CN112521980A - 一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于安全环保的合成氨固定层煤制气新工艺，将纯氧与造气鼓风机出口空气混合一并进入富氧空气缓冲罐；将原料煤定量送入气化炉中，依次进行上吹制气和下吹制气，上、下吹产生的水煤气连同空气煤气一起混合为半水煤气，从气化炉中排出；再经多管除尘器进行粗除尘、余热锅炉回收余热、脉冲袋式除尘器、水加热器进一步回收余热，最后经列管式煤气冷却器降温后送入气柜。本发明工艺优化了传统的固定床煤制气工艺，全部回收吹风气中含有的3‑5%一氧化碳、氢气等有效气体，取消洗涤冷却循环水，采用间接冷却循环水，从根本上杜绝了煤制气循环水有毒有害物质的排放，同时充分回收有效气体成分、节能降耗，达到了节能环保的目的。

Description

一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺
技术领域
本发明涉及化学工业技术领域，特别是涉及一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺。
背景技术
小氮肥企业在我国目前氮肥行业中仍占有相当大的比重，我国所有现行的小氮肥煤制气技术中，固定层煤制气技术是使用数量最多、技术最成熟的煤制气技术。固定层煤制气技术相比于其他类型的煤制气技术来说，投资最小，技术最成熟，而且操作简单，运行稳定，故在我国合成氨煤制气技术中仍然占有一定的比重。然而其冷却煤气用循环水处理问题及吹风气处理问题已成为制约该技术发展的瓶颈，且循环水造成的设备腐蚀问题更不容乐观。随着我国对环保要求的日益加强，一些小氮肥企业由于煤制气冷却循环水处理问题而无法扩大生产规模，有些企业甚至面临着停产整顿的噩运。
目前行业上普遍采用的煤制气技术有固定床煤制气、流化床煤制气和气流床煤制气三种工艺，总体是以无烟煤（或烟煤）为原料经机械手段加入气化炉，部分原料与来自外界空气中的氧气（或纯氧）在气化炉内发生氧化反应，放出热量，生成二氧化碳，为还原反应提供热量，部分原料与来自外界（或自产）的蒸汽在气化炉内发生还原反应，吸收热量，生成一氧化碳和氢气（即煤气），生成的一氧化碳和氢气（即煤气）与部分二氧化碳混合后出气化炉，经回收余热，洗涤冷却后供合成氨生产使用。洗涤冷却的冷却水经处理后循环使用，然而煤制气洗涤冷却的冷却水中含有大量的苯酚等杂环化合物，处理难度非常大，给环境造成不同程度的污染，这也是近期国家和地方多次提出的限制固定床煤制气，倡导新型煤气化的根本原因。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的缺陷，提供了一种节能环保的合成氨固定层煤制气工艺；该工艺优化了传统的固定床煤制气工艺，全部回收吹风气中含有的3-5%一氧化碳、氢气等有效气体，取消洗涤冷却循环水，采用间接冷却循环水，从根本上杜绝了煤制气循环水有毒有害物质的排放，同时充分回收有效气体成分、节能降耗，大大提升生产过程的科学性和合理性，达到了节能环保的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺，包括以下步骤：
（1）将深冷空分制取的纯氧与造气鼓风机出口空气混合一并进入富氧空气缓冲罐，控制氧含量在32%-36%之间备用；
（2）原料煤定量送入气化炉中，蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉底部通入进行上吹制气；原料煤与来自底部的富氧空气发生氧化反应，生成二氧化碳，放出热量，供上吹蒸汽与煤发生还原反应使用；
（3）改变蒸气的气流方向为下吹制气，即将蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉顶部通入进行下吹制气；上、下吹产生的水煤气连同空气煤气一起混合为半水煤气，从气化炉中排出；
（4）将步骤（3）排出气化炉的半水煤气经多管除尘器进行粗除尘，然后进入余热锅炉回收余热，使半水煤气温度降至180℃以下；接着进入脉冲袋式除尘器，将半水煤气含尘量降至10mg/m3以下，进入水加热器进一步回收余热，最后经列管式煤气冷却器降温至40℃以下进入煤气气柜中。
进一步地，步骤（1）控制氧含量为34%。
进一步地，步骤（2）所述原料煤为无烟煤或烟煤。
进一步地，步骤（4）余热锅炉回收余热产生的蒸气送入蒸气缓冲罐中进行循环使用。
本发明的有益效果体现在：
本发明优化了传统的固定床煤制气工艺，将原有固定层间歇式制气工艺由吹风-回收-上吹-下吹-二上吹-吹净调整为上吹-下吹，取消吹风-回收-二上吹-吹净步骤，对吹风气中含有的3-5%一氧化碳、氢气等有效气体进行回收，杜绝排入大气，实现节能降耗，取消了原造气循环水，采用间接冷却循环水，使煤制气的生产废物由三废（水、气、渣）降为一废（渣），从根本上杜绝了煤制气循环水有毒有害物质的排放，达到节能环保的效果，从本质上杜绝了环境污染。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1 参照图1所示，一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺，包括以下步骤：
（1）将深冷空分制取的纯氧与造气鼓风机出口空气混合一并进入富氧空气缓冲罐，控制氧含量在32%备用；
