本發(fā)明屬于煤炭領(lǐng)域，具體涉及一種塊煤氣化生產(chǎn)煤氣的方法。

背景技術(shù)：

一般塊煤固定床氣化技術(shù)包括單段固定床氣化爐、兩段固定床氣化爐和加壓固定床氣化爐等。這些氣化爐工藝要求使用塊煤，入爐煤粒度一般為6-100mm；氣化溫度升高，則產(chǎn)氣速率增加，煤氣中有效成份增加，煤氣熱值增加，但氣化溫度受到氣化塊煤灰熔點(diǎn)的限制，當(dāng)氣化溫度超過塊煤灰熔點(diǎn)時(shí)，固定床氣化爐的透氣性會(huì)降低，造成氣化爐爐灰結(jié)渣，氣化爐不能正常運(yùn)行。我國(guó)部分煤種灰熔點(diǎn)低，用于煤炭氣化，則存在氣化溫度低，氣化效率低等問題，因此，提高部分煤種的塊煤灰熔點(diǎn)，提高氣化爐的操作溫度，提高氣化爐的氣化效率，從而降低煤氣生產(chǎn)成本，是當(dāng)前塊煤氣化技術(shù)發(fā)展需要解決的重要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種塊煤氣化生產(chǎn)煤氣的方法，該方法能夠提高塊煤的灰熔點(diǎn)，提高塊煤氣化生產(chǎn)煤氣的效率。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種塊煤氣化生產(chǎn)煤氣的方法，包括以下步驟：

(1)將灰熔點(diǎn)為1400-1600℃的第一種塊煤和灰熔點(diǎn)為800-1300℃的第二種塊煤按照(0.5～9):(1～9.5)的重量比混合，得到配合煤；

(2)將步驟(1)得到的配合煤裝入固定床氣化爐中進(jìn)行氣化反應(yīng)，得到煤氣；

所述第一種塊煤和第二種塊煤均選自高揮發(fā)份煙煤、低揮發(fā)份煙煤和無煙煤中的任意一種或多種。

氣化反應(yīng)的過程包括塊煤的干燥、干餾、還原和燃燒。

本發(fā)明的塊煤氣化生產(chǎn)煤氣的方法，通過將不同灰熔點(diǎn)的第一種塊煤和第二種塊煤以相應(yīng)比例混合得到配合煤，用于提高配合煤的整體灰熔點(diǎn)，進(jìn)而提高氣化爐的可操作溫度，提高氣化爐的氣化效率，從而降低煤氣的生產(chǎn)成本。優(yōu)選地，所述配合煤中：所述第一種塊煤的粒徑為5～200mm，且其最大粒徑與最小粒徑的比值不大于4；所述第二種塊煤的粒徑為5～200mm，且其最大粒徑與最小粒徑的比值不大于4；且所述第一種塊煤與所述第二種塊煤的當(dāng)量直徑的比值范圍為1/4～4。

一種塊煤的當(dāng)量直徑是指這種塊煤顆粒中最大粒徑與最小粒徑的和除以2得到的平均值。

對(duì)兩種塊煤的粒徑的上述設(shè)置，能夠盡可能地保證配合煤粒徑的均勻性，有利于二者混合均勻，以及更好地提高其灰熔點(diǎn)，進(jìn)而提高氣化爐的可操作溫度和氣化效率。

優(yōu)選地，所述第一種塊煤和所述第二種塊煤的粒徑均為25～100mm，優(yōu)選30～90mm，進(jìn)一步優(yōu)選30～90mm，進(jìn)一步優(yōu)選30～80mm，進(jìn)一步優(yōu)選25～70mm，進(jìn)一步優(yōu)選25～60mm，進(jìn)一步優(yōu)選25～50mm。

塊煤的最大粒徑與最小粒徑之間相差越小，塊煤的粒徑越均勻，這有利于第一種塊煤和第二種塊煤的混合均勻，提高得到的配合煤的灰熔點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述第一種塊煤與所述第二種塊煤的當(dāng)量直徑的比值范圍為1/3～3，優(yōu)選1/2～2。

