專利名稱：固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的裝置及方法。
技術(shù)背景經(jīng)實(shí)際測(cè)試目前常用的固定床間歇造氣爐靠近水夾套地方，由于水夾套冷卻效應(yīng)導(dǎo)致水 夾套內(nèi)壁周圍80咖環(huán)區(qū)內(nèi)的原料煤層溫度過(guò)低，該部分的原料煤遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于著火溫度，導(dǎo)致不 能很好的燃燒貯熱及氣化。造氣爐氣化層水夾套的水冷壁效應(yīng)不僅導(dǎo)致?tīng)t渣中殘,友較高，殘 碳在IO-20%甚至以上，同時(shí)也導(dǎo)致氣化時(shí)蒸汽分解率低，煤氣中存在大量未分解的水蒸汽進(jìn) 而引起造氣污水漲池排;j文。以上原因，不僅導(dǎo)致目前運(yùn)行的固定床間歇造氣爐生產(chǎn)合成氣系統(tǒng)，用價(jià)格很高的無(wú)煙 煤副產(chǎn)了大量蒸汽，而且還產(chǎn)生了大量的污染物，不僅污染了環(huán)境，也造成了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效 益不佳。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采用一種減少原料煤副產(chǎn)蒸汽及廢氣產(chǎn)生量的節(jié)能減 排方法及裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，包括帶有夾套的固定 床造氣爐，在造氣爐夾套內(nèi)壁環(huán)區(qū)襯以絕熱保溫耐火材料；在絕熱保溫耐火材料內(nèi)壁環(huán)區(qū)靠 近爐膛處砌筑或澆注耐高溫耐磨抗熱震防結(jié)渣耐火材料；夾套內(nèi)通入循環(huán)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)。進(jìn)一步地，上述的造氣爐爐膛頂部為錐形頂，在造氣爐爐膛上部設(shè)有爐頂氣體接管，爐 頂氣體接管連接上行煤氣油壓座板閥的一側(cè)接口 ，上行煤氣油壓座板閥另 一側(cè)口直接連接吹 風(fēng)氣回收油壓座板閥的一側(cè)接口 ；上行煤氣油壓座板閥的底部接口通過(guò)上行煤氣管道插入自 動(dòng)間歇水封槽中；吹風(fēng)氣回收油壓座板閥的底口 ，通過(guò)管道輸出吹風(fēng)氣；爐底鼓風(fēng)箱通過(guò)一根管道連接吹風(fēng)油壓座板閥的一側(cè)接口 ，其另一側(cè)口直接連接下行煤 氣油壓座^反閥一側(cè)接口 ，吹風(fēng)油壓座板閥的底口為吹風(fēng)空氣入口 ；下行煤氣油壓座板閥的底 口為下行煤氣出口 ，連接下行煤氣管道至自動(dòng)間歇水封槽的切向煤氣入口 ；下行煤氣油壓座 板閥的另一側(cè)連接上吹蒸汽油壓閥；在自動(dòng)間歇水封槽后側(cè)設(shè)置有總煤氣出口管道。進(jìn)一步地，在上述的自動(dòng)間歇水封槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)能夠在油壓的作用下升起或落下的密閉 空筒。進(jìn)一步地，還包括一個(gè)用以處理固定床造氣爐所產(chǎn)生的廢棄物的三廢共燃處理系統(tǒng)，其至 少包括采用低倍率機(jī)械循環(huán)流化床的三廢共燃爐、 一個(gè)對(duì)三廢共燃爐所排出的排氣進(jìn)行固氣分離并收集固態(tài)組分的旋風(fēng)分離器，以及一個(gè)將旋風(fēng)分離器中所收集的固態(tài)組分送回到三 廢共燃爐的機(jī)械回料裝置；其中，在所述的三廢共燃爐爐體中部的側(cè)壁上設(shè)有吹風(fēng)氣入口， 該吹風(fēng)氣入口通過(guò)管道與吹風(fēng)氣回收油壓座板閥的底口相連通；在三廢共燃爐下部設(shè)有螺旋 給料機(jī)；在所述的三廢共燃爐頂部設(shè)有廢液噴頭，噴頭下方設(shè)有爐內(nèi)旋風(fēng)筒；所述的機(jī)械回 料裝置由用于收集旋風(fēng)分離器除下來(lái)的固態(tài)組分的鎖氣回料器以及將鎖氣回料器所收集的固 態(tài)組分輸送到三廢共燃爐的水冷螺旋返料機(jī)組成。為達(dá)到上迷目的，本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于 1 ) 4吏造氣爐爐膛氣化區(qū)周圍壁面溫度達(dá)到100(TC以上；2) 減少造氣爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和水煤氣的混合空間。 進(jìn)一步地，還包括步驟3，具體為3) 在燃料中添加可增加原料煤的反應(yīng)活性催化劑。其中，上述的催化劑成分為碳酸鉀、碳酸鈉、氬氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鉀、醋酸鈉、 曱酸鈉、甲醇鈉或二氧化錳中的一種或幾種。 