煤催化气化制备竖炉用还原气的系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种煤催化气化制备竖炉用还原气的系统，包括：蓄热式热解炉，余热锅炉，提纯装置，蓄热式热解炉具有粉煤催化剂颗粒进口、水蒸气进口和粗还原气出口；余热锅炉具有热还原气进口、冷还原气出口和蒸汽出口，热还原气进口与粗还原气出口相连；提纯装置与余热锅炉相连，提纯装置适于将经过余热回收的粗还原气进行提纯处理，以便获得精制还原气。利用上述系统可以降低气化温度，节省能耗，制备得到的还原气可以达到气基竖炉炼制海绵铁对还原气的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提出了一种煤催化气化制备竖炉用还原气的系统，包括：蓄热式热解炉，余热锅炉，提纯装置，蓄热式热解炉具有粉煤催化剂颗粒进口、水蒸气进口和粗还原气出口；余热锅炉具有热还原气进口、冷还原气出口和蒸汽出口，热还原气进口与粗还原气出口相连；提纯装置与余热锅炉相连，提纯装置适于将经过余热回收的粗还原气进行提纯处理，以便获得精制还原气。利用上述系统可以降低气化温度，节省能耗，制备得到的还原气可以达到气基竖炉炼制海绵铁对还原气的要求。【专利说明】煤催化气化制备竖炉用还原气的系统
本技术涉及一种气基坚炉还原气制备工艺，特别是与气基坚炉生产海绵铁配 套的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统。
技术介绍
直接还原炼铁技术主要有气基（以co+h2为还原剂）和煤基（以非焦煤为还原剂） 两种。气基直接还原法因具有容积利用率1?、热效率1?、生广率1?等优点而成为非焦煤冶金 工艺的主流技术。 目前，国外多用天然气重整制还原气的方式提供C0+H2作为还原气。与国外相比， 由于受到天然气资源的限制，我国至今没有大型的坚炉法生产直接还原铁工厂。相对而言， 我国煤炭资源丰富，煤炭的资源利用效率却较低，如果将煤气化后进行深度净化脱硫处理 作为原料气，再与适量的水蒸气等混合，进变换炉进行变换反应即可得到H 2/C0的比值在 4. 6?1. 5 :1 (体积比）之间的H2和C0的混合气。这种混合气可以作为直接还原生产海绵 铁的还原性气体，并且具有价格低廉等优点。 目前，比较成熟的煤气化工艺的气化温度一般在l〇〇〇°C以上，而且随着煤气化的 发展，煤气化工艺越来越逼近高温高压的现有技术极限，以便最大限度地促进气化反应，从 而发挥大规模生产效应。随着气化温度增高，需要消耗较多的煤来维持高温气化状态，并且 生产出的气体产品由于温度高，在降温过程中会越带来较多的能量损失，同时煤气中的C0 含量很高，在制取合成气或氢气的工艺中，必须将C0进行变换，导致综合能量利用效率低 下，同时这些工艺生产合成气均需纯氧参与反应，而纯氧的制备需要昂贵的空分设备投资 和较高的制备成本，成为制约煤气化的主要瓶颈，影响了煤化工的竞争力，因此高温高压的 煤气化未必是最优化的气化方式。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实 用新型的一个目的在于提出一种煤催化气化制备坚炉用还原气的系统。 根据本技术的一个方面，本技术提出了一种煤催化气化制备坚炉用还原 气的系统，包括： 蓄热式热解炉，所述蓄热式热解炉具有粉煤催化剂颗粒进口、水蒸汽进口和粗还 原气出口，所述蓄热式热解炉适于粉煤、水蒸汽在催化剂的作用下发生催化气化反应，以便 生成含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢的粗还原气； 余热锅炉，所述余热锅炉具有热还原气进口、冷还原气出口和蒸汽出口，所述热还 原气进口与所述粗还原气出口相连，所述余热锅炉适于对所述粗还原气进行余热回收，以 便产生水蒸气； 提纯装置，所述提纯装置具有冷还原气进口和精制还原气出口，所述冷还原气进 口与所述余热锅炉的所述冷还原气出口相连。所述提纯装置适于将经过所述余热回收的粗 还原气进行提纯处理，以便获得精制还原气。 由此，本技术上述实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统结构简单， 制备还原气高效，能耗低，利用其制备还原气既环保又可降低成本，制备得到的还原气可用 于生产海绵铁，整个工艺从技术上说是环保节能可行的，是一种高效利用煤制还原气的系 统。 另外，根据本技术上述实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统还可以 具有如下附加的技术特征： 在本技术的一些实施例中，所述余热锅炉的所述蒸汽出口与所述蓄热式热解 炉的所述水蒸汽进口相连，以便将所述水蒸气用于所述催化气化反应。