（2）原料煤（无烟煤或烟煤）定量送入气化炉中，蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉底部通入进行上吹制气；原料煤与来自底部的富氧空气发生氧化反应，生成二氧化碳，放出热量，供上吹蒸汽与煤发生还原反应使用；
（3）改变蒸气的气流方向为下吹制气，即将蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉顶部通入进行下吹制气；上、下吹产生的水煤气连同空气煤气一起混合为半水煤气，从气化炉中排出；
（4）将步骤（3）排出气化炉的半水煤气经多管除尘器进行粗除尘，然后进入余热锅炉回收余热，使半水煤气温度降至180℃；接着进入脉冲袋式除尘器，将半水煤气含尘量降至10mg/m3以下，进入水加热器进一步回收余热，最后经列管式煤气冷却器降温至40℃进入煤气气柜中。
实施例2 一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺，参照图1所示，包括以下步骤：
（1）将深冷空分制取的纯氧与造气鼓风机出口空气混合一并进入富氧空气缓冲罐，控制氧含量在36%备用；
（2）原料煤（无烟煤或烟煤）定量送入气化炉中，蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉底部通入进行上吹制气；原料煤与来自底部的富氧空气发生氧化反应，生成二氧化碳，放出热量，供上吹蒸汽与煤发生还原反应使用；
（3）改变蒸气的气流方向为下吹制气，即将蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉顶部通入进行下吹制气；上、下吹产生的水煤气连同空气煤气一起混合为半水煤气，从气化炉中排出；
（4）将步骤（3）排出气化炉的半水煤气经多管除尘器进行粗除尘，然后进入余热锅炉回收余热，使半水煤气温度降至160℃；接着进入脉冲袋式除尘器，将半水煤气含尘量降至8mg/m3以下，进入水加热器进一步回收余热，最后经列管式煤气冷却器降温至36℃进入煤气气柜中。
实施例3 一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺，参照图1所示，包括以下步骤：
（1）将深冷空分制取的纯氧与造气鼓风机出口空气混合一并进入富氧空气缓冲罐，控制氧含量在34%备用；
（2）原料煤（无烟煤或烟煤）定量送入气化炉中，蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉底部通入进行上吹制气；原料煤与来自底部的富氧空气发生氧化反应，生成二氧化碳，放出热量，供上吹蒸汽与煤发生还原反应使用；
（3）改变蒸气的气流方向为下吹制气，即将蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉顶部通入进行下吹制气；上、下吹产生的水煤气连同空气煤气一起混合为半水煤气，从气化炉中排出；
（4）将步骤（3）排出气化炉的半水煤气经多管除尘器进行粗除尘，然后进入余热锅炉回收余热，使半水煤气温度降至160℃；接着进入脉冲袋式除尘器，将半水煤气含尘量降至8.5mg/m3以下，进入水加热器进一步回收余热，最后经列管式煤气冷却器降温至38℃进入煤气气柜中。
本发明优化了传统的固定床煤制气工艺，将原有固定层间歇式制气工艺由吹风-回收-上吹-下吹-二上吹-吹净调整为上吹-下吹，取消吹风-回收-二上吹-吹净步骤，对吹风气中含有的3-5%一氧化碳、氢气等有效气体进行回收，杜绝排入大气，实现节能降耗，取消了原造气循环水，采用间接冷却循环水，使煤制气的生产废物由三废（水、气、渣）降为一废（渣），从根本上杜绝了煤制气循环水有毒有害物质的排放，达到节能环保的效果，从本质上杜绝了环境污染。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于节能环保的合成氨固定层煤制气工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将深冷空分制取的纯氧与造气鼓风机出口空气混合一并进入富氧空气缓冲罐，控制氧含量在32%-36%之间备用；
（2）原料煤定量送入气化炉中，蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉底部通入进行上吹制气；原料煤与来自底部的富氧空气发生氧化反应，生成二氧化碳，放出热量，供上吹蒸汽与煤发生还原反应使用；
（3）改变蒸气的气流方向为下吹制气，即将蒸气缓冲罐中的蒸气由气化炉顶部通入进行下吹制气；上、下吹产生的水煤气连同空气煤气一起混合为半水煤气，从气化炉中排出；
（4）将步骤（3）排出气化炉的半水煤气经多管除尘器进行粗除尘，然后进入余热锅炉回收余热，使半水煤气温度降至180℃以下；接着进入脉冲袋式除尘器，将半水煤气含尘量降至10mg/m3以下，进入水加热器进一步回收余热，最后经列管式煤气冷却器降温至40℃以下进入煤气气柜中。
2.根据权利要求1所述的合成氨固定层煤制气工艺，其特征在于，步骤（1）控制氧含量为34%。
3.根据权利要求1所述的合成氨固定层煤制气工艺，其特征在于，步骤（2）所述原料煤为无烟煤或烟煤。
4.根据权利要求1所述的合成氨固定层煤制气工艺，其特征在于，步骤（4）余热锅炉回收余热产生的蒸气送入蒸气缓冲罐中进行循环使用。
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