[發(fā)明專利]煤炭氣化的加壓流化床工藝及加壓流化床系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310128528.2
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103224813A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宗飛;湯連英;王光友
• 申請（專利權(quán)）人: 中國五環(huán)工程有限公司
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54;C10J3/56;C10J3/84;C10J3/86;C10J3/72
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤炭氣化工藝及系統(tǒng)，具體的說是一種煤炭氣化的加壓流化床工藝及加壓流化床系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

我國是一個少油、缺氣，煤炭相對豐富的國家。高水份、高灰分低質(zhì)煤占很大比重。近十幾年，我國煤炭氣化生產(chǎn)工藝技術(shù)取得了長足發(fā)展，各種煤炭工藝技術(shù)也不斷提高和改善，隨著國家對節(jié)能減排力度的增加，煤炭氣化技術(shù)越來越受到各方面的重視。?

將煤炭氣化簡單分為三類，包括有：固定床氣化，流化床氣化和氣流床氣化。固定床氣化中常壓間歇?dú)饣捎谖廴镜葐栴}已被國家叫停，加壓固定床氣化以魯奇爐為代表也存在廢水處理困難等問題；氣流床氣化中有濕法GE-德士古氣化爐，華東理工大學(xué)四噴嘴氣化爐為代表，干法為代表的有Shell、GSP、航天爐、兩段爐等，前者對煤種質(zhì)量要求較高，后者投資相對較高，以Shell氣化為例，單臺投煤量2000噸/天的氣化爐投資約8億，且建設(shè)周期較長；目前的流化床氣化中目前具有代表性的有：恩德爐、U-GAS、KBR、灰熔聚等，除恩德爐為常壓氣化外，其他加壓流化床暫未有大型工業(yè)化示范運(yùn)行裝置，均處于建設(shè)階段，未被得到成功示范。而目前我國煤炭的主要產(chǎn)地新疆、內(nèi)蒙等地的大量劣質(zhì)煤中在煤種適應(yīng)性方面均需要采用投資較少、處理能力較大的加壓流化床氣化爐對其進(jìn)行氣化以生產(chǎn)化工產(chǎn)品。?

目前流化床裝置在常壓氣化基本成熟，但在加壓方面一直未得到成功，主要在于以下方面：1為進(jìn)料系統(tǒng)的不穩(wěn)定和不安全性，傳統(tǒng)的流化床采用螺旋加煤機(jī)對氣化爐進(jìn)行進(jìn)料，此進(jìn)料方式在加壓氣化時存在給料不均勻、容易堵塞故障和泄露的風(fēng)險，如煤粉一旦泄露會?導(dǎo)致煤粉的燃燒極不安全；2為由于流化床操作溫度在900-1000℃,生產(chǎn)的粗煤氣中具有較多的焦油、酚、萘、苯等有機(jī)物，此類物質(zhì)會使得后續(xù)的凈化裝置處理困難，特別是經(jīng)過水洗滌后，含焦油、酚的廢水處理極為困難，且投資和消耗均較高；3為氣化排渣方面，目前傳統(tǒng)的常壓流化床均采用冷渣機(jī)排渣，如采用加壓氣化會使得冷渣機(jī)密封泄露及卡死，排渣溫度無法降低而導(dǎo)致停車；4為粗煤氣化除塵方面，目前傳統(tǒng)的流化床通過旋風(fēng)分離器除塵、廢熱回收后直接進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行水洗，然后再用文丘里進(jìn)行水膜除塵達(dá)到粗煤氣中含塵≤35mg/Nm³，此類工藝除塵效果較差，且產(chǎn)生的較多含塵廢水處理成本較高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡單、操作簡便、可靠性高、運(yùn)行成本低、產(chǎn)品煤氣品質(zhì)優(yōu)秀、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的煤炭氣化的加壓流化床工藝。?

本發(fā)明還提供一種用于上述工藝的設(shè)備投資低、系統(tǒng)可靠性高、安全性好、操作維護(hù)簡便的加壓流化床系統(tǒng)。?

技術(shù)方案包括以下步驟：將煤粉加壓輸送至加壓流化床氣化爐內(nèi)，與氣化劑直接接觸反應(yīng)在爐內(nèi)上部形成密相段，下部形成稀相段，反應(yīng)后的粗煤氣先經(jīng)有機(jī)物分解裝置分解煤氣中含有的有機(jī)物，然后再經(jīng)旋風(fēng)除塵后送入廢熱鍋爐降溫至300－350℃，再經(jīng)高溫過濾器進(jìn)一步除塵，除塵后的粗煤氣進(jìn)入洗滌塔中洗滌得到含塵量≤1mg/Nm³粗煤氣送如下游裝置。優(yōu)選密相段的反應(yīng)溫度為950-1000℃，氣化壓力為3.0-4.0MpaG。?

所述反應(yīng)后的粗煤氣在有機(jī)物分解裝置中的停留時間為3~15s，以充分分解煤氣中含有的有機(jī)物，然后再經(jīng)旋風(fēng)除塵后送入廢熱鍋爐。?

所述煤粉經(jīng)煤鎖斗加壓后，通過氣力輸送的方式在煤粉發(fā)送罐的?發(fā)送下將煤粉送入加壓流化床氣化爐內(nèi)。?

所述加壓流化床氣化爐內(nèi)反應(yīng)后的爐渣降至爐底，經(jīng)激冷室激冷到300-450℃,再經(jīng)料封倉、排渣減壓裝置送入減壓罐降壓到0.2MPa(G)以下，最終通過冷渣機(jī)進(jìn)行再次冷卻后排出系統(tǒng)。?

經(jīng)所述旋風(fēng)除塵后收集的灰塵經(jīng)非機(jī)械閥在松動氣的作用下返回至加壓流化床氣化爐的下段，再次參加氣化反應(yīng)。?

當(dāng)所述有機(jī)物分解裝置內(nèi)附著的焦油過多時，則短時間內(nèi)提高加壓流化床氣化爐的出爐氣體溫度，使有機(jī)物分解裝置內(nèi)的焦油迅速分解后再回到正常操作溫度，所述提高出爐氣體溫度的幅度為50-100℃。?

本發(fā)明加壓流化床系統(tǒng)，包括加壓流化床，所述加壓流化床氣化爐的反應(yīng)氣出口依次連接有機(jī)物分解裝置、旋風(fēng)除塵器、廢熱鍋爐、高溫過濾器及洗滌塔。?

所述有機(jī)物分解裝置包括涂覆有耐火涂料層的筒體，所述筒體兩端設(shè)進(jìn)口和出口，所述筒體內(nèi)間隔設(shè)有至少一個填料區(qū)。?

所述筒體的直徑是煤氣輸送管道直徑的6～10倍。?