[發明專利]煤氣化制甲醇工藝中二氧化碳替代氮氣作為煤粉輸送氣和反吹氣的方法

無效

• 申請號: 201110384336.9
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102517086A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李圣君;閆軍;趙路忠;石自更;任曉旺;張愛民;張霖;段志廣;牛玉奇;劉振峰;梁寶劍;沈小炎;侯劉濤;袁志峰
• 申請（專利權）人: 河南龍宇煤化工有限公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10J3/84;C10J3/50;C10K1/02;C10K1/04;C10K1/16;C07C31/04;C07C29/151
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張愛軍

技術領域

本發明涉及一種煤氣化制甲醇工藝，尤其涉及一種殼牌煤氣化制甲醇工藝中氣體輸送和超高壓反吹的方法。

背景技術

在殼牌煤氣化行業中，尤其是在氣化爐的正常生產過程中，粉煤從磨煤系統被輸送到粉煤儲倉中，從粉煤儲倉進入粉煤排放罐是靠重力流入。該工作完成后粉煤排放罐與所有的低壓設備隔離并充壓，直到其罐內壓力與粉煤給料罐相同，之后兩罐之間的平衡閥、連通閥被先后打開，粉煤就從粉煤排放罐進入粉煤給料罐中。這個過程中需要大量的惰性氣體，以達到粉煤排放罐充、泄壓和穩定煤給料罐壓力的目的。粉煤從粉煤給料罐進入氣化爐煤燒嘴需要大量的惰性氣體進行流化以及輸送。為防止氣化爐激冷段及過熱段積灰、結垢而導致堵塞，殼牌設計用8.1MPa的超高壓氮氣對該部位進行定期反吹，此外飛灰過濾器濾芯的清理再生所用的惰性氣體也是8.1MPa的超高壓氮氣。在粉煤排放罐的充壓、粉煤給料罐壓力的穩定、煤粉管線的粉煤輸送及氣化爐激冷段及過熱段、飛灰過濾器的超高壓反吹均需要大量的惰性氣體。上述氣體均采用空分裝置所分離出來的氮氣。利用氮氣作為煤粉輸送氣和超高壓反吹氣的缺點明顯：1、大量的氮氣需要空分提高自身負荷，造成資源浪費。2、大量氮氣進入氣化爐中，與合成氣（主要為CO、H₂）發生反應生成大量氨氮，造成合成氣的浪費，并給濕洗系統及污水處理系統帶來很大難度。3、低溫甲醇洗所產生的二氧化碳氣體大量放空一方面造成浪費，另一方面給環境帶來不利的影響，與我國節能減排的政策相抵觸，增加了企業節能減排的壓力。

發明內容

本發明要解決的技術問題：為了解決煤氣化制甲醇初始工藝中使用大量氮氣造成的浪費和不利影響，本發明提供一種降低能耗和污染、提高煤氣化效率的殼牌煤氣化制甲醇工藝中氣體輸送和反吹氣的方法。

本發明的技術方案：

煤氣化制甲醇工藝中二氧化碳替代氮氣作為煤粉輸送氣和反吹氣的方法，所述煤氣化制甲醇包括氣化工序、干法除灰工序、濕洗工序、變換工序、低溫甲醇洗工序、甲醇合成及精餾工序，隨著甲醇合成系統的開車，低溫甲醇洗工段開始吸收并富集合成氣中的CO₂，經甲醇再生釋放吸收CO₂，把這部分CO₂回收后送往壓縮機與空分裝置產生的N₂形成混合氣，混合氣經壓縮機加壓后作為煤粉的輸送氣和反吹氣，將輸送氣和反吹氣以及煤粉送入氣化爐，隨著氣化爐合成氣中CO₂的含量逐漸升高，低溫甲醇洗工序分離出來的CO₂也逐漸增多，逐漸減少混合氣中N₂的量，直到完全用CO₂替代N₂作為煤粉的輸送氣和反吹氣。

所述合成氣中H₂S、COS的體積總含量低于0.5%。

所用壓縮機入口氣體的壓力不低于0.02MPa；所述反吹氣為氣化爐用反吹氣體和飛灰過濾器用反吹氣體；混合氣經壓縮機壓縮后的設計壓力為8.1MPa。

所述氣化工序是把干燥的煤粉在氣化爐中與氧氣、水蒸汽反應，生成3.7MPa的粗煤氣，粗煤氣的主要成分為CO和H₂；所述甲醇合成工序是將純凈的CO和H₂在5.0MPa、225℃、銅催化劑條件下合成甲醇。

本發明的積極效果：

（1）本發明利用低溫甲醇洗副產物CO₂，加壓后替代N₂作為煤粉的輸送氣和反吹氣，部分CO₂在高溫下與煤粉發生還原反應生成CO，增加了合成氣中有效氣體CO的量，減少了N₂含量，本發明方法在甲醇工藝中能增加甲醇產量，減少CO₂氣體排放，同時解決了大量氮氣參與反應生成氨氮、造成污水處理難度增大及對環境不利的問題，實現了降低污染、提高產能和生產效率的目的。

（2）本發明用CO₂替代N₂作為煤粉輸送氣和反吹氣對增產甲醇的效果非常明顯，隨著副產物CO₂氣體的增加，增產甲醇的量也就越多。以煤氣化制甲醇年產50萬噸的甲醇廠為例，按100%滿負荷計算，每年可多生產甲醇約5萬噸，按每噸2800元計算，可增加1.4億元的收入，效益明顯；同時放空CO₂的量大幅度減少，按此計算，每年可少向大氣中排放CO₂氣體16萬噸，有突出的環保優勢。