[發明專利]合成氣用于輸送氣化粉煤工藝及系統

無效

• 申請號: 201310025481.7
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103113924A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張宗飛;唐鳳金;章衛星;趙濤;王光友
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50;C10J3/84
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本發明涉及一種煤粉氣化工藝及系統，具體的說是一種煤粉氣化工藝中的合成氣用于輸送氣化粉煤工藝及系統。

背景技術

在干粉煤氣化技術中，常用的工藝為將煤粉加壓后經載氣送至氣化爐氣化，氣化得的含灰粗煤氣經干法或濕法除灰、凈化后得到合成氣。根據項目產品的不同，粉煤輸送載氣為通常為氮氣或二氧化碳氣。采用上述惰性氣體作為載氣存在種種問題；（1）如采用現有的氮氣輸送，對后續的低溫甲醇洗裝置及液氮洗裝置都需要相應放大能力；（2）如采用二氧化碳氣輸送，需要將二氧化碳氣體從低壓增壓到高壓，能耗較高，且對低溫甲醇洗裝置的能力需要放大。同時二氧化碳氣輸送粉煤時需要對常壓的二氧化碳氣進行壓縮，這導致管道特別粗，以年產60萬噸甲醇的項目規模為例，二氧化碳氣體管道管徑達DN900，而且洗滌過的二氧化碳氣對管材要求也高；（3）另外，不管采用氮氣還是二氧化碳氣作為粉煤的輸送載氣，都會造成合成氣中含有較高濃度的惰性氣體，理論和實踐均表明傳統的氮氣或二氧化碳氣輸送粉煤工藝具有能耗高、裝置投資大的缺點。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝極為簡單、能耗低、設備投資及運行成本低、合成氣產氣純度高的合成氣用于輸送氣化粉煤工藝。

本發明提供一種用于上述工藝的系統。

技術方案包括將煤粉加壓后經載氣送至氣化爐氣化，氣化得的含灰粗煤氣經干法或濕法除灰、凈化后得到合成氣，采用合成氣作為載氣輸送煤粉。

凈化后得到的合成氣部分循環、加壓后作為載氣輸送煤粉。

控制系統內載氣輸送煤粉的氧濃度低于體積百分比100ppm。

所述凈化后的合成氣部分循環、加壓至5.2-6.0MPaG。

所述加壓前的合成氣輸送管道的管徑為DN50-DN300。

所述凈化后得到的合成氣中惰性氣體含量低于1%vol。

用于上述工藝的合成氣用于輸送氣化粉煤系統，包括依次連接的煤粉貯倉、氣化爐、除灰系統和凈化系統，所述凈化系統還設有循環氣出口，所述循環氣出口經氣體壓縮機與煤粉貯倉的充氣錐進口連接。

所述加壓前的合成氣輸送管道的管徑為DN50-DN300。

所述除灰系統可以為現有的干法或濕法除灰系統。

發明人改變了過去粉煤輸送載氣通常采用氮氣或二氧化碳氣的方式，通過采用合成氣輸送粉煤，能夠有效提高能量使用效率，降低裝置投資。由于凈化后得到的合成氣本身具有較高的壓力，只需要克服設備及管道阻力降即可順利輸送粉煤。完全克服了背景技術所述的采用氮氣或二氧化碳作為載氣存在的各種問題，減小輸送循環合成氣管道的管徑，對管材的要求也不高。同時，由于把粉煤輸送載氣由惰性氣體改為合成氣，避免了大量的惰性氣體進入氣化系統，從而使合成氣中惰性氣體含量顯著降低，得到凈化后的合成氣中惰性氣體的含量可以低于1%vol，另外由于避免了大量的惰性氣體進入氣化系統，從而使氣化爐中一氧化碳氣體的變換反應變得更為順利，更進一步降低了下游變換等裝置的負荷。

本發明工藝克服了載氣只能使用惰性氣體的技術偏見，采用合成氣作為載氣，它和傳統的氮氣或二氧化碳氣輸送粉煤一樣具有較高的安全性，即采用合成氣用于輸送氣化粉煤的工藝系統在正常操作時不會發生爆炸。這是由于發生爆炸需要同時滿足三個條件，第一，易燃易爆氣體在其爆炸極限范圍內；第二，有一定的氧氣濃度；第三，有引爆合成氣的明火或火花。本發明采用合成氣用于輸送氣化粉煤同傳統的氮氣或二氧化碳氣輸送粉煤一樣保持管道、管件及設備等系統的密封操作，合成氣及粉煤不向外泄露，同時嚴格控制氧氣濃度大大低于粉煤自燃或引起合成氣和粉塵爆炸濃度，因此，該系統不滿足合成氣和粉塵爆炸的三個必要條件，其操作安全性較高。

有益效果：

（1）采用氣化工藝中凈化后的合成氣部分回用直接作為煤粉載氣，工藝極為簡單、操作簡便、原料易得，大幅減少惰性氣體的消耗，能大幅降低運行成本。

（2）由于凈化后的合成氣中本身具有相當的壓力，因此回用時壓縮機負荷較輕，能大幅降低能耗，減少設備投資，縮小管道直徑。

（3）利用合成氣作為煤粉載氣，使凈化后合成氣中惰性氣體含量顯著降低，對減少后續工序的裝置能力有明顯效果，有利于下游工序的裝置運行，具有明顯的節能降耗優勢，大大降低了煤氣化及下游凈化裝置的投資，具有廣闊的市場應用前景。

（4）本發明系統簡單、投資和運行成本低、占地面積小、設備緊湊、節約能耗、安全可靠。

附圖說明

圖1為本發明系統圖暨流程圖。