專利名稱:兩段爐分氣聯(lián)產(chǎn)城市煤氣和水煤氣的工藝與裝置的制作方法
本發(fā)明屬于用循環(huán)操作兩段爐生產(chǎn)混合煤氣的工藝與裝置的改進。
以煤為原料制取煤氣，通常有干餾與氣化兩種工藝。但是氣化與干餾過程同時進行，在實際上是很難截然分開的，循環(huán)操作兩段爐(簡稱兩段爐)就是在傳統(tǒng)的水煤氣發(fā)生爐上部增設(shè)一直立干餾段，從而將煤的低溫干餾和氣化組織在一個爐體內(nèi)制取干餾氣與水煤氣混合在一起的混合煤氣的裝置。利用兩段爐生產(chǎn)混合煤氣的工藝與裝置于1943年在奧地利研制成功，1952年6月16日至19日國際煤氣聯(lián)盟在比利時的布魯塞爾召開的第五屆國際煤氣會議曾對兩段爐完全氣化技術(shù)提出了專題報告(Complete Gasification in the Chemical Industry and Particularly in the Gas Industry.
Paper by Prof.Dott.Ing.Ivo.GIORDANO.Direttore della Officina Gas di Napoli′Italy′).
循環(huán)操作兩段爐的構(gòu)造及主要制氣工藝流程如附圖所示。循環(huán)操作兩段爐包括加料裝置、干餾段(1)、氣化段(2)、回轉(zhuǎn)爐篦(3)及排灰裝置(4)，干餾段在鐵殼內(nèi)由耐火材料砌成，內(nèi)設(shè)3～5個隔墻，外墻與隔墻與均有垂直通氣道。原料煤由自動加煤機間斷加入兩段爐的干餾段(1)進行低溫干餾，所生成的熱半焦落入氣化段(2)進行水煤氣生產(chǎn)。兩段爐所產(chǎn)生的灰渣由回轉(zhuǎn)爐篦(3)連續(xù)排入灰斗(4)并定時排出爐體。
制氣過程用液壓自動控制機構(gòu)進行控制并按吹風(fēng)、蒸汽吹凈、上吹制氣、下吹制氣以及二次蒸汽吹凈五個階段循環(huán)進行，每個循環(huán)持續(xù)3～5分鐘。在吹風(fēng)階段，由爐底鼓入空氣與氣化段(2)內(nèi)熱半焦接觸，產(chǎn)生不完全燃燒，所生成的鼓風(fēng)氣進入干餾段(1)的通氣道對干餾段的煤進行干餾。由通氣道排出的鼓風(fēng)氣進入增熱器(5)、過熱器(6)及廢熱鍋爐(7)，回收熱量后放空。為了避免兩段爐中殘留的鼓風(fēng)氣混入混合煤氣中，在吹風(fēng)階段后將過熱蒸汽從爐篦下的盤管吹入爐內(nèi)，將吹風(fēng)過程中的殘留鼓風(fēng)氣通過過熱器(6)上部的煙筒排出。吹凈階段完成后即轉(zhuǎn)入上吹制氣階段，所生成的水煤氣通過干餾段(1)的煤層對原料煤進行干餾。上吹制氣所制得的干餾氣與水煤氣混合后的混合煤氣經(jīng)過增熱器(5)、過熱器(6)后進入上吹冷洗塔(8)，然后進入混合煤氣水封槽(9)。上吹制氣階段結(jié)束后，由爐頂向通氣道通入過熱蒸汽，經(jīng)通氣道后送入氣化段(2)進行下吹制氣，所產(chǎn)生的水煤氣由爐底導(dǎo)出經(jīng)下吹冷洗塔(10)后進入混合煤氣水封槽(9)與上吹制氣階段制得的混合煤氣再次混合。下吹制氣結(jié)束以后，爐底空間的水煤氣要用蒸汽吹凈，以避免下一循環(huán)吹風(fēng)時發(fā)生爆炸。二次蒸汽吹凈完成后即轉(zhuǎn)入下一循環(huán)的吹風(fēng)階段，如此循環(huán)不斷地生產(chǎn)出混合煤氣。
