專利名稱：一種水煤氣氣化方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種煤氣氣化方法及其裝置，特別是一種用水蒸汽作氣化劑的煤氣氣化方法及其裝置。
煤氣氣化過程中需要供給熱量，按熱量的供給方法可分氣化方法為內(nèi)熱法、外熱法、固體熱載體法和氣體熱載體法等。
用水蒸汽作氣化劑的煤氣氣化方法多屬于固定熱載體法?，F(xiàn)有的水煤氣多采用移動(dòng)床氣化爐作間隙式氣化，實(shí)際生產(chǎn)過程一般有6個(gè)階段組成，操作復(fù)雜，而且對(duì)煤種塊度要求很嚴(yán)格，一般用碳、無煙煤塊煤為宜。UK Patent Application GB 2107346公開了一種稱作Cogas法的水蒸氣氣化方法和裝置，它由一個(gè)流化床燃燒爐和一個(gè)流化床氣化爐組成。燃燒爐把焦碳粉加熱到一定溫度后，送入氣化爐用水蒸汽進(jìn)行流化氣化。氣化后的焦碳粉又送入燃燒爐中加熱。這樣，焦碳粉在燃燒爐和氣化爐之間連續(xù)不斷的循環(huán)，氣化就連續(xù)不斷的進(jìn)行著。由于大量的焦碳粉在兩爐之間循環(huán)，各設(shè)備之間需要密切配合，操作技術(shù)要求高，循環(huán)管道磨損嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不是之處，提供一種操作簡單、便于自動(dòng)化生產(chǎn)且對(duì)用煤適應(yīng)面廣的水煤氣氣化方法和裝置。
本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)它的裝置包括一沸騰床(或流化床)氣化爐，一沸騰余熱鍋爐和一些補(bǔ)助管道及裝置。整個(gè)水煤氣氣化過程分供風(fēng)和氣化兩個(gè)階段。首先將原料煤在沸騰床氣化爐中沸騰燃燒，使床層溫度升高到預(yù)定溫度，進(jìn)入氣化階段，對(duì)氣化爐供應(yīng)水蒸汽，使?fàn)t中的煤在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生水蒸氣。當(dāng)床層溫度下降到一預(yù)定溫度時(shí)，進(jìn)入供風(fēng)階段，對(duì)氣化爐供應(yīng)空氣，使氣化爐中的煤進(jìn)行沸騰燃燒，放出熱量，使床層溫度又重新升高，升高到預(yù)定溫度時(shí)，氣化爐又進(jìn)入氣化階段，開始另一個(gè)重復(fù)循環(huán)過程。供氣階段的吹風(fēng)氣由管道進(jìn)入沸騰余熱鍋爐進(jìn)行再燃燒，氣化爐中排出的含碳量較高的灰渣用輔助裝置送入沸騰余熱鍋爐中燒盡。沸騰余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽的一部分在氣化階段送入氣化爐中作氣化劑，另一多余部分可作其它生產(chǎn)用。
下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述

圖1所示的是本發(fā)明的裝置示意圖。
它的裝置的主要部分為一沸騰床氣化爐(1)和一沸騰余熱鍋爐(18)，氣化爐帶有料斗(4)、螺旋送料機(jī)(3)和渣筒(11)，沸騰余熱鍋爐帶有料斗(19)、螺旋送料機(jī)(21)和渣筒(27)，氣化爐經(jīng)管道(5)與除塵器(6)相連。管道(9)(17)通過一雙向換向閥(8)與除塵器(6)相連接的管道(7)相連接，管道(9)經(jīng)一除塵器(28)由管道(29)通入凈化裝置中，管道(17)與沸騰余熱鍋爐的下部聯(lián)接氣化爐下部接管道(12)，管道(12)通過雙向換向閥(13)與管道(14)、(15)、(16)聯(lián)接，管道(15)聯(lián)接供風(fēng)裝置，管道(16)聯(lián)接沸騰余熱鍋爐的底下部，管道(14)聯(lián)接沸騰余熱鍋爐的上部，沸騰余熱鍋爐頂部通過管道(22)與除塵器(23)聯(lián)接，除塵器頂部接管道(24)通大氣外界。
采用內(nèi)熱間隙式氣化方法。整個(gè)過程分為氣化和供風(fēng)兩個(gè)階段0～6mm的原料煤從料斗(4)中由螺旋送料機(jī)(3)送入沸騰床氣化爐(1)中。在供風(fēng)階段，空氣從管道(15)經(jīng)雙向換向閥(13)由管道(12)經(jīng)布風(fēng)板(2)進(jìn)入氣化爐，氣化爐中的煤沸騰燃燒，放出熱量，并把熱量積聚于料層中，床層溫度迅速升高，這時(shí)產(chǎn)生的高溫吹風(fēng)氣由管道(15)通過除塵器(6)、將80%的含碳飛灰分離后經(jīng)管道(30)重新入氣化爐(1)中，經(jīng)初步除塵的吹風(fēng)氣經(jīng)雙向換向閥(8)、管道(17)進(jìn)入沸騰余熱鍋爐的下部，吹風(fēng)氣中粉塵沿爐壁分離落入下底部床層中燃燒吹風(fēng)氣中的可燃?xì)鈩t在鍋爐的上部燃燒，產(chǎn)生的煙氣由管道(22)經(jīng)除塵器(23)從管道(24)排至大氣中。