CN203222575U

CN203222575U - 一种碎煤加压气化装置

Info

Publication number: CN203222575U
Application number: CN 201320037548
Authority: CN
Inventors: 宋宏斌; 孙硕; 李中山; 王玉忠
Original assignee: Inner Mongolia Datang International Hexigten Coal & Gas Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Datang International Hexigten Coal & Gas Co Ltd
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2023-01-18

Abstract

本实用新型提供了一种碎煤加压气化装置，该装置包括依次序连接的煤仓1、煤锁2、气化炉3和灰锁4，所述气化炉3还连接有入气化炉氧气管道5和入气化炉蒸汽管道6。该装置通过向气化炉直接通入氧气进行点火开车，可大大节约开车时间，并相应地提高了生产效率，具有很高的推广价值。

Description

一种碎煤加压气化装置

技术领域

本实用新型涉及一种加压气化装置，具体涉及一种可以褐煤为原料的碎煤加压气化装置。

背景技术

我国民用及工业用天然气需求量的逐年增加，但我国的天然气储量有限，而煤炭储量相当丰富。因此，为了满足国内日益增长的使用需求，我国煤制天然气项目逐渐发展起来，且趋于大型气化装置。然而，大型气化装置用煤量大，为节约我国煤炭资源，需要寻找适合大型气化装置的设备和煤种。

由于褐煤水分高、发热量低，不大适于民用和发电，而碎煤加压气化炉适用的气化煤种很广，因此对褐煤进行气化是较好的选择。

现有世界上碎煤加压气化炉中，褐煤的点火开车都是采用原设计的空气点火方式，气化炉开车时间长，不利于提高单炉在单位时间内的粗煤气产量和经济效益，而且在大型气化装置全部停车后，较长的重新开车时间也对装置的正常运行不利，同时也不利于稳定长输管网的压力，对最终用户的稳定用气造成不良影响。

因此，目前还需要寻求一种能够缩短点火开车时间的碎煤加压气化装置或设备。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于克服现有技术中点火开车耗时较长的缺陷，提供了一种能够大幅缩短点火开车时间的碎煤加压气化装置，有助于提高生产效率，提升经济效益。

本实用新型提供了一种碎煤加压气化装置，该装置包括依次序连接的煤仓1、煤锁2、气化炉3和灰锁4，所述气化炉3还连接有入气化炉氧气管道5和入气化炉蒸汽管道6。

所述煤锁用于将煤仓内常压的碎煤加进通常为高压的气化炉内。在气化炉中，直接用入气化炉氧气管道和入气化炉蒸汽管道分别通入氧气和中压蒸汽，对碎煤（如褐煤）进行点火开车操作。作为优选的方式，褐煤与气化剂（氧气和蒸汽）逆流接触的温度约为900～1150℃、操作压力为4.0MPa进行气化，主要的气化反应如下：

a、C+H₂O=CO+H₂-4.18×28.3KJ/mol

b、C+2H₂O=CO₂+2H₂-4.18×18.5KJ/mol

c、CO+H₂O=CO₂+H₂+4.18×9.80KJ/mol

d、C+CO₂=CO-4.18×38.3KJ/mol

e、C+H₂=CH₄+H₂+4.18×20.9KJ/mol

f、CO+3H₂=CH₄+H₂O+4.18×49.3KJ/mol

灰锁则用于将气化炉内产生的高温高压的灰渣加以泄压排放。

根据本实用新型的装置，其中，所述装置还包括依次连接的洗涤冷却器7、废锅8和气液分离器9，所述洗涤冷却器7与所述气化炉3连接。

所述废锅又称为废热锅炉或余热锅炉，是利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器，因此它既是工艺流程中高温物流的冷却器，又是利用余热产生蒸汽的废热回收装置。

在所述气化炉中产生温度约为210～240℃的粗煤气，通入洗涤冷却器中进行喷淋洗涤，使其温度降至大约210℃，然后进入废锅进行换热，使其温度降到181℃左右，接着进入气液分离器，使粗煤气中的液滴被分离出来。

根据本实用新型的装置，其中，所述气液分离器9的气体输出端还连接有开车煤气洗涤器10和粗煤气总管11。

被气液分离器处理后的气体可依情况进入开车煤气洗涤器或者粗煤气总管。例如，在气化炉开车或停车的过程中所产生的气体通常被输送到开车煤气洗涤器作进一步处理。而加压气化装置运行稳定后所产生的合格粗煤气则通常被输送至去净化装置的粗煤气管道，以进行后续的变换、冷却、脱硫和脱碳等处理。