進(jìn)一步地，還包括步驟4，具體為4) 將可燃?xì)怏w在吹風(fēng)階段和上吹制氣期間送入造氣爐。其中，上述的可燃?xì)怏w為曱醇、合成氨合成放空氣及馳放氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、空 氣煤氣、水煤氣或天然氣中的一種或幾種。 進(jìn)一步地，還包括如下步驟，具體為A) 對(duì)固定床造氣爐所產(chǎn)生的廢液、廢氣和廢煤進(jìn)行共同燃燒；B) 對(duì)燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥缅仩t進(jìn)行回收生產(chǎn)蒸汽；C )回收熱量后的煙氣經(jīng)過(guò)干法煙氣除塵器及濕法煙氣脫碌i荅脫石克后通過(guò)引風(fēng)機(jī)從煙囟放空。上述的結(jié)構(gòu)中，由于采用復(fù)合隔熱防結(jié)渣材料砌筑在造氣爐爐膛氣化區(qū)的四周，以使周 圍壁面溫度達(dá)到100(TC以上，減少了水夾套的副產(chǎn)蒸汽量，降低了造氣爐爐渣殘?zhí)?，提高?氣化時(shí)的蒸汽分解率，達(dá)到造氣污水不漲池排放。并通過(guò)減少造氣爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和 水煤氣的混合空間，加強(qiáng)了吹風(fēng)氣和水煤氣的高效分離，降低了吹風(fēng)氣中可燃?xì)怏w成分及水 煤氣中無(wú)效氣體成分，從而減少吹風(fēng)氣及合成放空氣的排放量，達(dá)到了減排二氧化碳的目的。 并將副含CO、 H2、 CH4的可燃?xì)怏w送入造氣爐，用以在吹風(fēng)階段送入時(shí)起到氣化層燃燒貯熱作 用，在上吹制氣期間可分解CH4為原料氣，不僅處理廢氣同時(shí)還降低原料煤消耗。采用低倍率 機(jī)械循環(huán)流化床三廢共燃爐來(lái)處理固定床造氣爐在造氣過(guò)程中所產(chǎn)生的污水池煤泥、造氣除 塵器細(xì)灰、造氣爐渣、可燃有機(jī)廢液、吹風(fēng)氣等三廢可燃能源，不僅三廢可燃能源得到了高溫處理，而且回收高溫?zé)煔鉄崃拷档土松a(chǎn)成本，吹風(fēng)氣燃燒后的煙氣進(jìn)行了除塵脫好u后放空，消除了環(huán)境污染。


圖l是為本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的裝置流程圖 圖2是為本發(fā)明中三廢共燃處理系統(tǒng)流程圖 圖3是為本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的裝置結(jié)構(gòu)4是為圖3所示本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的裝置中耐高溫耐磨抗熱震防 結(jié)渣耐火磚俯視圖。圖5是圖4的剖面圖。圖6是本發(fā)明中三廢共燃爐及旋風(fēng)除塵器設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖7是圖6的剖面圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，具體步驟包括1) 將造氣爐爐膛氣化區(qū)周圍壁面溫度達(dá)到100(TC以上，這樣可減少水夾套的副產(chǎn)蒸汽 量，降低造氣爐爐渣殘?zhí)?，提高氣化時(shí)的蒸汽分解率，達(dá)到造氣污水不漲池排放；2) 減少造氣爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和水煤氣的混合空間，加強(qiáng)吹風(fēng)氣和水煤氣的高效分 離，來(lái)達(dá)到降低吹風(fēng)氣中可燃?xì)怏w成分降低水煤氣中無(wú)效氣體成分，從而減少吹風(fēng)氣及合成 放空氣的排放量，進(jìn)而達(dá)到減排二氧化碳的目的。由于目前固定床間歇造氣爐廣泛采用的原料煤為無(wú)煙煤或焦炭、半焦，無(wú)煙煤或焦炭、 半焦的活性較低，雖然可以通過(guò)吹風(fēng)操作中提高溫度來(lái)增加原料活性，但操作中考慮到防結(jié) 疤翻爐，提溫只能不超過(guò)原料煤的灰融點(diǎn)T2以上，所以用提溫的方法對(duì)提高原料煤活性已很 有限。因此，在燃燒!t熱階段，原料煤就不能快速較徹底地燃燒，造成蒸汽分解率不高及爐 渣里成型渣塊中的殘?zhí)几?。針?duì)原料煤活性不高的情況，本發(fā)明采用在燃料中添加催化劑來(lái)解決。催化劑可增加原 料煤的反應(yīng)活性，吹風(fēng)時(shí)可在短時(shí)間內(nèi)使氣化層達(dá)到較高的溫度，相應(yīng)縮短了吹風(fēng)時(shí)間，增 加單爐制氣能力。另外由于原料煤添加了催化劑，在其灰熔點(diǎn)不降低的情況下，可以在較低 的溫度下具備氣化反應(yīng)的活性，就可使氣化反應(yīng)區(qū)盡快由動(dòng)力學(xué)控制轉(zhuǎn)入擴(kuò)散控制，提高制 氣效率。