[發(fā)明專利]改善的氣化工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410705704.9
• 申請(qǐng)日: 2014-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105694975A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳龍;張辰東;鄧云輝;肖劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 琳德股份公司
• 主分類號(hào): C10J3/02
• 分類號(hào): C10J3/02;C10J3/20
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及改善的氣化工藝。

背景技術(shù)

在小規(guī)模化學(xué)制造工業(yè)中，能氣化無(wú)煙煤的間歇煤氣化器的應(yīng)用是相 當(dāng)廣泛的。特別是在中國(guó)，數(shù)以千計(jì)的間歇煤氣化器投入煤轉(zhuǎn)氨工業(yè)。但 是，因?yàn)樗鼈兊牡托省⒌蜕a(chǎn)能力和釋放的較大量的污染物，常規(guī)的間 歇?dú)饣髯鳛榛ぴ系纳a(chǎn)裝置開(kāi)始不受歡迎。此外，這些類型的煤氣 化器具有低的熱效率，這使得操作起來(lái)更加昂貴。

還可使用間歇煤氣化器來(lái)生產(chǎn)合成煤氣或合成氣，以用于液體燃料、 氫氣、氣體燃料和冶金操作。

這些低效率導(dǎo)致更高的操作成本和更低的碳轉(zhuǎn)化率。這導(dǎo)致在用轉(zhuǎn)化 工藝產(chǎn)生的原料合成氣中所需的氫氣和一氧化碳?xì)怏w濃度低。這些低效率 意味著通過(guò)高度脫碳將大量污染物釋放到大氣。

在氣化工藝中，使氣化器中的煤床相繼與空氣和蒸汽接觸。在氧化階 段中，升高煤床中的溫度，產(chǎn)生氣體混合物，其包括二氧化碳、一氧化碳、 水蒸氣、氫氣、甲烷和其它烴類，將其稱為吹掃氣體。然后，將蒸汽注入 氣化器，產(chǎn)生主要包括一氧化碳和氫氣的原料合成氣。

所需的終端產(chǎn)品通常是合成氣，但還可使所生產(chǎn)的氣體進(jìn)一步反應(yīng)來(lái) 生產(chǎn)額外數(shù)量的氫氣。通過(guò)使合成氣進(jìn)行費(fèi)-托(Fischer-Tropsch)反應(yīng)， 可進(jìn)一步生產(chǎn)烷烴。或者，可對(duì)煤氣進(jìn)行水煤氣變換反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)更多的氫 氣。

在吹氣式氣化器(air-blowngasifier)中，通常在氣化器的底部有高度 的脫碳。這反過(guò)來(lái)導(dǎo)致低的有效合成氣產(chǎn)量，結(jié)果生產(chǎn)能力也同樣是低下 的。因?yàn)檫@些低效率，產(chǎn)生的吹掃氣體多，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

本發(fā)明將氧氣與蒸汽混合用于吹氣式間歇煤氣化器。新的混合系統(tǒng)和 工藝解決了上述問(wèn)題，并提供更高的碳轉(zhuǎn)化率和更大的有效合成氣產(chǎn)量和 總體生產(chǎn)能力。類似地，減少了產(chǎn)生的吹掃氣體的量，得到更加環(huán)境友好 的氣化器操作。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)了在氣化器中生產(chǎn)合成氣的方法， 所述方法包括以下步驟：

a)將煤加入氣化器；

b)將空氣加入氣化器；

c)將蒸汽加入氣化器；和

d)將純氧加入氣化器。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，批露了用于煤氣化的方法，所述方法 包括下述步驟：

a)將煤加入氣化器；

b)將空氣加入氣化器；

c)將蒸汽加入氣化器；

d)將純氧加入氣化器；

e)于空氣、蒸汽和氧氣存在下燃燒煤；和

f)回收合成氣。

于空氣、蒸汽和氧氣存在下，對(duì)煤進(jìn)行氧化。

所述煤選自下組：無(wú)煙煤。

可在本發(fā)明的方法中使用純氧，且可從任意可用的方便的來(lái)源來(lái)獲得 純氧。氧氣可以燃燒煤所需的任意量加入氣化器中，且將根據(jù)具體情況確 定，取決于操作參數(shù)如煤的選擇、蒸汽的質(zhì)量和空氣的質(zhì)量。

通過(guò)空氣的加料和/或蒸汽的加料，將氧氣加入氣化器中，具體取決于 特定氣化單元的需要。

通過(guò)氧氣注入器來(lái)加入氧氣，且通常加40-45秒的時(shí)間。基于氣化器 所顯示的溫度來(lái)開(kāi)始氧氣加料。一旦開(kāi)始了氧氣的初始加料，操作者可基 于在所生產(chǎn)的原料合成氣中所測(cè)的二氧化碳含量、來(lái)自氣化器底部灰分的 碳含量來(lái)手動(dòng)調(diào)節(jié)氧氣的流速。

附圖說(shuō)明

圖1是間歇煤氣化器的示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的氧氣與蒸汽的混 合。

具體實(shí)施方式

氣化器的常規(guī)操作是間歇性工藝。操作周期的時(shí)長(zhǎng)約為150秒，且包 括5個(gè)階段。在第一階段中，從底部將空氣引入氣化器，并且與煤床發(fā)生 燃燒，以產(chǎn)生吹掃氣體/熱解氣體。該步驟之后，從氣化器底部注入蒸汽， 來(lái)產(chǎn)生原料合成氣。該原料合成氣主要包括一氧化碳、氫氣、二氧化碳和 氮?dú)狻Ｔ陔A段三和階段四中，分別從頂部和底部同時(shí)將蒸汽加入氣化器。 在最后的第五階段，從底部將空氣注入氣化器，這就完成了一個(gè)操作周期。

參考附圖，下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

顯示了氣吹式間歇?dú)饣?0。將煤塊或煤球形式的無(wú)煙煤通過(guò)管線1 加入氣化器10。煤將停留在網(wǎng)格或其它擱架A上，在氣化器10的操作中， 它將處于該位置。