[發(fā)明專(zhuān)利]一種低階煤氣化裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310281752.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103320173A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蓋恒軍;朱艷紅;黃輝華;國(guó)洪躍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/48
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/48;C10J3/84
• 代理公司: 青島高曉專(zhuān)利事務(wù)所 37104
• 代理人: 張世功

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種加壓氣化低階煤的設(shè)備，特別是一種低階煤氣化裝置，減少氣化后粗煤氣中的焦油和酚類(lèi)等污染物。

背景技術(shù)：

褐煤、長(zhǎng)焰煤等低階煤占我國(guó)煤炭貯量的30%以上，是我國(guó)重要的能源組成部分。由于低階煤具有活性高、水分含量和揮發(fā)分含量高等特點(diǎn)，僅有少數(shù)原料煤與氣化產(chǎn)物逆向流動(dòng)的氣化工藝可以對(duì)其進(jìn)行直接氣化，這些氣化工藝包括魯奇加壓氣化工藝以及在魯奇加壓氣化基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的碎煤加壓氣化和BGL氣化，這幾類(lèi)工藝氣化時(shí)，煤從氣化爐頂部加入后，依次通過(guò)干燥層、干餾層、甲烷層、第二反應(yīng)層、第一反應(yīng)層和灰渣層，最后以灰渣的形式外排；煤氣的走向相反，自下而上，最后從干燥層以上的出口采出，這種煤與煤氣逆向流動(dòng)的氣化工藝可以在氣化反應(yīng)發(fā)生前對(duì)煤進(jìn)行干燥和干餾，有利于保證氣化溫度和氣化條件的穩(wěn)定，并能充分回收出爐煤氣熱量，提高熱效率；但這類(lèi)工藝污染嚴(yán)重，在煤入爐后的干燥層和干餾層階段，煤中的水份和大部分揮發(fā)份會(huì)揮發(fā)而進(jìn)入煤氣中，在對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌冷卻時(shí)進(jìn)入洗滌水中形成一些高污染的廢水，廢水中含有大量的焦油、酚類(lèi)和脂肪酸類(lèi)等物質(zhì)，處理難度很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每氣化一噸低階煤，會(huì)產(chǎn)生1噸左右COD超過(guò)25000mg/L的廢水，對(duì)于該類(lèi)廢水，需投入巨資設(shè)置酚回收裝置進(jìn)行處理，并且噸水的處理成本高達(dá)50元以上。因而，采用當(dāng)前魯奇系列的氣化工藝給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大壓力，且需支付巨額廢水處理成本，影響經(jīng)濟(jì)效益。因而，尋求一種經(jīng)濟(jì)、清潔的低階煤氣化設(shè)備對(duì)能源的高效清潔利用，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)提供一種加壓氣化低階煤的裝置，能經(jīng)濟(jì)有效地對(duì)低階煤進(jìn)行直接氣化，并且產(chǎn)生的粗煤氣中酚類(lèi)、焦油類(lèi)污染物含量低，粗煤氣中的甲烷、一氧化碳和氫氣等含量可根據(jù)后續(xù)合成氣的用途進(jìn)行調(diào)整，不僅能用于新建氣化裝置中，也能用于現(xiàn)有魯奇系列氣化裝置的改造。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括氣化爐、煤氣重整器、熱回收器、噴淋冷卻器、原料煤進(jìn)口、氣化劑進(jìn)口、第一粗煤氣進(jìn)口、第一粗煤氣出口、第二粗煤氣進(jìn)口、第二粗煤氣出口、鍋爐給水進(jìn)口、蒸汽出口、噴淋水進(jìn)口、洗滌水外排口、第三粗煤氣出口、第一煤氣管道和第二煤氣管道；爐體為夾套結(jié)構(gòu)的氣化爐的頂部設(shè)置有原料煤進(jìn)口，用于加入低階原料煤；氣化爐內(nèi)自下而上依次鋪設(shè)式排列順序?yàn)槊涸鼘印⒌谝环磻?yīng)層、第二反應(yīng)層、甲烷層、干餾層和干燥層，氣化爐內(nèi)設(shè)置有煤氣重整器，用于收集并重整氣化產(chǎn)生的粗煤氣，煤氣重整器為長(zhǎng)方體、圓筒或列管式結(jié)構(gòu)；煤氣重整器的頂部設(shè)置有第一粗煤氣進(jìn)口，第一煤氣進(jìn)口位于氣化爐內(nèi)干燥層的上方；煤氣重整器的底部設(shè)置有第一粗煤氣出口，第一煤氣出口位于氣化爐內(nèi)干餾層的下方；煤氣重整器或設(shè)置在氣化爐的內(nèi)側(cè)壁上；氣化爐上設(shè)置有氣化劑進(jìn)口；氣化爐的外側(cè)固定設(shè)置有夾套或管殼結(jié)構(gòu)的熱回收器，熱回收器的底部設(shè)置有第二粗煤氣進(jìn)口，第二粗煤氣進(jìn)口通過(guò)第一煤氣管道與第一粗煤氣出口管道式連接；熱回收器的頂部設(shè)置有第二粗煤氣出口，第二粗煤氣出口通過(guò)第二煤氣管道與噴淋冷卻器管道式連接；熱回收器的側(cè)壁下部和上部分別制有鍋爐給水進(jìn)口和蒸汽出口；熱回收器或直接設(shè)置在氣化爐的夾套內(nèi)；噴淋冷卻器的頂部和底部分別制有噴淋水進(jìn)口和洗滌水外排口，噴淋水由噴淋水進(jìn)口進(jìn)入噴淋冷卻器內(nèi)洗滌冷卻粗煤氣后經(jīng)洗滌水外排口排出循環(huán)使用；噴淋冷卻器的右側(cè)中部設(shè)置有第三粗煤氣出口，經(jīng)洗滌冷卻的粗煤氣由第三粗煤氣出口排出進(jìn)入下一工序。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)低階煤氣化的具體工藝步驟為：

（1）、先將原料煤從原料煤進(jìn)口加入氣化爐內(nèi)，原料煤在氣化爐內(nèi)向下移動(dòng)，同時(shí)，將氣化劑從氣化爐下部的氣化劑進(jìn)口加入，使原料煤在氣化爐內(nèi)氣化產(chǎn)生粗煤氣；

（2）、第一粗煤氣進(jìn)口收集氣化產(chǎn)生的粗煤氣并將粗煤氣送入煤氣重整器，粗煤氣自上而下通過(guò)煤氣重整器并在550-1200℃溫度環(huán)境下進(jìn)行重整，重整后的粗煤氣中的焦油類(lèi)、脂肪酸類(lèi)和石油烴類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子的合成氣組分和碳，CH₄、CO₂、CO和H₂的組成根據(jù)重整溫度的不同而發(fā)生變化，能根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)粗煤氣組成的調(diào)節(jié)；煤氣重整器的熱量來(lái)自氣化爐內(nèi)的反應(yīng)熱，其溫度能通過(guò)變換重整器的結(jié)構(gòu)和在氣化爐內(nèi)的位置調(diào)整，重整后的粗煤氣由第一粗煤氣出口排出；