由此可以进一步节 省能耗。 在本技术的一些实施例中，所述提纯装置包括依次相连的适于对所述经过所 述余热回收的粗还原气进行洗涤处理、脱硫处理、压缩处理以及脱碳处理的洗涤设备，脱硫 设备，压缩设备和脱碳设备，其中，所述洗涤设备与所述余热锅炉相连。 因此，针对现有的煤气化技术工艺的不足，本技术采用煤的催化气化技术取 代现有的煤气化技术制备气基坚炉所需的还原气，在添加催化剂的情况下，粉煤颗粒可在 650?800摄氏度下迅速发生气化反应，生成的粗合成气中H 2/C0的比值在3. 5?1. 5 :1之 间，满足气基坚炉还原气的要求，且不需要进行变换；催化剂的添加降低了煤气化的温度、 能耗和对设备材质等的要求，并且对脱硫、除尘和环保等都非常有利，对产物中煤气组成有 更好的选择性，另外，由于过程中不需要加氧气，合成气中不含氮气，提高了工业生产的经 济性。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据技术一个实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统的结构 示意图。 图2是根据技术另一个实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统的结 构示意图。 图3是利用技术一个实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统制备还 原气的方法的流程图。 图4是利用技术另一个实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统制备 还原气的方法的流程图。 图5是根据专利技术另一个实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统的结构示 意图。 【具体实施方式】 下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术 的限制。 下面参考图1-2描述本技术实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统。 根据本技术实施例的煤催化气化制备坚炉用还原气的系统100包括：蓄热式 热解炉10、余热锅炉20和提纯装置30。 其中，蓄热式热解10炉具有粉煤催化剂颗粒进口 11、水蒸汽进口 12和粗还原气出 口 13,蓄热式热解炉适于粉煤、水蒸汽在催化剂的作用下发生催化气化反应，以便生成含有 氢气、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢的粗还原气； 余热锅炉20具有热还原气进口 21、冷还原气出口 22和蒸汽出口 23,热还原气进 口与所述粗还原气出口相连，余热锅炉适于对粗还原气进行余热回收，以便产生水蒸气； 提纯装置30具有冷还原气进口 301和精制还原气出口 302,冷还原气进口 301与 余热锅炉的所述冷还原气出口 22相连，提纯装置30适于将经过余热回收的粗还原气进行 提纯处理，以便获得精制还原气。 如图2所示，根据本技术的具体实施例，余热锅炉的蒸汽出口 23与蓄热式热 解炉的所述水蒸汽进口 12相连，以便将水蒸气用于催化气化反应。由此可以节省制备水蒸 气的能耗。 根据本技术的具体实施例，提纯装置进一步包括依次相连的适于对经过余热 回收的粗还原气进行洗涤处理、脱硫处理、压缩处理以及脱碳处理的洗涤设备31，脱硫设备 32,压缩设备33和脱碳设备34。由此可以对粗还原气进行提纯进而得到精制还原气。根据 本技术的具体实施例，通过采用上述煤催化气化制备坚炉用还原气的系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤催化气化制备竖炉用还原气的系统，其特征在于，包括：蓄热式热解炉，所述蓄热式热解炉具有粉煤催化剂颗粒进口、水蒸汽进口和粗还原气出口，所述蓄热式热解炉适于粉煤、水蒸汽在催化剂的作用下发生催化气化反应，以便生成含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢的粗还原气；余热锅炉，所述余热锅炉具有热还原气进口、冷还原气出口和蒸汽出口，所述热还原气进口与所述粗还原气出口相连；提纯装置，所述提纯装置具有冷还原气进口和精制还原气出口，所述冷还原气进口与所述余热锅炉的所述冷还原气出口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，史雪君，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11