催化劑成分為碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化4甲、醋酸鉀、醋酸鈉、甲酸鈉、 曱醇鈉、二氧化錳。催化劑的配比中鐘鹽鈉鹽占10%~ 100%, 二氧化錳占0 9(W,催化劑加入 量為原料煤用量的0. 1% ~ 1 催化劑的加入方式以水溶液形式噴灑在入爐原料煤上。進(jìn)一步地，還包括步驟4，具體為4 )將可燃?xì)怏w在吹風(fēng)階l支和上吹制氣期間送入造氣爐。其中，上述的可燃?xì)怏w可以為曱醇或合成氨合成放空氣及馳放氣、低成本的可燃?xì)怏w或 天然氣。將曱醇或合成氨合成放空氣及馳放氣送入造氣爐，當(dāng)在吹風(fēng)階段送入時(shí)可起到氣化 層燃燒貯熱作用，在上吹制氣期間送入時(shí)可分解曱烷為原料氣，起到處理可燃廢氣同時(shí)降低 原料煤消耗的作用。將低成本的可燃?xì)怏w在吹風(fēng)階段送入造氣爐燃燒貯熱，在上吹制氣期間 在高溫碳及蒸汽的作用下分解可燃?xì)怏w中的曱烷為原料氣，來(lái)減少原料煤消耗的方法。低成 本的可燃?xì)怏w指的是一些熱值較高的可燃廢氣，例如一些不能得以有效利用的高爐煤氣、焦 爐煤氣，以及采用比無(wú)煙煤價(jià)格較低的煙煤等原料產(chǎn)的空氣煤氣、水煤氣等熱值豐交高的可燃將天然氣吹入造氣爐是一種天然氣和煤為原料聯(lián)合低成本制合成氣的方法。在熱壁高效 造氣爐的上吹制氣期間，天然氣在高溫碳的催化作用下和蒸汽作用分解為原料氣，同時(shí)一部 分水蒸汽和高溫碳發(fā)生氣化反應(yīng)生成水煤氣。這種方法，克服了單純依靠煤制合成氣時(shí)氫碳 比太低，而采用單純天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣氫碳比太高的缺點(diǎn)。可燃?xì)怏w在吹風(fēng)階段送入熱壁燃?xì)庠鞖鉅t時(shí)，可燃成分CO、 H2、 C^及碳?xì)寤衔飀和空 氣中的氧氣在熾熱碳層上發(fā)生燃燒反應(yīng)，同時(shí)放出熱量?；瘜W(xué)反應(yīng)式為 C H +(m/2) 0產(chǎn)mCO + (n/2)H2 (1)2C0+02=2C02 (2)2HZ+02=2H20 (3)CH4+202=2H20+C0: ( 4 )可燃?xì)怏w在上吹制氣階段送入熱壁造氣爐時(shí)，CH4及碳?xì)浠衔顲^和水蒸汽在1000 ~ 130(TC的熾熱碳層上發(fā)生蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，分解為CO、 C02、 l碳?xì)浠衔顲A在高溫下發(fā)生裂 解，最終熾熱碳、C&和水蒸汽反應(yīng)達(dá)到平衡?；瘜W(xué)反應(yīng)式為 CJ =(m-n/4)C+(n/4)CH4 (6)CH4+H20=C0+3H2AH。2,8=206. 29kJ/mol (7)C+H20=CO+H2AH ,『131. 39kJ/mol (8)CO+HzO=C02+H2 AH°298=-4 1. 1 9kJ/mol (9)熱力學(xué)分析表明，低壓、高溫的條件下有利于反應(yīng)(6)(7) (S)的吸熱反應(yīng)進(jìn)行，低壓、 高溫、過(guò)量蒸汽的條件下有利于反應(yīng)(7) (8)的可逆吸熱反應(yīng)進(jìn)行，提高溫度可提高C仏與碳的平衡轉(zhuǎn)化率，在體系溫度大于90(TC時(shí)，反應(yīng)(7)的主要平衡產(chǎn)物是CO和H" C出將得到分 解。實(shí)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)研究表明，在較高的轉(zhuǎn)化溫度(1000 - 1300°C )下，在高溫義灰催化下，CH4轉(zhuǎn) 化速度^f艮快，在短時(shí)間內(nèi)含量降到了小于1%。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置作進(jìn)一步地 的說(shuō)明。在圖l、圖3、圖4、圖5中本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，包括帶有夾 套l的固定床造氣爐，在造氣爐夾套內(nèi)壁環(huán)區(qū)襯以絕熱保溫耐火材料2;在絕熱保溫耐火材料 內(nèi)壁環(huán)區(qū)靠近爐膛處砌筑或澆注耐高溫耐磨抗熱震防結(jié)渣耐火材料3;夾套l內(nèi)通入循環(huán)流動(dòng) 的冷卻介質(zhì)。采用上述結(jié)構(gòu)，在夾套內(nèi)襯以保溫材料和耐火材料用于絕熱提高熱壁溫度，使 壁溫達(dá)到100(TC以上，減少水夾套的副產(chǎn)蒸汽量，降低造氣爐爐渣殘?zhí)?，提高氣化時(shí)的蒸汽 分解率，達(dá)到造氣污水不漲池排放；耐高溫耐磨防結(jié)渣耐火材料3可以為防結(jié)渣耐火磚，其形 狀如圖4、圖5所示，圖4是單塊防結(jié)漆耐火磚的俯視圖，圖5是單塊防結(jié)渣耐火磚的剖視圖， 防結(jié)渣耐火磚的上下和兩端砌筑面分別有凹凸槽，用于加強(qiáng)磚與磚的徑向及軸向的連接強(qiáng)度 及密封效果。