兩種塊煤的當(dāng)量直徑相差越小，二者粒徑越接近，也有利于二者的混合。

優(yōu)選地，所述第二種塊煤的灰熔點(diǎn)為1000-1200℃。

優(yōu)選地，所述氣化反應(yīng)的氣化溫度為1000～1450℃，優(yōu)選1140℃-1360℃，進(jìn)一步優(yōu)選1150～1350℃，進(jìn)一步優(yōu)選1150～1250℃；所述氣化反應(yīng)的氣化壓力(表壓)為0.0001～10MPa，優(yōu)選0.005～4MPa，進(jìn)一步優(yōu)選0.01～0.2MPa。

與單獨(dú)采用灰熔點(diǎn)為800-1300℃的第二種塊煤相比，氣化溫度可提高100-300℃，進(jìn)而提高煤的氣化效率，降低氣化成本。

優(yōu)選地，所述氣化反應(yīng)的氣化時(shí)間為5～40h，優(yōu)選10～30h，15～25h，15～20h；所述氣化反應(yīng)以含氧氣和水蒸汽的空氣作為氣化劑，其中水蒸汽的飽和溫度為20～80℃，優(yōu)選30～70℃，以保護(hù)爐底排灰爐柵穩(wěn)定運(yùn)行。

優(yōu)選地，所述高揮發(fā)份煙煤選自選自長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤和肥煤中的任意一種或多種；所述低揮發(fā)份煙煤選自貧煤和瘦煤中的任意一種或兩種。

優(yōu)選地，所述第一種塊煤為弱粘煤或不粘煤，所述第二種塊煤為長(zhǎng)焰煤或貧煤，以利于提高煤氣的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低氣化過程中的氣化鼓風(fēng)壓力。

優(yōu)選地，所述第一種塊煤和所述第二種塊煤的重量比為(1～6):(4～7)，優(yōu)選(2～4):7。采用將上述重量比的第一種塊煤和第二種塊煤混合得到的配合煤進(jìn)行氣化，能夠提高固定床氣化爐內(nèi)床層的透氣性，降低床層壓力，減少氣化過程的電耗，降低氣化鼓風(fēng)壓力，可使其小于6000Pa。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述氣化反應(yīng)后，用水對(duì)所述氣化反應(yīng)得到的煤焦油和煤氣的混合氣進(jìn)行噴淋，以分離出煤氣。噴淋后得到煤焦油和水的混合物以及煤氣，煤焦油和水的混合物可進(jìn)一步分離得到煤焦油。

在一種實(shí)施方式中，混合氣經(jīng)冷卻、除塵后，再用水進(jìn)行噴淋。

得到的煤氣可外送用于窯爐加熱。固定床氣化爐的爐渣可用于制磚或生產(chǎn)水泥等。

在一種實(shí)施方式中，用水對(duì)混合氣噴淋后，分理出煤氣后剩下煤焦油和水的混合物，可將該混合物置于油水分離池中進(jìn)行分離，得到煤焦油，所得煤焦油可進(jìn)行加氫處理，以得到運(yùn)輸燃油。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的塊煤氣化生產(chǎn)煤氣的方法，通過將兩種不同灰熔點(diǎn)的塊煤進(jìn)行配合，解決單一的低灰熔點(diǎn)塊煤在氣化過程中會(huì)限制氣化爐的氣化溫度、進(jìn)而限制其氣化效率的問題，使得低灰熔點(diǎn)塊煤氣化生產(chǎn)煤氣時(shí)，塊煤的整體灰熔點(diǎn)提高，氣化爐的氣化溫度可以提高，進(jìn)而提高氣化爐的透氣性，防止氣化爐爐灰結(jié)渣，提高氣化效率，降低煤氣的生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案及其效果做進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的內(nèi)容，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)用本發(fā)明的構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的簡(jiǎn)單改變都在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。

以下實(shí)施例和對(duì)比例中所用的原料以及氣化條件如表1所示。

表1實(shí)施例1-8和對(duì)比例1-3中所用的原料以及氣化條件

按照GB/T212和GB/T214方法，檢測(cè)實(shí)施例1-8和對(duì)比例1-3中第一種塊煤和第二種塊煤的理化性質(zhì)，均為：發(fā)熱量大于25000MJ/kg，灰分小于13wt％，硫低于0.5wt％，揮發(fā)份為30wt％，符合氣化爐的基本要求。

