[發(fā)明專利]固定床富氧雙向連續(xù)氣化工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810072348.6
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101481629A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤彪;詹俊懷
• 申請（專利權(quán)）人: 福建三鋼（集團）三明化工有限責(zé)任公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李雁翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固定床煤氣化工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種固定床富氧雙向連續(xù)氣化新工藝。

背景技術(shù)

煤氣化是生產(chǎn)合成氣和燃料氣(半水煤氣和水煤氣)的重要步驟。工業(yè)上生產(chǎn)半水煤氣主要通過以下反應(yīng)：首先空氣中的氧氣與碳反應(yīng)生成CO₂和CO，放出熱量；其次入爐蒸汽與熾熱的炭反應(yīng)生成CO、CO₂和H₂，吸收熱量。通過上述反應(yīng)的生成物與空氣中未參與反應(yīng)的氮氣一起構(gòu)成半水煤氣的主要成分。

C+O₂→CO₂+Q?????C+1/2O₂→CO+Q

C+H₂O→CO+H₂-Q??C+2H₂O→CO₂+2H₂-Q

目前，工業(yè)上在使用的煤氣化工藝主要有兩種。

第一種是傳統(tǒng)的固定床煤氣化技術(shù)，以空氣和蒸汽為氣化劑的間歇氣化工藝，主要包含吹風(fēng)、上吹、下吹、二次上吹、吹凈五個制氣階段。首先從底部向氣化爐內(nèi)送入空氣，使空氣中的氧氣與固定床部分碳進行燃燒，放出熱量，并將大部分熱量蓄積在碳層中，當(dāng)蓄積的熱量使碳層達到制取水煤氣的化學(xué)反應(yīng)所需的溫度時，停止吹風(fēng)，然后向氣化爐內(nèi)通入水蒸汽，使水蒸汽與熾熱的碳發(fā)生氣化反應(yīng)生成半水煤氣。為了保證爐內(nèi)碳層中的溫度相對穩(wěn)定，因此分上吹、下吹、二次上吹、吹凈四個階段通入蒸汽進行氣化反應(yīng)。隨著氣化反應(yīng)的進行，爐內(nèi)碳層溫度逐漸下降，當(dāng)溫度降至使水蒸汽分解率低到一定限度時，停止通蒸汽，再向氣化爐內(nèi)送入空氣，如此循環(huán)往復(fù)。采用這種氣化工藝可以完成半水煤氣的制取，但是其缺點表現(xiàn)為：①吹風(fēng)強度大，帶出物多，煤炭利用效率低，噸氨入爐型煤耗為1.6-2.2噸，且單爐產(chǎn)氣能力低。②吹風(fēng)氣中含有CO、CO₂和SO₂，污染環(huán)境。③是國家明令限制的煤氣化技術(shù)。

第二種是以富氧空氣和蒸汽為氣化劑的固定床富氧連續(xù)氣化工藝，氧濃度50-60％的富氧空氣與蒸汽按一定的汽氧比，從爐底進入，單向上吹制氣。在《中氮肥》2008年3月第二期上署名尤彪的題為《型煤+變壓吸附制氧+富氧連續(xù)氣化組合及其前景》的文章中公開了一種以富氧空氣和蒸汽為氣化劑的富氧連續(xù)氣化工藝：在富氧鼓風(fēng)機入口，氧氣與空氣混合配置成40％～60％的富氧空氣，經(jīng)富氧鼓風(fēng)機加壓后進入混合器再與蒸汽進行充分混合，然后送往煤氣發(fā)生爐底部，連續(xù)上吹制取煤氣。采用這種工藝制取半水煤氣，單位入爐空氣流量小，同時，所公開的這種工藝還具有床溫穩(wěn)定，耗煤少、易操作、無污染的優(yōu)點，因此這種工藝已經(jīng)在逐步取代傳統(tǒng)的煤氣化工藝。但是這種工藝也存在缺點，主要表現(xiàn)為：①單向上吹制氣，溫度梯度從下到上單向變化、溫度最高的半水煤氣的顯熱無法回收利用，半水煤氣溫度高達550-650℃，造成顯熱大量損失，高溫煤氣造成后續(xù)工序管道沖刷嚴重。②噸氨型煤耗1.5-1.6t、氧耗450-600Nm³、蒸汽耗2.5t，消耗不夠經(jīng)濟。③半水煤氣CO₂含量高達18-23％，導(dǎo)致有效氣含量只有62-68％。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有使用固定床煤氣化工藝的不足，本發(fā)明旨在提供一種實現(xiàn)容易、高效、節(jié)能、低投資的固定床富氧雙向連續(xù)氣化工藝。

本發(fā)明為解決以上問題所采用的技術(shù)方案是：一種固定床富氧雙向連續(xù)氣化新工藝，其工藝過程包括上吹階段，將混合有富氧空氣和水蒸汽的氣化劑從氣化爐爐底送入，在氣化爐內(nèi)進行氧化-還原反應(yīng)，制取半水煤氣；

其特征在于：還包括上吹吹凈、下吹、二次上吹三個階段；

a)、上吹吹凈階段，在上吹階段結(jié)束后，從氣化爐爐底通入水蒸汽，利用上吹蒸汽將爐內(nèi)的富氧空氣吹凈；

b)、下吹階段，從氣化爐頂通入水蒸汽，使?fàn)t內(nèi)火層下移；

c)、二次上吹階段，將水蒸汽從氣化爐爐底通入，利用上吹水蒸汽將爐內(nèi)半水煤氣吹凈。

工藝以兩臺造氣爐一組，循環(huán)時間為60-180s，上吹階段占循環(huán)時間的50％，上吹蒸汽流量3-15t/h，上行溫度200-500℃；上吹吹凈階段大于5S，上吹蒸汽流量3-15t/h，上行溫度200-500℃；下吹階段占循環(huán)時間的30-45％，下吹蒸汽流量5-20t/h，下行溫度控制到150-350℃J二次上吹階段大于3s，上吹蒸汽流量3-15t/h。