沸騰余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽一部分用于沸騰床氣化爐的氣化劑，一部分外供。當(dāng)氣化爐的床層溫度升到1000℃時(shí)，進(jìn)入氣化階段，雙向換向閥(13)換向，關(guān)閉管道(15)與管道(12)的通道停止供風(fēng)，接通管道(12)、(14)，這時(shí)沸騰余熱鍋爐的水蒸汽經(jīng)管道(14)、(12)送入氣化爐，氣化爐中高溫煤在水蒸汽作用下沸騰氣化，發(fā)生水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生水煤氣，與雙向換向閥(13)換向的同時(shí)，雙向換向閥(8)換向，使管道(7)與管道(17)斷開而與管道(9)接通，從而使氣化爐中產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)除塵器(6)初步除塵后經(jīng)管道(9)除塵器(28)管道(29)進(jìn)入煤氣凈化裝置。除塵器(6)分離下的細(xì)灰，經(jīng)管道(30)重返氣化爐(1)中，水煤氣反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，料層溫度逐漸降低，當(dāng)爐溫度下降到850℃時(shí)，氣化反應(yīng)速度變得很慢，此時(shí)將雙向換向閥(8)、(13)換向，完成氣化階段，整個(gè)系統(tǒng)又開始一個(gè)從供風(fēng)到氣化的重復(fù)循環(huán)。氣化爐中燃燒過的煤灰渣排入到渣筒(11)含碳量高的灰渣用渣筒(11)送到沸騰余熱鍋爐的料斗(19)中，由螺旋送料機(jī)(21)送入沸騰余熱鍋爐內(nèi)再燃燒。沸騰余熱鍋爐不需要補(bǔ)充新的燃料，可用氣化爐的排渣供應(yīng)量來調(diào)節(jié)鍋爐的熱負(fù)荷。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，該系統(tǒng)的最佳操作參數(shù)為沸騰床氣化爐的操作溫度為850℃～1000℃，空氣流化速度0.5～1.5m/s，沸騰余熱鍋爐的操作溫度為900℃～950℃，空氣流化速度為0.5～2m/s，產(chǎn)生的煤氣成分為H250～60%、CO 15～20%、CO210～15%、CH43～5% N25～10%，煤氣熱值為10500 KJ/Nm本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、整個(gè)氣化進(jìn)程只需供風(fēng)、氣化兩個(gè)過程，依靠換向閥操作非常簡單，并且便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
2、對(duì)原料煤要求不高，不僅可使用0～6mm的焦碳、無煙煤還可使用弱粘結(jié)性煙煤褐煤，所以原料煤來源豐富、成本低。
3·該發(fā)明中設(shè)置了沸騰余熱鍋爐，不僅使吹風(fēng)氣的化學(xué)熱和物理可以回收，而且氣化爐排出的高含碳量的灰渣可入沸騰余熱鍋爐再燃燒提高了系統(tǒng)的總能量利用率。
4·該發(fā)明采用飛灰再循環(huán)，使碳的利用率大大提高。
權(quán)利要求
1.一種以水蒸汽作氣化劑的煤氣氣化方法，其特征在于整個(gè)煤氣氣化過程分供風(fēng)和氣化兩個(gè)階段，在供風(fēng)階段，對(duì)氣化爐供應(yīng)空氣，使氣化爐中的煤進(jìn)行沸騰燃燒，放出熱量，當(dāng)床層溫度升高到預(yù)定溫度時(shí)，停止對(duì)氣化爐供應(yīng)空氣，進(jìn)入到氣化階段，對(duì)氣體爐供應(yīng)水蒸汽，使氣化爐中的高溫煤在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生水煤氣，水煤氣經(jīng)除塵器處理進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)，當(dāng)氣化爐床層溫度下降到一預(yù)定溫度時(shí)，結(jié)束氣化階段，系統(tǒng)重又進(jìn)入供風(fēng)階段，開始另一個(gè)重復(fù)循環(huán)過程，供氣階段的吹風(fēng)氣經(jīng)氣化爐由管道進(jìn)入沸騰余熱鍋爐進(jìn)行再燃燒，氣化爐中排出的含碳量較高的灰渣用補(bǔ)助裝置送入沸騰余熱鍋爐中燒盡，沸騰余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽的一部分在氣化階段送入氣化爐中作氣化劑，另一部分作其它生產(chǎn)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的煤氣氣化方法，其特征在于它是這樣實(shí)現(xiàn)的0～6mm的原材煤從料斗(4)中由螺旋送料機(jī)(3)送入沸騰床氣