CN1130443C - 用于氮肥生产的粉煤成型制气方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，它是用粉煤作原料，加入腐植酸钠溶液作粘结剂，搅拌均匀，堆沤8小时以上后经螺旋挤压机挤压成棒状型煤，置于栅格结构的空心斗车中冷却、干燥后送入制气炉制气，其制气炉制气工艺条件是：①炉面温度≤380℃；②炉底温度＞200℃；③下吹时间大于上、下吹循环周期时间的42%，与炭化煤球制气方法相比较，本发明方法的优点是：设备投资少，原煤加工成本和煤耗降低，整个氮肥生产系统的动力消耗的电能降低5%。
Description
技术领域：本发明涉及一种氮肥生产的制气方法，特别是利用粉煤成型制气的方法。
背景技术：氮肥生产多用无烟块煤，块煤中固定炭的含量较高，可以满足氮肥生产的工艺要求。我国南方地区多产无烟粉煤，固定炭含量较低，以往多采用无烟粉煤加入石灰制成炭化煤球用于氮肥生产制气，而无烟粉煤炭化煤球中固定炭含量更低，降低到42％以下，难以满足氮肥生产的工艺要求，煤消耗量大，而且氮肥生产的所需的制气质量难以达到要求。
发明内容：本发明的目的在于提供一种在氮肥生产中，用粉煤作原料，利用粘结剂将粉煤成型制气的方法，可以就地取材，有效地利用江南粉煤供给各地的氮肥厂制气，满足氮肥生产要求。
本发明的技术解决方案是一种用于氮肥生产的粉煤成型制气法，它是用粉煤作原料，加粘结剂搅拌混合均匀，经挤压加工成棒状型煤，送入制气炉加热燃烧，并向炉中通入空气和水蒸气，其特征在于：
(1)粉煤加入腐植酸钠溶液作粘溶剂，搅拌混合均匀后，堆沤8小时以上，腐植酸钠量为粉煤用量的0.5～1.74％。
(2)上述堆沤后的粉煤经螺旋挤压机挤压成直径18～25mm的棒状型煤，再经冷却、干燥。
(3)制气炉中煤棒制气工艺条件
A)维持较低的炉面温度，炉面温度≤380℃
B)维持较高的炉底温度，炉底温度一般应高于200℃
C)增加下吹时间，使下吹时间占一个上、下吹循环周期时间的42％以上。
附图说明：
图1是用粉煤制成的煤棒制气的制气炉结构示意图
本发明结合具体实施例1参见附图进一步说明如下：
一种用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，它是用粉煤作原料，加粘结剂搅拌混合均匀，经挤压加工成棒状型煤，送入制气炉加热燃烧，并向炉中通入空气和水蒸气制气，其具体方法如下：
(1)粉煤加粘结剂搅拌均匀、堆沤：
原煤破碎成粒度直径为3mm以下的粉煤，加入腐植酸钠溶液作粘结剂，搅拌均匀，经堆沤8小时以上，腐植酸钠量为造气煤用量的0.5～1.75％。
粘结剂制剂方法是：以褐煤、泥炭、风化煤及其他含腐植酸钠的矿物作制剂原料，加入含碱的热水，通入蒸气，加热反应温度维持95～100℃，搅拌40分钟，即可提制腐植酸钠溶液粘结剂，其水和制剂原料的液固比为0.7∶1～2∶1；碱用量为腐植酸钠量的10-15％。
(2)堆沤后的粉煤挤压加工成棒状型煤：
上述堆沤后的粉煤经螺旋挤压机挤压加工成直径为φ18～25mm的棒状型煤，经冷却、干燥。
煤棒冷却干燥是在栅格结构的空心斗车中进行，粉煤经加工挤压成棒状型煤后，须装入栅格结构的空心斗车中，煤棒在斗车输送至制气炉的过程中冷却、干燥，冷却、干燥时间以直径为2.4米的制气炉配置约30～50辆空心斗车的运输周转时间为宜。
(3)干燥后的煤棒送入制气炉制气，制气炉[7]参见附图1，煤棒[6]置于制气炉底部、呈塔形堆放，先从炉底下部送入水蒸汽和空气，进行上吹；然后从炉顶部送入水蒸汽进行下吹。制气炉中水蒸汽、空气和煤棒发生气化反应，化学反应式表示如下：
Q表示热量，+Q表示放热，-Q表示吸热，水蒸汽和炭的反应过程叫制气，生成的H2气用于生产氮肥。
制气炉中，气体燃料层分布情况大致可分为五个区域，从上到下依次为干燥层[1]、干镏层[2]、还原层[3]、氧化层[4]，灰渣层[5]，但炉中燃料层的实际分布情况，各层间没有严格区分的界限，往往相邻两层相互交错。
制气炉中煤棒制气的工艺条件是：
①灰层位置：火层位置应控制在气炉中下部，维持较厚的干燥层[1]及干镏层[2]，使煤棒中水份能均匀蒸发。
②维持较低的炉面温度，炉面温度≤380℃，以使煤棒不致因高温急剧蒸发水份而爆裂破碎。
③维持较高的炉底温度，炉底温度一般应大于200℃，以使之尽量降低煤棒烧后的炉渣残炭，并使烧后棒渣略有结疤，结疤疏松，易于处理。
④控制下、下吹时间的分配，增加下吹时间、缩短上吹时间，使火焰位于炉膛的中下部位置。下吹时间控制在约占一个上、下吹周期循环时间的42％以上。
⑤出灰、加炭，适当缩短加炭时间，增加出灰次数，视煤棒的原煤煤种不同而异。
本发明的优点在于：与用于氮肥生产的粉煤炭化煤球成型制气方法相比较。
1、设备投资少，以每年生产4万吨合成氨氮肥计，每套制气系统设备可减少投资50～80万元。
2、粉煤制成炭化煤球需加入25％的石灰，本发明粉煤制成煤棒不需加入石灰，不仅降低了成本，也降低了煤耗，因此每吨原煤的加工成本和降耗可节约30～50元。
3、本发明方法制气质量优于炭化煤球制气质量，减少了氮肥生产整个生产过程动力系统的无用功，生产用的电耗降低5％。
Claims (3)
1、一种用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，它是用粉煤作原料，加粘结剂搅拌混合均匀，经挤压加工成棒状型煤，送入制气炉加热燃烧，并向炉中通入空气和水蒸气，其特征在于：
(1)粉煤加入腐植酸钠溶液作粘结剂，搅拌混合均匀后，堆沤8小时以上，腐植酸钠量为粉煤用量的0.5-1.74％
(2)上述堆沤后的粉煤经螺旋挤压机挤压成直径18～25mm的棒状型煤，再经冷却、干燥
(3)制气炉中煤棒制气工艺条件
A)维持较低的炉面温度，炉面温度≤380℃
B)维持较高的炉底温度，炉底温度一般应高于200℃
c)增加下吹时间，使下吹时间占一个上、下吹循环周期时间的42％以上。
2、根据权利要求1所述的用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，其特征在于其粘结剂制剂方法是：以褐煤、泥炭、风化煤及其他含腐植酸钠的矿物作制剂原料，加入含碱的热水，通入蒸气，加热反应温度维持95～100℃，搅拌40分钟以上，即可提制腐植酸钠溶液粘结剂，其水和制剂原料的液固比为0.7∶1～2∶1；碱用量为腐植酸钠量的10-15％。
3、根据权利要求1所述的用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，其特征在于粉煤经挤压加工成棒状型煤后，装入栅格结构的空心斗车内在输送至制气炉的过程中冷却干燥，冷却干燥时间以2.4米直径的制气炉配置30-50辆空心斗车运输周转时间为宜。
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