由上面的制氣過程可以看到，現(xiàn)有的循環(huán)操作兩段爐氣化工藝與裝置所制得的煤氣是干餾氣與水煤氣經(jīng)過兩次混合后形成的混合煤氣。這種混合煤氣不僅發(fā)熱量低(3100大卡/米3左右)，而且CO氣體含量高(30%以上)，達不到一般城市煤氣設(shè)計規(guī)范的要求，也不適合用作合成氨或甲醇的化工合成氣。這是循環(huán)操作兩段爐氣化工藝與裝置的一大缺點。
本發(fā)明的目的就是對現(xiàn)有循環(huán)操作兩段爐氣化工藝和裝置加以適當(dāng)?shù)母倪M，使上吹制氣階段所產(chǎn)生的混合煤氣與下吹制氣階段所產(chǎn)生的水煤氣完全分離，并且使上吹制氣階段所產(chǎn)生的水煤氣與干餾氣在爐內(nèi)部分地分離，從而實現(xiàn)循環(huán)操作兩段爐氣化裝置分氣聯(lián)產(chǎn)城市煤氣和水煤氣，并使城市煤氣的發(fā)熱量達到3500大卡/米3以上，CO氣體含量降到20%以下。
為了達到上述目的，在原有的循環(huán)操作兩段爐氣化裝置的下吹冷洗塔(10)之后再增設(shè)一水煤氣水封槽(11)，在原有混合煤氣水封槽(9)與水煤氣水封槽之間的管道上增設(shè)一截止閥門(12)，并且在下吹冷洗塔(10)之前增設(shè)一根帶有液壓控制閥的上吹水煤氣管道(13)與原有下吹水煤氣管道(14)并聯(lián)。制氣過程仍按吹風(fēng)、蒸汽吹凈、上吹制氣、下吹制氣和二次蒸汽吹凈五個階段循環(huán)進行，但在整個制氣過程中必須切斷原有混合煤氣水封槽(9)(以下改稱城市煤氣水封槽)與水煤氣水封槽(11)之間的管道上新增設(shè)的閥門(12)，以確保下吹制氣階段中產(chǎn)生的水煤氣與上吹制氣階段中產(chǎn)生的混合煤氣完全分離。在控制水煤氣系統(tǒng)的壓力始終大于城市煤氣系統(tǒng)的壓力(利用兩個水封槽的不同液面高度和壓力自動調(diào)節(jié)閥即可實現(xiàn))的條件下，在上吹制氣階段中加入分氣操作，使這個階段中所產(chǎn)生的大部分水煤氣從混合煤氣中分離出來(兩個系統(tǒng)的壓差的大小根據(jù)所需城市煤氣的發(fā)熱量來決定)。分氣操作有兩種可行的方式，一種方式是分氣操作與爐內(nèi)混氣過程同時進行，另一種方式是分氣操作在爐內(nèi)混氣過程開始后一段時間再進行。分氣操作按前一種方式進行時，應(yīng)首先切斷閥門(15)、(16)、(17)、然后同時打開閥門(18)、閥門(19)和閥門(20)。這時由于水煤氣系統(tǒng)閥門(20)前的壓力大于城市煤氣系統(tǒng)閥門(18)前的壓力，所以有一部分水煤氣與干餾氣混合經(jīng)閥門(18)、增熱器(5)、過熱器(6)和上吹冷洗塔(8)后進入城市煤氣水封槽(9);另一部分水煤氣則經(jīng)通氣道、閥門(20)、上吹水煤氣管道(13)和下吹冷洗塔(10)后進入水煤氣水封槽(11)。分氣操作如按后一種方式進行，則應(yīng)首先切斷閥門(15)、閥門(16)和閥門(17)，然后打開閥門(18)和閥門(19)，這時水煤氣與干餾氣在爐內(nèi)混合經(jīng)閥門(18)、增熱器(5)、過熱器(6)、上吹冷洗塔(8)后進入城市煤氣水封槽(9)，爐內(nèi)混氣過程進行一段時間后(混氣時間的長短根據(jù)所需城市煤氣的發(fā)熱量來控制)再打開閥門(20)，這時大部分水煤氣經(jīng)閥門(20)、上吹水煤氣管道(13)和下吹冷洗塔(10)后進入水煤氣水封槽(11)。