夾套l上面連接內(nèi)襯耐火材料的直形爐體4,直形爐體4上部連接內(nèi)襯耐火材料的錐形爐頂 7;將造氣爐爐膛頂部為錐形頂，這樣可使氣化劑從爐底進(jìn)出時(shí)在煤層分布均勻，并減少造氣 爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和水煤氣的混合空間，加強(qiáng)吹風(fēng)氣和水煤氣的高效分離，以達(dá)到降低 吹風(fēng)氣中可燃?xì)怏w成分降低水煤氣中無(wú)效氣體成分，從而減少吹風(fēng)氣及合成放空氣的排放 量，進(jìn)而達(dá)到減排二氧化碳的目的。錐形爐頂7的上部中間連接爐頂接口 8，爐頂接口 8的頂部連接油壓控制的布料器9，爐頂 接口 8的 一側(cè)連接爐頂氣體接管12;布料器9連接星型給料閥11,星型給料閥11采用減速電機(jī) 10調(diào)節(jié)，星型給料閥11的進(jìn)口 a連接原料煤倉(cāng)；下吹蒸汽油壓閥5的閥前接口 b通過(guò)管道下吹蒸汽閘閥44、總蒸汽油壓閥42 、總蒸汽閘閥 41連接總蒸汽管逸下吹蒸汽油壓閥5的閥后管道6接錐形爐頂7通入錐形爐頂爐膛內(nèi)；爐頂氣 體接管12連接上行煤氣油壓座板閥13的一側(cè)接口 ，上行煤氣油壓座板閥13另 一側(cè)口直接連接 吹風(fēng)氣回收油壓座板閥14的一側(cè)接口；上行煤氣油壓座板閥13的底部接口 c通過(guò)上行煤氣管道 15插入自動(dòng)間歇水封槽10 2中。吹風(fēng)氣回收油壓座板閥14的底口d，連接管道去吹風(fēng)氣旋風(fēng)除塵器103;造氣爐爐底鼓風(fēng) 箱切向接口管道16連接吹風(fēng)油壓座板閥17的一個(gè)側(cè)口 ，管道16上設(shè)有防爆板33;吹風(fēng)油壓座板閥17另 一個(gè)側(cè)口連接下行煤氣油壓座板閥18的一個(gè)側(cè)口 ，下行煤氣油壓座^反閥18的另 一個(gè) 側(cè)口連接上吹蒸汽油壓岡19的側(cè)口；吹風(fēng)油壓座板閥17的底口為吹風(fēng)空氣入口e,通過(guò)管道連 接吹風(fēng)安全蝶閥45的出口 ，吹風(fēng)安全蝶岡4 5的入口連接造氣鼓風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣總管；下行煤氣油壓座板閥18的底口為下行煤氣出口 f ，連接下行煤氣管道至自動(dòng)間歇水封槽 102的切向煤氣入口 ；上吹蒸汽油壓閥19的入口為上吹蒸汽入口 g，通過(guò)管道連接上吹蒸汽閘 閥43、總蒸汽油壓閥42、總蒸汽閘閥41連接至總蒸汽管道；上述固定床造氣爐的吹風(fēng)油壓座板閥17、下行煤氣油壓座板閥18、上行煤氣油壓座板閥 13均采用三通油壓座板閥，閥門有兩個(gè)側(cè)口 一個(gè)底口 ，閥門開(kāi)關(guān)只能控制閥門底口的開(kāi)閉， 相鄰兩具油壓座板閥能通過(guò)法蘭直接連接，閥門側(cè)面口內(nèi)部空間都是相通的；這樣省卻了現(xiàn) 有的油壓座板閥是通過(guò)管道來(lái)連接的麻煩，進(jìn)一步地減少造氣爐的爐外吹風(fēng)氣和水煤氣的混 合空間，加強(qiáng)吹風(fēng)氣和水煤氣的高效分離，來(lái)達(dá)到降低吹風(fēng)氣中可燃?xì)怏w成分降低水煤氣中 無(wú)效氣體成分，從而減少吹風(fēng)氣及合成放空氣的排放量，進(jìn)而達(dá)到減排二氧化碳的目的。自動(dòng)間歇水封槽21的上部切向出口 k連接單爐總煤氣出口管道2 8，總煤氣出口管道2 8連才妄 油壓煤氣總出口閥23的底口 ，油壓煤氣總出口閥23的側(cè)出口通過(guò)管道連接多臺(tái)造氣爐的煤氣 總管；自動(dòng)間歇水封槽加水閥24,閥后通過(guò)管道30插入槽內(nèi)防止煤氣倒流泄漏，閥前接口h 通過(guò)管道接造氣污水上水總管；自動(dòng)間歇水封槽作為停車安全檢修水封時(shí)的液位溢流閥22, 通過(guò)管道27連接至單爐總煤氣出口管道28;自動(dòng)間歇水封槽作為濕式水封使用時(shí)的液位溢流 閥25,閥后通過(guò)管道31插入槽內(nèi)防止煤氣倒流泄漏，閥前接口 i通過(guò)接管排至造氣污水地溝； 自動(dòng)間歇水封槽作為干式水封使用時(shí)的液位溢流閥26為油壓座板閥，閥的側(cè)口通過(guò)管道32插 入槽內(nèi)防止煤氣倒流泄漏，閥的底口 j排至造氣污水地溝；油壓控制升降的密閉空筒29，用于 輔助快速降低或升高自動(dòng)間歇水封槽干濕轉(zhuǎn)換時(shí)液位的升降。