根据本实用新型的装置，其中，所述开车煤气洗涤器10还连接有开车煤气分离器12，所述开车煤气分离器12与冷火炬13和热火炬14连接。

本领域技术人员应知晓，所述冷火炬通常是指对气体直接排放，而热火炬通常是指对气体进行燃烧后进行放空。作为优选的实施方式，当气化炉3的压力小于0.4MPa时，所产生的气体经处理后可送至冷火炬进行放空，而当气化炉的压力大于0.4MPa且小于4.0MPa时，所产生的气体可送至热火炬进行燃烧放空。

根据本实用新型的装置，其中，所述气化炉3的炉壁设置有气化炉夹套15，所述气化炉夹套15内连接有入气化炉夹套给水管道16和气化炉夹套排污管道17。将水通入气化炉夹套可以依靠气化炉的热量产生蒸汽，该蒸汽可作为气化剂的一部分被送入气化炉内。而气化炉夹套底部产生的污水则可通过气化炉夹套排污管道定期排出。

根据本实用新型的装置，其中，所述煤锁2还连接有煤锁冲压管道18和煤锁泄压管道19。所述灰锁4还连接有灰锁冲压管道20和灰锁泄压管道21。

根据本实用新型的装置，其中，所述洗涤冷却器7还连接有循环水泵22，用于向所述洗涤冷却器7中泵入高压喷射水。

根据本实用新型的装置，其中，所述废锅8为管壳式废锅，所述废锅8的壳程连接有低压给水管道23和废热蒸汽管道24，所述废锅8的釜底连接有煤气水排放管道25。

根据本实用新型的装置，其中，所述灰锁4通过竖灰管26与灰膨胀冷却器27连接，所述灰膨胀冷却器27与补水管道28相连接。

本实用新型所提供的碎煤加压气化装置可以具有但不限于以下有益效果：

1.本实用新型向气化炉内接入氧气管道，可以直接采用氧气进行点火开车，能够有效缩短气化炉的开车时间，尤其是在大型气化装置整体停车后，对点火开车时间的缩短更加明显。例如，如果原来空气点火开车的时间为12～14小时，那么采用了氧气直接点火开车后可以节约达4～6小时。

2.更进一步的，由于缩短了点火开车的时间，使单位时间内的粗煤气产量得到了相应增长，即提高了生产效率，带来了较大的经济效益。

3.此外，对开车时间的缩短可大大减缓长输管网的输送压力，有利于天然气的稳定输送，并最终有利于稳定用户用气。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施方案，其中：

图1示出了本实用新型的碎煤加压气化装置的一种实施方案的结构示意图；

图2示出了本实用新型的碎煤加压气化装置的一种优选的实施方案的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本实用新型，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本实用新型。

本部分对本实用新型试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本实用新型目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本实用新型仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本实用新型所用材料和操作方法是本领域公知的。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做更为详细的说明。

实施例1

图1示出了本实用新型的碎煤加压气化装置的一种实施方式的结构示意图。

如图所示，本实用新型的装置包括依次序连接的煤仓1、煤锁2、气化炉3和灰锁4。所述气化炉3还连接有入气化炉氧气管道5和入气化炉蒸汽管道6。所述气化炉3还可连接本领域常规的处理设备，对气化炉产生的气体（如粗煤气）进行后续的常规处理。

在实际操作时，煤仓1向煤锁2中加满煤，然后煤锁向气化炉3中加煤，如此多次向气化炉3中加煤直至气化炉满状态。然后从入气化炉蒸汽管道6向气化炉内通入蒸汽，将气化炉中的煤预热3小时左右。当气化炉3的出口温度在120℃以上时，从入气化炉氧气管道5通入氧气（如99.6%以上的纯氧）将煤点着，然后在气化炉中培养火层约3小时。在气化炉中的火层建立起来且火层均匀稳定后，可以逐渐提高通入气化炉的氧气负荷。作为优选，褐煤与气化剂（氧气和蒸汽）逆流接触的温度约为900～1150℃、操作压力为4.0MPa时进行气化。与此同时，可以利用与气化炉连接的后续其他常规的设备，对气化炉在不同阶段产生的气体进行处理，以最终获得合格的粗煤气。

实施例2

图2示出了本实用新型的碎煤加压气化装置的另一种优选的实施方式的结构示意图。

如图所示，该装置还可以包括依次连接的洗涤冷却器7、废锅8和气液分离器9，所述洗涤冷却器7与所述气化炉3连接。

所述气液分离器9的气体输出端还连接有开车煤气洗涤器10和粗煤气总管11。所述开车煤气洗涤器10还连接有开车煤气分离器12，所述开车煤气分离器12与冷火炬13和热火炬14连接。

所述气化炉3的炉壁设置有气化炉夹套15，所述气化炉夹套15内连接有入气化炉夹套给水管道16和气化炉夹套排污管道17。所述煤锁2还连接有煤锁冲压管道18和煤锁泄压管道19；所述灰锁4还连接有灰锁冲压管道20和灰锁泄压管道21。另外，所述灰锁4通过竖灰管26与灰膨胀冷却器27连接，所述灰膨胀冷却器27与补水管道28相连接。