采用新的兩段爐氣化裝置和分氣操作后，可以使大部分水煤氣從混合煤氣中分離出來，實現(xiàn)兩段爐分氣聯(lián)產(chǎn)城市煤氣和水煤氣。城市煤氣與水煤氣產(chǎn)氣量之比可在520/780～380/920之間選擇;城市煤氣的發(fā)熱量可達到3500～4000大卡/米3，CO氣體含量可降到20%以下。這樣，新的循環(huán)操作兩段爐氣化工藝和裝置在提供城市煤氣的同時還可向調(diào)峰型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組提供水煤氣，構(gòu)成熱、電、城市煤氣聯(lián)供系統(tǒng);或者在提供城市煤氣的同時向中小型合成氨或甲醇工廠提供水煤氣，也可用來代替工廠自設(shè)煤氣站。例如，一座年耗煙煤8萬噸的兩段爐分氣聯(lián)產(chǎn)城市煤氣和水煤氣的裝置可供5萬戶民用煤氣，同時外供調(diào)峰電6000～10000瓩，供冷暖房20萬平方米;或者供5萬戶民用煤氣，同時向合成氨工廠供水煤氣可年產(chǎn)2萬噸合成氨，若代替工廠自設(shè)煤氣站，每日可提供燃燒溫度在2000℃以上的水煤氣17萬立方米。
本裝置仍可按原有的工藝操作生產(chǎn)混合煤氣。
權(quán)利要求
1.一種以煤為原料生產(chǎn)混合煤氣的循環(huán)操作兩段爐氣化裝置，其特點是在下吹冷洗塔之后增設(shè)一個水煤氣水封槽，在原有混合煤氣水封槽與水煤氣水封槽之間的管道上增設(shè)一閥門，并且在下吹冷洗塔之前增設(shè)一根帶有液壓控制閥的上吹水煤氣管道與原有的下吹水煤氣管道并聯(lián)。
2.一種包括有吹風(fēng)、蒸汽吹凈、上吹制氣、下吹制氣和二次蒸汽吹凈五個階段的利用循環(huán)操作兩段爐氣化裝置生產(chǎn)混合煤氣的制氣工藝，其特點是在整個制氣工藝過程中切斷混合煤氣水封槽與水煤氣水封槽之間的管道上的閥門，并且在上吹制氣階段加入分氣操作。
3.一種按照權(quán)利要求
2所說的分氣操作，其特點是分氣操作與爐內(nèi)混氣過程同時進行。
4.一種按照權(quán)利要求
2所說的分氣操作，其特點是分氣操作在爐內(nèi)混氣過程開始后一段時間再進行。
專利摘要
本發(fā)明屬于循環(huán)操作兩段爐生產(chǎn)混合煤氣的 工藝與裝置的改進，其目的是使大部分水煤氣從 混合煤氣中分離出來。為此可在原有裝置中下吹 冷洗塔后增設(shè)一個水煤氣水封槽，在原有水封槽 與新增水封槽之間的管道上增設(shè)一閥門，并且在 下吹冷洗塔之前增設(shè)一根帶有液壓控制閥的上吹 水煤氣管道與原有的下吹水煤氣管道并聯(lián)。在上 吹制氣階段中加入分氣操作，分氣操作可以與爐 內(nèi)混氣過程同時進行，也可以在混氣過程開始后 一段時間再進行。
文檔編號C10J3/20GK85100151SQ85100151
公開日1985年10月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者何鐵中 申請人:中國市政工程華北設(shè)計院, 天津市石化通用機械工業(yè)公司, 中國天津化學(xué)工程公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan