[發(fā)明專利]一種密閉的、連續(xù)化高純度水煤氣生產(chǎn)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310099294.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN103374416A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川綠冶科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C10J3/06
• 分類號(hào): C10J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水煤氣的生產(chǎn)方法，特別是一種密閉的、連續(xù)化高純度生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)??

水煤氣是水蒸氣通過熾熱的焦炭而生成的氣體，主要成份是一氧化碳?，氫氣?，有微量CO、HC和NOX。燃燒速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，據(jù)國(guó)外研究和專利的報(bào)導(dǎo)壓縮比可達(dá)12.5。工業(yè)上用作燃料，又是化工原料。?

　　工業(yè)上大多用蒸氣和空氣輪流吹風(fēng)的間歇法，或用蒸氣和氧一起吹風(fēng)的連續(xù)法。熱值約為10500千焦/標(biāo)準(zhǔn)立方米。此外，還有用蒸氣和空氣一起吹風(fēng)所得的“半水煤氣”,水煤氣的生產(chǎn)一般采用間歇周期式固定床生產(chǎn)技術(shù)。在氣化爐中，碳與蒸汽主要發(fā)生如下的水煤氣反應(yīng)：?

　　C+H2O===（高溫）CO+H2?

　　C+2H2O===（高溫）CO2+2H2?

以上反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，因此必須向氣化爐內(nèi)供熱。通常，先送空氣入爐，燒掉部分燃料，將熱量蓄存在燃料層和蓄熱室里，然后將蒸汽通入灼熱的燃料層進(jìn)行反應(yīng)。由于反應(yīng)吸熱，燃料層及蓄熱室溫度下降至一定溫度時(shí)，又重新送空氣入爐升溫，如此循環(huán)。傳統(tǒng)水煤氣生產(chǎn)是用空氣和水蒸氣作為氣化劑制半水煤氣，其工業(yè)生產(chǎn)方法是將兩種氣化劑同時(shí)通入氣化裝置，則碳與空氣的反應(yīng)放熱，而碳與水蒸氣的反應(yīng)吸熱?？刂瓶諝馀c水蒸氣的比例，使碳與空氣反應(yīng)放出的熱量等于碳與水蒸氣反應(yīng)所需的熱量，則制作過程維持自熱運(yùn)行，但產(chǎn)生的氣體組成難以滿足要求。反之，在滿足半水煤氣組成時(shí)，系統(tǒng)將不能維持自熱運(yùn)行，需間歇時(shí)加熱生產(chǎn)。傳統(tǒng)水煤氣的成份由氮?dú)狻錃狻⒁谎趸肌⒍趸?、氧氣、甲烷組成，并含有少量的硫化氫和惰性氣體，不能達(dá)到高純的氫氣和一氧化碳，其中（氮?dú)狻⒍趸?、氧氣、甲烷硫化氫和惰性氣體）對(duì)用于氧化礦物質(zhì)還原有不利因素，且傳統(tǒng)水煤氣生產(chǎn)工藝投資大、工作環(huán)境惡劣、不能連續(xù)生產(chǎn)。

目前，水煤氣發(fā)生裝置，特別是化肥行業(yè)的半水煤氣發(fā)生裝置一般都采用傳統(tǒng)的五步法生產(chǎn)工藝。根據(jù)中國(guó)專利CN200620130339.4中記載了一種兩步法工藝，無論是原來人們使用的五步法傳統(tǒng)工藝，還是兩步法工藝，它們都存在一個(gè)共同點(diǎn)：先送空氣入爐，燒掉部分燃料，將熱量蓄存在燃料層和蓄熱室里，然后將蒸汽通入灼熱的燃料層進(jìn)行反應(yīng)，由于反應(yīng)吸熱，燃料層及蓄熱室溫度下降至一定溫度時(shí)，又重新送空氣入爐升溫，如此循環(huán)都需要向反應(yīng)爐內(nèi)鼓入空氣，使其中的煤炭燃燒升高到一定溫度，再輸入水蒸汽，這就導(dǎo)致燃料、蒸汽消耗高且生產(chǎn)的水煤氣中除CO和H2外還有因鼓入空氣而存在和產(chǎn)生的O2、N2、CO2等其他氣體等缺陷。

傳統(tǒng)方法中用無煙煤作為炭素原料生產(chǎn)的水煤氣中有大量的二氧化硫、硫化氫氣體，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備破壞很嚴(yán)重。

稻殼、秸桿、花生殼、棉殼、玉米芯、玉米稈、高粱桿、豆稈、鋸末、木屑、刨花、竹屑、松粒殼、椰子殼等廢棄物對(duì)環(huán)境污嚴(yán)重，特別是野外焚燒后對(duì)大氣污很嚴(yán)重。

水煤氣中的除CO和H2外的其他氣體的存在影響后續(xù)使用環(huán)節(jié)的效率和效果：如在冶煉領(lǐng)域，水煤氣常被用作還原劑，其純度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和冶煉效率。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有水煤氣生產(chǎn)中因鼓入空氣而導(dǎo)致的上述缺陷，采用一種密閉式的水煤氣制造方法即不向水煤氣發(fā)生爐（以下稱為還原氣體發(fā)生爐或簡(jiǎn)稱發(fā)生爐）內(nèi)鼓入空氣靠氧氣與煤碳等炭素原料發(fā)生氧化反應(yīng)提供反應(yīng)能量，而是用電向水煤氣發(fā)生爐提供反應(yīng)所需能量，從而提高生產(chǎn)的水煤氣的純度，降低對(duì)碳和蒸汽的消耗。

針對(duì)傳統(tǒng)方法中傳統(tǒng)方法中用無煙煤作為炭素原料生產(chǎn)的水煤氣中有大量的二氧化硫、硫化氫氣體，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備破壞很嚴(yán)重的情況，本發(fā)明用木炭作為炭素原料。

針對(duì)稻殼、秸桿、花生殼、棉殼、玉米芯、玉米稈、高粱桿、豆稈、鋸末、木屑、刨花、竹屑、松粒殼、椰子殼等廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，本發(fā)明用稻殼、秸桿、花生殼、棉殼、玉米芯、玉米稈、高粱桿、豆稈、鋸末、木屑、刨花、竹屑、松粒殼、椰子殼作為炭素原料。

技術(shù)方案：??

一種密閉、連續(xù)化高純度水煤氣生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

（1）????將炭素原料裝入發(fā)生爐內(nèi);

（2）???關(guān)閉發(fā)生爐的進(jìn)料口和排渣口使?fàn)t壁將外界空氣與炭原料隔開;??

（3）??向發(fā)生爐的電阻帶輸入電能升溫,?使發(fā)生爐內(nèi)的溫度達(dá)到850℃以上;???

(4)??輸入蒸汽與炭原料發(fā)生反應(yīng)，向發(fā)生爐輸入電能轉(zhuǎn)化成熱能以提供反應(yīng)所需能量;

（5）????調(diào)節(jié)輸入蒸汽流量和/或輸入電量使?fàn)t溫維持在850℃?~?1050℃。

?