所述洗涤冷却器7还连接有循环水泵22，用于向所述洗涤冷却器7中泵入高压喷射水。

所述废锅8为管壳式废锅，所述废锅8的壳程连接有低压给水管道23和废热蒸汽管道24，所述废锅8的釜底连接有煤气水排放管道25。

在实际操作时，在实施例1中的操作步骤的基础上，将气化炉3产生的粗煤气通入洗涤冷却器7，将粗煤气喷淋冷却，进入废锅8的管程，与壳程中的低压锅炉给水进行换热，使粗煤气进一步冷却。作为优选，在所述气化炉中产生温度约为210～240℃的粗煤气，通入洗涤冷却器中进行喷淋洗涤，使其温度降至大约210℃，然后进入废锅进行换热，使其温度降到181℃左右。经换热的粗煤气进入气液分离器9，使粗煤气中的液滴被分离出来。

当气化炉3内的压力小于约0.4MPa时，粗煤气由气液分离器9送入开车煤气洗涤器10，洗涤粗煤气中的焦油合尘（焦油及含尘焦油等杂质），然后进入开车煤气分离器12，分离粗煤气中夹带的液滴，接着送经冷火炬13放空。

当气化炉3内的压力大于0.40MPa时，粗煤气同样由气液分离器9送入开车煤气洗涤器10洗涤焦油合尘，然后进入开车煤气分离器12分离液滴，接着送入热火炬14经燃烧后放空。

在气化炉3内的压力提升至4.1MPa后（至此阶段大约需2小时），气化炉产生温度约为210～235℃的粗煤气，该粗煤气经洗涤冷却器7喷淋洗涤，并经废锅8换热后，温度降至181℃左右。然后该粗煤气通入气液分离器9分离液滴后，送至粗煤气总管11进行后续的变换、冷却、脱硫和脱碳等操作，可用于制备天然气。

此外，将低压锅炉给水通入气化炉夹套15内，可以依靠气化炉的热量产生中压蒸汽，该蒸汽可作为气化剂的一部分被送入气化炉内。夹套底部产生的污水则可通过气化炉夹套排污管道排出。

气化炉3产生的灰渣排入灰锁4，灰锁泄至常压后，灰渣通过竖灰管26排入渣池。

废锅8的斧底收集的煤气水，通过煤气水排放管道25可排至煤气水分离装置，经处理后的一部分可作为洗涤水等加以再利用，余下部分可输送至酚氨回收装置进行处理和利用。

经测算，一台产能为38500Nm³/h的碎煤加压气化炉，原来每次用空气点火开车的时间约为12～14小时，如果按照实施例2中的装置及操作步骤，即直接用氧气进行点火开车，则气化炉每次开车约节约时间4～6小时。因此，相应的在开车到停车同等时间内，比原来的碎煤加压气化炉空气点火开车，每次开车多生产4～6个小时的粗煤气，即多生产达154000～231000Nm³，经济效益显著。

尽管本实用新型已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本实用新型的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本实用新型不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims

1.一种碎煤加压气化装置，其特征在于，该装置包括依次序连接的煤仓（1）、煤锁（2）、气化炉（3）和灰锁（4），所述气化炉（3）还连接有入气化炉氧气管道（5）和入气化炉蒸汽管道（6）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括依次连接的洗涤冷却器（7）、废锅（8）和气液分离器（9），所述洗涤冷却器（7）与所述气化炉（3）连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气液分离器（9）的气体输出端还连接有开车煤气洗涤器（10）和粗煤气总管（11）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述开车煤气洗涤器（10）还连接有开车煤气分离器（12），所述开车煤气分离器（12）与冷火炬（13）和热火炬（14）连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述气化炉（3）的炉壁设置有气化炉夹套（15），所述气化炉夹套（15）内连接有入气化炉夹套给水管道（16）和气化炉夹套排污管道（17）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述煤锁（2）还连接有煤锁冲压管道（18）和煤锁泄压管道（19）；所述灰锁（4）还连接有灰锁冲压管道（20）和灰锁泄压管道（21）。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述洗涤冷却器（7）还连接有循环水泵（22），用于向所述洗涤冷却器（7）中泵入高压喷射水。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述废锅（8）为管壳式废锅，所述废锅（8）的壳程连接有低压给水管道（23）和废热蒸汽管道（24），所述废锅（8）的釜底连接有煤气水排放管道（25）。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述灰锁（4）通过竖灰管（26）与灰膨胀冷却器（27）连接，所述灰膨胀冷却器（27）与补水管道（28）相连接。