自動(dòng)間歇水封槽的工作過(guò)程是這樣的在正常生產(chǎn)中，加水閥24、液位溢流閥"保持常 開(kāi)；當(dāng)吹風(fēng)結(jié)束上吹制氣開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)，上行煤氣油壓座板閥13、油壓煤氣總出口閥23由關(guān)閉 轉(zhuǎn)為打開(kāi)，吹風(fēng)氣回收油壓座板閥14由打開(kāi)轉(zhuǎn)為關(guān)閉時(shí)，自動(dòng)間歇7K封槽提前處于濕式水封 狀態(tài)，即液位溢流闊26關(guān)閉，密閉空筒29下沉，水封槽內(nèi)水通過(guò)液位溢流閥25溢流保持對(duì)管 道l5的水封作用，防止煤氣通過(guò)管道l5倒流通過(guò)吹風(fēng)氣回收油壓座板閥14的底口 d經(jīng)吹風(fēng)氣旋 風(fēng)除塵器103、吹風(fēng)氣回收油壓座板閥47至吹風(fēng)氣燃燒爐；當(dāng)吹風(fēng)氣回收油壓座板閥14剛關(guān)閉到位時(shí)，自動(dòng)間歇水封槽立即轉(zhuǎn)換處于干式水封狀 態(tài)，即液位溢流閥26打開(kāi)，密閉空筒29上提，水封槽內(nèi)水位快速降低通過(guò)液位溢流閥26溢流， 管道15出口沒(méi)有水封作用，起到低阻力制氣不降低上行煤氣中顯熱的作用。在停車檢修時(shí)，上行煤氣油壓座板閥13、下行煤氣油壓座板閥18、油壓煤氣總出口閥23、液位溢流閥25、液位溢流閥26均關(guān)閉，打開(kāi)液位溢流閥22，加水閥2"呆持常開(kāi)，禍:證液位溢 流閥22連續(xù)溢流水正常，即可水封隔絕此臺(tái)造氣爐同其他造氣爐的氣體^:系。閘閥48的作用是系統(tǒng)停電導(dǎo)致停車時(shí)打開(kāi)放空保證造氣爐安全，油壓座板閥49的作用是 制惰時(shí)將煤氣自動(dòng)放空，油壓座板閥46的作用是作為吹風(fēng)氣暫時(shí)不能燃燒回收時(shí)放空。經(jīng)減 壓后的可燃?xì)怏w經(jīng)水封104防回火后通過(guò)三處送入造氣爐， 一處通過(guò)閥55、油壓閥54加入造氣 爐鼓風(fēng)箱ml, —處通過(guò)閥53、油壓閥52加入造氣爐灰倉(cāng)的四周環(huán)區(qū)m2, —處通過(guò)岡51、油壓 閥5 0加入造氣爐夾套和灰倉(cāng)之間的環(huán)區(qū)m 3 。將富含CO、 H2、 CH4的可燃?xì)怏w在以上三處的任何一處送入造氣爐，當(dāng)在吹風(fēng)階段送入時(shí) 可起到氣化層燃燒貯熱作用，在上吹制氣期間送入時(shí)蒸汽和曱烷在原料煤的高溫催化下發(fā)生 轉(zhuǎn)化為原料氣C0和H2的反應(yīng)，不僅處理廢氣同時(shí)還降低原料煤消耗。生產(chǎn)曱醇的合成放空氣未經(jīng)提氮?dú)狻鍤獾那闆r只能在吹風(fēng)時(shí)加入到造氣爐中，或部分 加入到上吹制氣中，以防氮?dú)?、氬氣的循環(huán)積累造成放空量的增加。生產(chǎn)合成氨的合成放空 氣未經(jīng)提氬氣的情況只能在吹風(fēng)時(shí)加入到造氣爐中，或部分加入到上吹制氣中，以防氬氣的 循環(huán)積累造成;^文空量的增加。造氣爐爐底總成采用已知技術(shù)，間歇吹風(fēng)制氣時(shí)的控制及閥門動(dòng)作屬公知技術(shù)，不再詳 細(xì)敘述。 實(shí)施例l在熱壁高效造氣爐系統(tǒng)中，使用山西無(wú)煙煤(熱值28164kJ/kg)為原料，按重量比碳酸 鉀80%,醋酸鈉17%, 二氧化錳3%配催化劑，以原料煤重量的O. 6%比例使用氣化催化劑，將 該催化劑加水配成3(W水溶液噴灑到入爐原料煤上，在上吹制氣階^L送入成分含CH4 36°/。、 H2 25°/。、 N2 39。/。的合成氨放空氣300M3/h,氣化層溫度IOOO ~ 125 0°C 。經(jīng)運(yùn)行分析對(duì)比，半水煤氣中CH4 0.8%,造氣爐爐渣殘?zhí)冀档偷?。/。以下，噸氨煤耗降低 162 kg。實(shí)施例2在熱壁高效造氣爐系統(tǒng)中，使用山西無(wú)煙煤(熱值28164kJ/kg)為原料，按重量比碳酸 鈉65%,醋酸鉀30%, 二氧化錳5%配催化劑，以原料煤重量的O. 5%比例使用氣化催化劑，將 該催化劑加水配成4(W水溶液噴灑到入爐原料煤上，在吹風(fēng)階段送入成分含CO 16°/。、 H2 20%、 CH4 13°/。、 CH,OH 1%、 C02 1W、 N2 40%的甲醇放空氣400Nm3/h。經(jīng)運(yùn)行對(duì)比，造氣爐爐渣殘?zhí)?降低到6%以下，噸醇煤耗降低l96kg。在上述改進(jìn)的基礎(chǔ)上，為了能進(jìn)一步地節(jié)能降排，還包括如下步驟，具體為A) 對(duì)固定床造氣爐所產(chǎn)生的污水池煤泥、吹風(fēng)氣、煤灰、造氣爐渣進(jìn)行共同燃燒；B) 對(duì)燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥缅仩t進(jìn)行回收生產(chǎn)蒸汽；C )回收熱量后的煙氣經(jīng)過(guò)千法煙氣除塵器及濕法煙氣脫硫塔脫碌后通過(guò)引風(fēng)機(jī)從煙囟放空。在圖2、圖6和圖7所示，還包括一個(gè)用以處理固定床造氣爐所產(chǎn)生的廢棄物的三廢共燃處 理系統(tǒng)，其至少包括采用低倍率初4成循環(huán)流化床的三廢共燃爐2 01 、 一個(gè)對(duì)三廢共燃爐所排 出的排氣進(jìn)行固氣分離并收集固態(tài)組分的旋風(fēng)分離器202,以及一個(gè)將旋風(fēng)分離器中所收集的 固態(tài)組分送回到三廢共燃爐的機(jī)械回料裝置；所述的機(jī)械回料裝置由用于收集旋風(fēng)分離器除 下來(lái)的固'態(tài)'組分的鎖氣回料器以及將鎖氣回料器所收集的固態(tài)組分輸送到三廢共燃爐的水冷 螺旋返料機(jī)組成。在三廢共燃爐201下部妒膛，是煤渣煤泥沐騰燃燒區(qū)，造氣爐渣、煤研石、煤粉、造氣污 水煤泥在下部的流化床共燃。在三廢共燃爐201中部爐膛是廢氣燃燒區(qū)，中部設(shè)有廢氣燃燒器，造氣爐產(chǎn)生的吹風(fēng)氣、 脫碳的解析氣通過(guò)吹風(fēng)氣入口經(jīng)廢氣燃燒器送入爐膛和底部來(lái)的流化床高溫?zé)煔夤踩肌Ｔ谌龔U共燃爐201爐膛的上部，是有機(jī)廢液高溫分解燃燒區(qū)，固定床造氣爐所產(chǎn)生的有機(jī) 廢液從噴頭84噴入耐熱鋼板制作的爐內(nèi)旋風(fēng)筒83,進(jìn)行預(yù)熱后進(jìn)入爐膛高溫分解；在高溫?zé)?氣的作用下有^L廢液進(jìn)行分解。這樣氣、液、固三廢在三廢共燃爐201得到共燃處理并產(chǎn)生了高溫?zé)煔?900 ~ 1200°C )。三廢共燃爐201出口的高溫?zé)煔猓M(jìn)入高溫除塵器202進(jìn)行旋風(fēng)除塵。經(jīng)過(guò)高溫除塵器202 除塵后的高溫?zé)煔猓俳?jīng)過(guò)中溫中壓或次高溫次高壓 一 級(jí)余熱鍋爐2 0 3和低壓鍋爐2 0 4 二級(jí)余 熱鍋爐及空氣預(yù)熱器205進(jìn)行回收燃燒爐高溫?zé)煔鉄崃?，煙氣溫度降至l5(TC以下，然后再經(jīng) 過(guò)干法煙氣除塵器206除塵及濕法煙氣脫硫塔207脫硫后，通過(guò)引風(fēng)機(jī)208從煙自209放空。干 法煙氣除塵是指釆用多管旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器、布袋除塵器的除塵方法，濕法煙氣脫硫 是指雙堿法、氨法脫;克的脫硫方法。中溫中壓或次高溫次高壓余熱鍋爐203產(chǎn)生的蒸汽用于生產(chǎn)發(fā)電或生產(chǎn)系統(tǒng)使用，壓力 0. 5MPa以下的低壓鍋爐204用于處理曱醇精餾殘液，低壓鍋爐產(chǎn)生的蒸汽供造氣爐氣化使用。 中溫中壓或次高溫次高壓余熱鍋爐產(chǎn)生的排污水，經(jīng)膨脹器214減壓閃蒸出蒸汽后，剩下的排 污水去低壓余熱鍋爐204中和甲醇精餾殘液，產(chǎn)生低壓蒸汽供造氣使用 中溫中壓或次高溫次高壓一級(jí)余熱鍋爐203包含水冷屏203-l、高溫蒸汽過(guò)熱器203-2、減 溫器203-3、低溫蒸汽過(guò)熱器203-4、對(duì)流排管203-5、鍋筒203-6、省煤器203-7。沸騰^殳燃燒后的爐渣，采用 一次風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)力輸送冷渣器212對(duì)其進(jìn)行氣流輸送至旋風(fēng)分離渣 倉(cāng)213,分離下來(lái)的渣被冷卻到15(TC可裝車銷售或制造建材，分離后夾帶粉塵的空氣被預(yù)熱 到12(TC同二次風(fēng)一起送入懸浮段二次風(fēng)裝置78,起到旋轉(zhuǎn)分離灃騰段來(lái)的高溫?zé)煔饷毫Ｏ陆?回燃的作用，還起到吹風(fēng)氣的爐膛燃燒的配風(fēng)作用?？諝饨?jīng)過(guò)一次風(fēng)機(jī)210加壓后經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器2 05升溫后，送到三廢共燃爐2 01中的風(fēng)室71 進(jìn)行彿騰燃燒煤渣煤泥?？諝饨?jīng)過(guò)二次風(fēng)機(jī)211加壓后經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器205升溫后，送到三廢 共燃爐201的二次風(fēng)裝置78及供吹風(fēng)氣預(yù)混空氣式燃燒器79、其它低熱值氣體預(yù)混空氣式燃燒 器80配空氣用。在圖2、圖6、圖7中三廢共燃爐201,由土建基礎(chǔ)74、內(nèi)部保溫耐火層81、外部鋼制殼體82、爐內(nèi)i走風(fēng)筒83、 有機(jī)廢液噴頭84等組成。風(fēng)室71、點(diǎn)火器72、布風(fēng)板風(fēng)帽73、螺旋給煤機(jī)75、鎖氣器76共同組成了三廢共燃爐201 的底部煤渣煤泥沸騰燃燒區(qū)，在此區(qū)內(nèi)造氣爐渣、煤石f石、煤粉、造氣污水煤泥共燃。點(diǎn)火 器72用于開(kāi)車點(diǎn)火用，鎖氣器76的作用是為了防止吹風(fēng)氣送入三廢共燃爐時(shí)引起壓力波動(dòng)從 爐膛吹出煤灰。螺旋給煤機(jī)75、鎖氣器76各有兩套， 一套用于輸送直徑大于O. 5 mm以上小于 10mm的煤粉顆粒，另一套用于輸送直徑小于O. 5 mm以下的煤粉顆粒和造氣污水池煤泥。