實(shí)施例1-8和對(duì)比例1-3根據(jù)如表1所示的原料及氣化條件，按照以下方法制備煤氣：

(1)將第一種塊煤和第二種塊煤按照重量比進(jìn)行混合，得到配合煤；

(2)將步驟(1)得到的配合煤裝入固定床氣化爐(山東黃臺(tái)工業(yè)煤氣爐廠制造)中，在相應(yīng)的氣化條件(氣化溫度、氣化時(shí)間和飽和蒸汽溫度)下進(jìn)行氣化反應(yīng)，得到煤焦油和煤氣的混合氣；然后混合氣經(jīng)冷卻、除塵、并用水噴淋脫除煤焦油，得到煤氣。

其中，將脫除的煤焦油經(jīng)油水分離池與水分離，得到煤焦油。

根據(jù)上述方法制備煤氣時(shí)，測(cè)定固定床氣化爐爐底的氣化鼓風(fēng)壓力；根據(jù)上述方法制備得到煤氣后，分別用奧氏氣體分析儀測(cè)定實(shí)施例1-8和對(duì)比例1-3中煤氣的熱值、煤氣中的主要組分及含量；按照YB/T5075方法，檢測(cè)所得煤焦油的性質(zhì)。結(jié)果如表2所示。

表2實(shí)施例1-8及對(duì)比例1-3的結(jié)果

根據(jù)表2，可得出以下結(jié)論：

由實(shí)施例1-8之間的比較可知，由于煤種的不同，根據(jù)本發(fā)明方法得到的煤氣的質(zhì)量是有差異的，當(dāng)?shù)谝环N塊煤的煤種為弱粘煤或不粘煤、第二種塊煤的煤種為長(zhǎng)焰煤或貧煤時(shí)，相對(duì)于當(dāng)?shù)谝环N塊煤的煤種為瘦煤、肥煤或貧煤、第二種塊煤的煤種為瘦煤或氣煤時(shí)，得到的煤氣的質(zhì)量高，氣化過程的壓力低。

由實(shí)施例1與對(duì)比例1的比較可知，當(dāng)?shù)谝环N塊煤的各顆粒之間粒徑差異較大，最大粒徑與最小粒徑的比值超過4，超出了本發(fā)明要求的范圍時(shí)，得到的煤氣的熱值降低、煤氣中的甲烷含量降低、煤氣質(zhì)量下降，且氣化過程的氣化鼓風(fēng)壓力由4500Pa升至7000Pa，顯著增加；

由實(shí)施例1與對(duì)比例2的比較可知，當(dāng)?shù)诙N塊煤的各顆粒之間粒徑差異較大，最大粒徑與最小粒徑的比值超過4，超出了本發(fā)明要求的范圍時(shí)，得到的煤氣的熱值降低、、煤氣中的甲烷含量降低、煤氣質(zhì)量下降，且氣化過程的氣化鼓風(fēng)壓力由4500Pa升至7500Pa，顯著增加；

由實(shí)施例1與對(duì)比例3的比較可知，當(dāng)?shù)谝环N塊煤和第二種塊煤的粒徑差異較大，二者當(dāng)量直徑的比值超出了本發(fā)明要求的范圍1/4～4時(shí)，得到的煤氣的熱值降低、煤氣中的甲烷含量降低、煤氣質(zhì)量下降，且氣化過程的氣化鼓風(fēng)壓力由4500Pa升至8500Pa，顯著增加；

而氣化過程的氣化鼓風(fēng)壓力增加，會(huì)對(duì)氣化爐的運(yùn)行造成影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣化爐不能正常運(yùn)行，進(jìn)一步導(dǎo)致煤氣產(chǎn)率大幅度下降。

根據(jù)表2，還可知道，煤種及兩種塊煤的粒徑對(duì)副產(chǎn)物煤焦油的質(zhì)量影響不大。