化爐(1)中，在供風(fēng)階段，空氣從管道(15)經(jīng)雙向換向閥(13)由管道(12)進(jìn)入氣化爐，使氣化爐中的煤進(jìn)行沸騰燃燒，這時(shí)產(chǎn)生的高溫吹風(fēng)氣由管道(15)通過除塵器(6)、將80%的含碳飛灰分離后經(jīng)管道(30)重新入氣化爐(1)中，經(jīng)初步除塵的吹風(fēng)氣經(jīng)雙向換向閥(8)、管道(17)進(jìn)入沸騰余熱鍋爐(18)的下部，吹風(fēng)氣中粉塵沿爐壁分離落入沸騰余熱鍋爐的下底部床層中燃燒，吹風(fēng)氣中的可燃?xì)鈩t在鍋爐的上部燃燒，產(chǎn)生的煙氣由管道(22)經(jīng)除塵器(23)處理從管道(24)中排出，沸騰余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽一部分用于氣化爐的氣化劑，一部分外供，當(dāng)氣化爐的床層溫度升到1000℃時(shí)，雙向換向閥(13)換向，關(guān)閉管道(15)與管道(12)的通道，接通管道(12)與管道(14)，這時(shí)停止供風(fēng)，沸騰余熱鍋爐中的水蒸汽經(jīng)管道(14)、(12)送入氣化爐，氣化爐中的高溫煤在水蒸汽作用下沸騰氣化，產(chǎn)生水煤氣，與雙向換向閥(13)換向的同時(shí)，雙向換向閥8換向，使管道(7)與管道(17)斷開而與管道(9)接通，從而使氣化爐中產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)除塵器(6)、初步除塵后經(jīng)管道(9)、除塵器(28)、管道(29)進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)，除塵器(6)分離下的細(xì)灰經(jīng)管道(30)重新返回氣化爐(1)中，當(dāng)氣化爐中溫度下降到850℃時(shí)，將雙向換向閥(8)、(13)換向，整個(gè)系統(tǒng)又進(jìn)入供風(fēng)階段，重新一個(gè)從供風(fēng)到氣化的重復(fù)循環(huán)，氣化爐中燃燒過的煤灰渣排入渣筒(11)，含碳量高的灰渣用渣筒(11)送到沸騰余熱鍋爐的料斗(19)中，由螺旋送料機(jī)(21)送入沸騰余熱鍋爐內(nèi)再燃燒，該系統(tǒng)的最佳操作參數(shù)為沸騰床氣化爐的操作溫度為85℃-1000℃，空氣硫化速度0.5～1.5m/s，水蒸汽的硫化速度為0.5～3.0m/s，沸騰余熱鍋爐的操作溫度為900～950℃，空氣流化速度為0.5～2m/s。
3.一種用于煤氣氣化，特別是以水蒸汽作氣化劑的煤氣氣化裝置，其特征在于它是這樣構(gòu)成的裝置的主要部分為一氣化爐(1)和一沸騰余熱鍋爐(18)，氣化爐帶有料斗(4)、螺旋送料機(jī)(3)和渣筒(11)，沸騰余熱鍋爐帶有料斗(19)、螺旋送料機(jī)(21)和渣筒(27)，氣化爐經(jīng)管道(5)與除塵器(6)相連，聯(lián)接在除塵器(6)上的管道(7)通過一雙向換向閥(8)與管道(9)、(17)相聯(lián)接，管道(9)經(jīng)一除塵器(28)由管道(29)通入凈化裝置中，管道(17)與沸騰余熱鍋爐的下部聯(lián)接，氣化爐下部接管道(12)管道(12)通過雙向換向閥(13)與管道(14)、(15)、(16)聯(lián)接，管道(15)聯(lián)接供風(fēng)裝置，管道(16)聯(lián)接沸騰余熱鍋爐的底下部，管道(14)聯(lián)接沸騰余熱鍋爐的上部，沸騰余熱鍋爐頂部通過管道(22)與除塵器(23)聯(lián)接，除塵器頂部接管道(24)通大氣中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說的煤氣氣化裝置，其特征在于其中的氣化爐(1)為水煤氣沸騰床氣化爐或流化床氣化爐。
全文摘要
一種以水蒸汽作氣化劑的煤氣氣化方法和裝置，其裝置由一沸騰床(或流化床)氣化爐、一沸騰余熱鍋爐和一些輔助管路、裝置組成，整個(gè)氣化過程分供風(fēng)，氣化兩階段，僅需兩雙向換向閥即可實(shí)現(xiàn)控制，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的操作簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)原料煤要求低。既可供煤氣又可供水蒸汽，系統(tǒng)總能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，不失為一種實(shí)用理想的水煤氣氣化方法和裝置。
文檔編號(hào)C10J3/02GK1057289SQ90105680
公開日1991年12月25日 申請(qǐng)日期1990年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月9日
發(fā)明者王同章, 王立群 申請(qǐng)人:江蘇工學(xué)院