輸送 造氣污水池煤泥的螺旋給煤機(jī)75頭部帶有多孔結(jié)構(gòu)噴頭，用于擠壓煤泥為煤棒入爐膛下部燃 燒。在三廢共燃爐201爐膛的中部懸浮段，設(shè)有三廢共燃爐水冷件77，以防止?fàn)t膛煙氣溫度過(guò) 高結(jié)渣。水冷件上部設(shè)有旋轉(zhuǎn)的二次風(fēng)裝置78，用于懸浮段補(bǔ)充空氣和旋轉(zhuǎn)煙氣進(jìn)一步燃燒 其中夾帶的煤粉。在爐膛的中部設(shè)有吹風(fēng)氣和脫碳解析氣等低熱值氣體的吹風(fēng)氣預(yù)混空氣式 燃燒器79、其它低熱值氣體預(yù)混空氣式燃燒器80。吹風(fēng)氣從預(yù)混空氣式燃燒器79在三廢共燃 爐201高溫?zé)煔獬隹诘囊粋?cè)和中心旋風(fēng)筒83之間切向送入懸浮段，起到旋轉(zhuǎn)分離淬騰段來(lái)的高 溫?zé)煔鈯A帶的煤粒及自身夾帶的煤粒下降回燃的作用。三廢共燃爐水冷件"內(nèi)的冷卻水和中 壓鍋爐鍋筒203-6通過(guò)管道連接成自然循環(huán)形式。高溫除塵器202由外部鋼制殼體86、保溫耐火層89，耐火磚砌筑的旋風(fēng)中心筒87等組成。 三廢共燃爐201出口的高溫?zé)煔?，圍繞高溫除塵器202的旋風(fēng)中心筒87進(jìn)行旋轉(zhuǎn)除塵。旋風(fēng)除 下來(lái)的煤粉，通過(guò)高溫除塵器水冷件88冷卻后進(jìn)入水冷星形鎖氣回料器90、水冷螺旋返料機(jī) 91送入流化燃燒爐膛再次燃燒，也可排經(jīng)鎖氣放灰閥92放灰至刮板撈渣機(jī)9 3水封槽內(nèi)，刮板 撈渣機(jī)93將鎖氣放灰閥92放的灰和防爆水封口 94落下的灰自動(dòng)撈出槽外。高溫除塵器202頂部 設(shè)有防爆孔85，底部為防爆水封口 94插入刮板撈渣機(jī)93水封槽內(nèi)。高溫除塵器水冷件88內(nèi)的 冷卻水和中壓鍋爐鍋筒203-6通過(guò)管道連接成自然循環(huán)形式。綜上可知，由于采用復(fù)合隔熱防結(jié)渣材料砌筑在造氣爐爐膛氣化區(qū)的四周，以使周圍壁 面溫度達(dá)到1000。C以上，減少了水夾套的副產(chǎn)蒸汽量，降低了造氣爐爐渣殘?zhí)?，提高了氣?時(shí)的蒸汽分解率，達(dá)到造氣污水不漲池排放。且通過(guò)減少造氣爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和水煤 氣的混合空間，加強(qiáng)了吹風(fēng)氣和水煤氣的高效分離，降低了吹風(fēng)氣中可燃?xì)怏w成分及水煤氣 中無(wú)效氣體成分，從而減少吹風(fēng)氣及合成放空氣的排放量，達(dá)到了減排二氧化碳的目的。并 將副含CO、 H2、 CH4的可燃?xì)怏w送入造氣爐，用以在吹風(fēng)階段送入時(shí)起到氣化層燃燒貯熱作用， 在上吹制氣期間可分解CH4為原料氣，不僅處理廢氣同時(shí)還降低原料煤消耗。采用低倍率機(jī)械 循環(huán)流化床三廢共燃爐來(lái)處理固定床造氣爐在造氣過(guò)程中所產(chǎn)生的污水池煤泥、造氣除塵器 細(xì)灰、造氣爐渣、可燃有機(jī)廢液、吹風(fēng)氣等三廢可燃能源，不僅三廢可燃能源得到了高溫處 理，而且回收高溫?zé)煔鉄崃拷档土松a(chǎn)成本，吹風(fēng)氣燃燒后的煙氣進(jìn)行了除塵脫碌^后放空， 消除了環(huán)境污染。
權(quán)利要求
1、一種固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，包括帶有夾套的固定床造氣爐，其特征在于在造氣爐夾套內(nèi)壁環(huán)區(qū)襯以絕熱保溫耐火材料；在絕熱保溫耐火材料內(nèi)壁環(huán)區(qū)靠近爐膛處砌筑或澆注耐高溫耐磨抗熱震防結(jié)渣耐火材料；夾套內(nèi)通入循環(huán)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)。
2、 如權(quán)利要求l所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，其特征在于造氣爐爐 膛頂部為錐形頂，在造氣爐爐膛上部設(shè)有爐頂氣體接管，爐頂氣體接管連接上行煤氣油壓座 板閥的一側(cè)接口 ，上行煤氣油壓座板閥另 一側(cè)口直接連接吹風(fēng)氣回收油壓座板閥的一側(cè)接口 ； 上行煤氣油壓座板閥的底部接口通過(guò)上行煤氣管道插入自動(dòng)間歇水封槽中；吹風(fēng)氣回收油壓 座板閥的底口 ，通過(guò)管道輸出吹風(fēng)氣；爐底緣風(fēng)箱通過(guò)一根管道連接吹風(fēng)油壓座板閥的一側(cè)接口 ，其另 一側(cè)口直接連接下行煤 氣油壓座板閥一側(cè)接口 ，吹風(fēng)油壓座板閥的底口為吹風(fēng)空氣入口 ；下行煤氣油壓座板閥的底 口為下行煤氣出口 ，連接下行煤氣管道至自動(dòng)間歇水封槽的切向煤氣入口 ；下行煤氣油壓座 板閥的另 一側(cè)連接上吹蒸汽油壓閥；在自動(dòng)間歇水封槽后側(cè)壁設(shè)置有總煤氣出口管道。
