[發明專利]一種利用富氧空氣生產半水煤氣的裝置及方法

無效

• 申請號: 200710036479.4
• 申請日: 2007-01-15
• 公開（公告）號: CN101225328A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 張鳳葵;李玉林;宣桂才;倪鳳武
• 申請（專利權）人: 上海膜法富氧節能工程有限公司
• 主分類號: C10J3/16
• 分類號: C10J3/16
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司
• 代理人: 李浩東

技術領域：

本發明涉及一種生產半水煤氣的裝置及方法，特別涉及一種利用富氧空氣生產半水煤氣的裝置及方法，以便提高化肥工業固定床層造氣爐氣化效率。

背景技術：

目前全國現有小氮肥廠大多數是采用固體無煙煤塊在固定床層造氣爐中間隙式氣化合成氨原料氣。制氣過程中，在制氣階段和回收階段時，都是采用普通含氧量≤21％的空氣加入煤氣爐進行造氣，在上下行制氣過程中加氮空氣和回收過程(CO+H/N₂)按3～3.3的比例混合而成，其產氣量是與入爐空氣中的氧含量有密切的關系。空氣經過吹風、上行制氣、下行制氣、凈化和回收五個過程間歇氣化生成半水煤氣，氣體成份中包括氫、氮、一氧化碳、二氧化碳和少量的硫化氫及惰性氣體。該氣體需要進行脫除，加壓變換和精制成氫氮混合氣，才能進行合成氨。氨的生成需要1.5個氫分子和0.5個氮分子在高溫高壓和觸媒催化作用下合成，其中氫氣水在蒸汽在造氣爐內高溫碳層中分解而成，氮氣水在制氣時加入空氣和回收過程而得到的。在制半水煤氣過程中蒸汽分解吸熱時，都是采用空氣中79％的氮氣和21％的氧氣加入。空氣加入量是根據氨合成氫氮比的需要，空氣中的氮氣進入水煤氣中形成半水煤氣，空氣中的氧氣與原料煤氧化反應，釋放出大量的熱量，彌補水蒸汽分解成半水煤氣時吸熱反應帶走的熱量。目前在制造過程中普遍存在原料煤及蒸汽的消耗較大，合成氨原料氣產量較低的缺點。

發明內容：

本發明的一個目的是提供一種利用富氧空氣生產半水煤氣的裝置，采用該裝置可以增加半水煤氣的產量，降低了原料煤及蒸汽的消耗，增加合成氨原料氣的產量。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種利用富氧空氣生產半水煤氣的裝置，包括造氣爐，其特征在于該造氣爐輸入端與空氣混合罐的輸出端連接，空氣混合罐的一個輸入端與普通空氣管道連接，空氣混合罐的另一輸入端與富氧發生器的輸出端連接，富氧發生器的輸入端與鼓風機連接。

本發明的另一目的是提供一種利用富氧空氣生產半水煤氣的方法，采用該方法可以增加半水煤氣的產量，降低了原料煤及蒸汽的消耗，增加合成氨原料氣的產量。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種利用富氧空氣生產半水煤氣的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：A、由富氧發生器生成富氧空氣；B、該所述富氧空氣與普通空氣混合，產生含氧濃度為24～28％的入爐氣體，將該入爐氣體輸入到造氣爐；C、由造氣爐生產半水煤氣。

本發明通過提高輸入氣體的含氧濃度，可提高造氣爐內氣化分解溫度，提高蒸汽分解效率，節省原料煤和蒸汽消耗，提高半水煤氣產量，增加合成氨原料氣的產量。并且本發明的裝置，不改變原有造氣系統，節省一次性投資。本發明的裝置和方法特別適用于目前化肥工業造氣爐的改造。

附圖說明：

圖1為本發明一個實施例的示意圖

圖2為該實施例中富氧發生器的示意圖

圖3為該實施例中空氣混合罐的示意圖

具體實施方式：

下面對本發明做進一步的描述。

從圖中可以看出，本發明的利用富氧空氣生產半水煤氣的裝置包括以下部件：空氣鼓風機2，空氣鼓風機2與富氧發生器3的輸入端連接，富氧發生器3的輸出端與真空泵4的輸入端連接，真空泵4的輸出端與氣水分離罐5的輸入端連接，氣水分離罐5的輸出端通過富氧空氣鼓風機6與空氣混合罐7的一個輸入端連接，空氣混合罐7的另一輸入端與普通空氣管道8連接，空氣混合罐7的輸出端通過富氧空氣總管9與造氣爐10連接。普通空氣管道8還可與造氣鼓風機1連接，用來將普通空氣鼓入空氣混合罐7和造氣爐10內。

本發明的利用富氧空氣生產半水煤氣的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：A、由富氧發生器3生成富氧空氣；B、由空氣混合罐7該所述富氧空氣與普通空氣混合，產生含氧濃度為24～28％的入爐氣體，將該入爐氣體輸入到造氣爐10；C、由造氣爐10生產半水煤氣。

圖2為該實施例中富氧發生器的示意圖，其中該富氧發生器3包括殼體11，殼體11內設有內膜組件12，殼體11上端設有出氣頂蓋16，出氣頂蓋16四周設有頂排氣孔13，殼體11下部設有與內膜組件12連接的空氣均配箱14，空氣均配箱14與空氣鼓風機2連接，空氣均配箱14還通過真空頭15與真空泵4連接。

使用空氣均配箱14可使進入各內膜組件的空氣均布，并且在空氣均配箱14側面設有手孔17，方便檢修。出氣頂蓋16四周設有可開閉的頂排氣孔13，在運行時，頂排氣孔13開，用于排氣，而停止運行時，頂排氣孔13閉合，防止灰塵進入該富氧發生器。