[發(fā)明專利]一種固定床間歇式高溫熔渣煤氣化的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110423686.1
• 申請日: 2011-12-17
• 公開（公告）號: CN102559268A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧光勝;朱月
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北宜化化工股份有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/06;C10J3/74;C10J3/76;C10J3/72
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤氣化的裝置和方法，特別是一種固定床間歇式高溫熔渣煤氣化的裝置和方法。

背景技術(shù)??

按照燃料在氣化爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況來分類是比較通行的方法，一般分為移動(dòng)床(又叫固定床)、沸騰床(又叫流化床)、氣流床和熔融床等。固定床氣化：在氣化過程中，塊煤或碎煤由氣化爐頂部加入，氣化劑由底部通人，煤料與氣化劑逆流接觸，相對于氣體的上升速度而言，原料下降速度很慢，甚至可視為固定不動(dòng)，因此稱之為固定床氣化;而實(shí)際上，煤料在氣化過程中是以很慢的速度向下移動(dòng)的，比較準(zhǔn)確的稱其為移動(dòng)床氣化。從常壓固定床間歇式無煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)、常壓固定床無煙煤(或焦炭)富氧連續(xù)氣化技術(shù)、魯奇固定床煤加壓氣化技術(shù)，到目前世界上較為先進(jìn)的英國BGL高溫熔渣煤氣化技術(shù)，固定床煤氣化工藝經(jīng)歷了一系列的發(fā)展，總的發(fā)展趨勢是由煤種的單一性向多樣性發(fā)展，氣化壓力由常壓向高壓發(fā)展，氣化溫度由低溫向高溫發(fā)展，固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展，工業(yè)規(guī)模由小型化向大型化多聯(lián)產(chǎn)發(fā)展。

目前公知的用于生產(chǎn)甲醇、合成氨的水煤氣、半水煤氣固定床間歇式煤氣發(fā)生爐，其制氣效率不很高，主要表現(xiàn)在:水夾套的水冷壁效應(yīng)導(dǎo)致爐渣殘?zhí)扛摺饣瘡?qiáng)度低;水夾套的目的：一是降低爐壁處煤渣層的溫度，防止高溫結(jié)渣掛爐，二是保護(hù)爐下設(shè)備不受高溫?fù)p壞，三是回收熱量副產(chǎn)蒸汽。水夾套的操作壓力在0.?1~0.?2MPa，飽和蒸汽溫度120~130℃。固定床煤氣發(fā)生爐的原料一般采用無煙塊煤或無煙煤制成的型煤。根據(jù)對無煙煤的燃燒速度測定得知，無煙煤在550~600℃才能開始緩慢著火，但是燃燒速度很慢，隨著溫度的上升燃燒速度加快。所以，目前常用的固定床間歇式煤氣發(fā)生爐靠近水夾套地方有部分的煤渣層遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于著火溫度，經(jīng)實(shí)際測試由于水夾套冷卻效應(yīng)導(dǎo)致水夾套內(nèi)壁周圍80mm環(huán)區(qū)內(nèi)的原料煤層溫度低，不能很好的燃燒儲熱及氣化，這項(xiàng)原因直接導(dǎo)致了返焦的產(chǎn)生，造成目前煤氣發(fā)生爐所下爐渣殘?zhí)苛吭?0—20%甚至更高，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。另外，在吹風(fēng)時(shí)空氣中的氧氣在此環(huán)區(qū)中不能和煤完全燃燒，導(dǎo)致吹風(fēng)氣中氧含量較高，進(jìn)而影響到水煤氣或半水煤氣中的氧含量較高，使變換反應(yīng)蒸汽消耗增加。針對水夾套的水冷壁效應(yīng)，有的研究單位采用提高夾套內(nèi)的蒸汽壓力來提高夾套內(nèi)壁的溫度，但由于蒸汽壓力不可能提得很高，克服水冷壁效應(yīng)的作用很不明顯。有的研究單位采用夾套內(nèi)用導(dǎo)熱油來控制提溫，由于導(dǎo)熱油的使用溫度一般不能超過350℃，所以克服夾套水冷壁效應(yīng)的作用也不明顯，并且長期運(yùn)行控制不好導(dǎo)熱油容易結(jié)焦，甚至出現(xiàn)安全事故。為了克服現(xiàn)有固定床煤氣發(fā)生爐夾套水冷壁效應(yīng)的不足，中國發(fā)明專利200810006652.0“固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的裝置及方法”和中國實(shí)用新型專利200720017162.1“熱壁夾套高效分離煤氣發(fā)生爐”，都提出了在爐膛內(nèi)采用熱壁來降低水冷壁效應(yīng)提高氣化層周圍壁面溫度的辦法，操作中考慮到高溫結(jié)渣掛爐的原因，爐溫都控制在原料煤灰熔點(diǎn)T2以下，這種非高溫氣化方法不能從根本上消除爐渣高殘?zhí)康默F(xiàn)象。

據(jù)中國發(fā)明專利200910175332.?2“一種碎煤熔渣氣化生產(chǎn)煤制天然氣的工藝”資料介紹，渣熔氣化爐上部沿襲魯奇氣化爐從頂部加入的煤與產(chǎn)品氣逆流接觸的氣化流程，而下部則更近似熔融床的熔渣氣化。燃燒區(qū)局部溫度高達(dá)2000℃，氣化溫度1300~1600℃，氣化率較魯奇氣化爐大幅提高，氣化強(qiáng)度成倍提高。與其他氣化技術(shù)相比，熔渣氣化技術(shù)的冷煤氣效率最高(>89%),碳轉(zhuǎn)化率最高(>99.5%)，其中90%以上的能量被轉(zhuǎn)化成可利用的燃料，而殼牌煤氣化為83%，德士古水煤漿為76~79%。所以熔渣氣化實(shí)質(zhì)是將高溫熔渣氣化技術(shù)與碎煤加壓氣化技術(shù)結(jié)合在一起，兼?zhèn)淞穗p方的優(yōu)勢，克服了各自的某些缺點(diǎn)。

能否將高溫熔渣氣化技術(shù)與常壓固定床間歇式無煙煤(或焦炭)氣化技術(shù)結(jié)合在一起，也兼?zhèn)潆p方的優(yōu)勢，克服各自的某些缺點(diǎn)，還沒有先例。