3、 如權(quán)利要求2所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，其特征在于在所述的 自動(dòng)間歇水封槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)能夠在在油壓的作用下升起或落下的密閉空筒。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，其特征在于還 包括一個(gè)用以處理固定床造氣爐所產(chǎn)生的廢棄物的三廢共燃處理系統(tǒng)，其至少包括采用低倍 率機(jī)械循環(huán)流化床的三廢共燃爐、 一個(gè)對(duì)三廢共燃爐所排出的排氣進(jìn)行固氣分離并收集固態(tài) 組分的旋風(fēng)分離器，以及一個(gè)將旋風(fēng)分離器中所收集的固態(tài)組分送回到三廢共燃爐的機(jī)械回 料裝置；其中，在所述的三廢共燃爐爐體中部的側(cè)壁上設(shè)有吹風(fēng)氣入口 ，該吹風(fēng)氣入口通過(guò) 管道與吹風(fēng)氣回收油壓座板閥的底口相連通；在三廢共燃爐下部設(shè)有螺^走給料機(jī)；在所述的 三廢共燃爐頂部設(shè)有廢液噴頭，噴頭下方設(shè)有爐內(nèi)旋風(fēng)筒；所述的機(jī)械回料裝置由用于收集 旋風(fēng)分離器除下來(lái)的固態(tài)組分的鎖氣回料器以及將鎖氣回料器所收集的固態(tài)組分輸送到三廢 共燃爐的水冷螺旋返料機(jī)組成。
5、 一種固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于 1 ) ^f吏造氣爐爐膛氣化區(qū)周圍壁面溫度達(dá)到100(TC以上；2) 減少造氣爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和水煤氣的混合空間。
6、 如權(quán)利要求5所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于還包括 步驟3，具體為3) 在燃料中添加可增加原料煤的反應(yīng)活性催化劑。
7、 如權(quán)利要求6所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于所迷的 催化劑成分為碳酸鉀、碳酸鈉、氬氧化鈉、氮氧化鉀、醋S臾鉀、醋酸鈉、曱酸鈉、甲醇鈉或二氧化錳中的一種或幾種。
8、 如權(quán)利要求6所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于還包括 步驟4，具體為4)將可燃?xì)怏w在吹風(fēng)階段或上吹制氣期間送入造氣爐。
9、 如權(quán)利要求8所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于上述的 可燃?xì)怏w為甲醇、合成氨合成放空氣及馳放氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、空氣煤氣、水煤氣或 天然氣中的一種或幾種。
10、 如權(quán)利要求5、 6或8所述的固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排的方法，其特征在于 還包括如下步驟，具體為A) 對(duì)固定床造氣爐所產(chǎn)生的污水池煤泥、吹風(fēng)氣、煤灰、造氣爐渣進(jìn)行共同燃燒；B) 對(duì)燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥缅仩t進(jìn)行回收生產(chǎn)蒸汽；C )回收熱量后的煙氣經(jīng)過(guò)干法煙氣除塵器及濕法煙氣脫硫塔脫硫后通過(guò)引風(fēng)機(jī)從煙囟放空。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置及方法，為解決原料煤副產(chǎn)蒸汽及廢氣產(chǎn)生量較大問(wèn)題而發(fā)明。本發(fā)明固定床造氣爐生產(chǎn)合成氣節(jié)能減排裝置，包括帶有夾套的固定床造氣爐，在造氣爐夾套內(nèi)壁環(huán)區(qū)襯以絕熱保溫耐火材料；在絕熱保溫耐火材料內(nèi)壁環(huán)區(qū)靠近爐膛處砌筑或澆注耐高溫耐磨抗熱震防結(jié)渣耐火材料；本發(fā)明的方法，1)使造氣爐爐膛氣化區(qū)周圍壁面溫度達(dá)到1000℃以上；2)減少造氣爐的爐內(nèi)及爐外吹風(fēng)氣和水煤氣的混合空間。上述的結(jié)構(gòu)中，由于采用復(fù)合隔熱防結(jié)渣材料砌筑在造氣爐爐膛氣化區(qū)的四周，以使周圍壁面溫度達(dá)到1000℃以上，減少了水夾套的副產(chǎn)蒸汽量，降低了造氣爐爐渣殘?zhí)迹岣吡藲饣瘯r(shí)的蒸汽分解率。
文檔編號(hào)C10J3/76GK101220299SQ20081000665
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者王子國(guó) 申請(qǐng)人:王子國(guó)