水蒸汽压力为1MPa、温度175-180℃，接近气化炉底部灰渣层温度，氧气压力控制在40KPa可以更好的控制炉内温度，氧气纯度可以适当升降，纯度为95-99.9％皆可。
本发明中所述的水蒸汽除了可以采用外来蒸汽，也可以采用自产蒸汽。造气炉有夹套汽包结构，由于造气炉反应会产生大量热量，所以通过将除盐水引入夹套汽包，实现自产蒸汽与外来蒸汽一起进入造气炉继续作为燃料生产水煤气。
综上所述，本发明以小粒焦为原料，通过对其进行严格筛选以符合生产工艺，并通过改进汽气比实现对粒焦层反应的改善，提高了最终产品质量。
附图说明
图1为发明所述的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种煤气化提质降耗方法，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为10-15mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应。
所述的气化剂中汽气比为2.6:1。
所述粒焦层的高度为3m。
所述步骤(3)中反应为度为420℃。
所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为1500Nm3/h。
所述水蒸汽压力为1MPa、温度175℃。
所述氧气压力为40KPa、纯度为95％。
实施例2
一种煤气化提质降耗方法，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为20-30mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应。
所述的气化剂中汽气比为2.5:1。
所述粒焦层的高度为2.5m。
所述步骤(3)中反应为度为440℃。
所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为2000Nm3/h。
所述水蒸汽压力为1MPa、温度180℃。
所述氧气压力为40KPa、纯度为96％。
实施例3
一种煤气化提质降耗方法，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为25-30mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应。
所述的气化剂中汽气比为2.55:1。
所述粒焦层的高度为3.5m。
所述步骤(3)中反应为度为400℃。
所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为1700Nm3/h。
所述水蒸汽压力为1MPa、温度175℃。
所述氧气压力为40KPa、纯度为97％。
实施例4
一种煤气化提质降耗方法，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为15-20mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应。
所述的气化剂中汽气比为2.5:1。
所述粒焦层的高度为4m。
所述步骤(3)中反应为度为500℃。
所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为1800Nm3/h。
所述水蒸汽压力为1MPa、温度180℃。
所述氧气压力为40KPa、纯度为99％。
实施例5
一种煤气化提质降耗方法，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为25-30mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应。
所述的气化剂中汽气比为2.6:1。
所述粒焦层的高度为2.5m。
所述步骤(3)中反应为度为450℃。
所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为1600Nm3/h。
所述水蒸汽压力为1MPa、温度180℃。
所述氧气压力为40KPa、纯度为98％。
本发明与现有技术获得的产品技术指标对比
CO2体积含量 O2体积含量 CO体积含量 H2体积含量 CH4体积含量
实施例1 16.01％ 0.01％ 36.45％ 46.15％ 1.38％
实施例2 16.02％ 0.01％ 36.49％ 46.18％ 1.38％
实施例3 16.07％ 0.01％ 36.38％ 46.13％ 1.41％
实施例4 16.05％ 0.01％ 36.53％ 46.01％ 1.40％
实施例5 16.07％ 0.01％ 36.33％ 46.18％ 1.41％
现有技术 18.51％ 0.01％ 35.86％ 44.51％ 1.11％

Claims (1)

1.一种煤气化提质降耗方法，其特征在于，其具体步骤为：
(1)筛选小粒焦：用振动筛将小粒焦进行筛选，控制小粒焦的粒径为10～30mm；
(2)混气：将水蒸汽和氧气混合成为气化剂；所述的气化剂中汽气比为2.5-2.6：1；
(3)气化炉反应：将所述步骤(1)的小粒焦送入造气炉，形成粒焦层，与通过造气炉底部进入的所述步骤(2)的气化剂进行反应；所述粒焦层的高度为2.5-4m；
所述步骤(3)中反应温度为400-500℃；
所述步骤(3)中气化剂进入气化炉进行反应时，氧气的流量为1500-2000Nm3/h；
所述水蒸气压力为1MPa、温度175-180℃；
所述氧气压力为40KPa、纯度为95-99.9％。
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