一种焦炭固定床加压气化装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及焦炭原料高温氧化煤气化领域，具体涉及一种焦炭固定床加压气化装置及工艺。该装置包括工艺流程相连的气化剂混合器和气化器，以及变压进料锁斗、排灰锁斗、洗涤除尘器和饱和塔；气化器自下而上分为灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；气化器上部通过气体出口与洗涤除尘器、饱和塔依次连接。气化剂由下至上经由气化器的各层，发生煤气化反应生成煤气，煤气经水洗涤、传热传质，清除煤灰粉尘和杂质后送出。本发明专利技术的设备结构合理、高效节能、环保无污染、维修容易、占地少、投资省，在当今焦化企业产能严重过剩，焦炭产品滞销、价格低迷的大背景下，对于开发焦炭加压气化有着极好的产业前景和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种焦炭固定床加压气化装置及工艺
本专利技术涉及焦炭原料高温氧化煤气化领域，具体涉及一种焦炭固定床加压气化装置及工艺。
技术介绍
目前，传统的焦炭颗粒固定床气化技术(CGP、CoKeGasificationProcessoffixedBed)是采用空气/或添加蒸汽常压下高温燃烧固定床间歇式循环进行焦炭气化制造煤气(一氧化碳)的技术。一般来说，此类焦炭气化工艺装置由焦仓、给料计量罐、气化炉、灰贮斗、除尘器、废热锅炉、空气风机及其辅助配套设施组成；气化剂多为空气和水蒸汽，压力接近常压，效率低、能耗高、对环境污染大。另有德国鲁奇公司的鲁奇炉，也为加压气化工艺，该技术只是用于烟煤、褐煤等燃料的煤气化，其气化炉为全水夹套结构、结构复杂、废水处理困难、能耗高、污染较大、投资较高、维修难度大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焦炭固定床加压气化装置及工艺，具有现高效节能、无污染、环保好、流程简单、占地少、设备结构合理及维修投资省的优点。本专利技术提供的一种焦炭固定床加压气化装置，包括：工艺流程相连的气化剂混合器和气化器，以及变压进料锁斗、排灰锁斗、洗涤除尘器和饱和塔；所述气化器自下而上分为灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；所述变压进料锁斗通过进料罐与气化器顶部的进料口连接，所述变压进料锁斗的上部与焦仓、充压气体管路以及卸压气体管路连接；所述排灰锁斗与气化器的底部排灰口连接，排灰锁斗为变压排灰罐，并设置液压排灰阀；所述气化器上部设置气体出口，并通过气体出口与洗涤除尘器、饱和塔依次连接，气体出口内有耐磨浇注料绝热衬里；所述洗涤除尘器和饱和塔为气水充分接触的传质传热设备，饱和塔的顶部送出煤气，底部排出废水送去灰水处理后循环回用。进一步的，所述气化器底部设有排灰炉箅以及气化剂进口；所述排灰炉箅为一变速旋转、均匀布气和排灰的结构，采用耐热耐磨铸钢制备，为多层多边扇形结构，由电机驱动变速旋转破渣排灰；所述气化剂进口为环形多孔分布结构，通过管道与氧气蒸汽混合器相连。进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：汽包；所述气化器为压力容器，其工作压力为0.5～5.0MPa；所述气化器中下部炉壁或全部炉壁采用冷却水夹套，冷却水夹套的内壁采用炭钢与不锈钢复合钢板或不锈钢堆焊，具有吸收热膨胀量、消除热应力变形的能力；气化器中下部炉壁采用冷却水夹套时，气化器的上部炉壁为内衬隔热耐火材料的隔热衬里，向火面为耐磨浇注料或重质耐火硬衬里。所述冷却水夹套的上部设置与汽包连接的出汽管，冷却水夹套的下部设置与汽包连接的进水管；锅炉给水进入冷却水夹套受热产生蒸汽，且冷却水夹套产生的蒸汽作为副产蒸汽送出，作为蒸汽源使用。进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：设置在气化器炉壁下部有环形进气口；所述环形进气口与蒸汽管道连接，具有灵活调节气化器床层温度功能。环形进气口可方便快捷调节炉温，提高设备能力和转化率。进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：设置在所述气化器顶部进料口处的钟罩阀布料器；所述钟罩阀布料器由一竖直长阀杆液压缸驱动，能顺畅均匀分布焦炭粒料入炉，钟罩阀布料器表面堆焊耐磨硬质合金，并能实现气化器内的密封。进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：布置在所述钟罩阀布料器周围的布料锥形筒，能够确保炉顶料面呈同心圆波形平面分布，使上升气流分布均匀，有利于焦炭气化反应。进一步的，所述变压进料锁斗的进口和出口处分别设有液压自动平板阀；变压进料锁斗采用单或双锁斗设置，锁斗之间设置压力平衡管路；所述排灰锁斗的进口和出口处分别设有液压自动平板阀，排灰锁斗的内壁衬耐磨耐腐护板。进一步的，所述洗涤除尘器为不锈钢材质的文丘里气水洗涤器，所述饱和塔为固阀垂直塔板结构气液接触塔或废热锅炉装置，使煤气达到降湿、洗尘和水饱和的目的。本专利技术还提供了一种基于所述装置的焦炭固定床加压气化工艺，包括以下步骤：气化剂经预热混合后进入气化器内，自下而上通过灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；气化剂经由灰层吸收显热升温；在氧化层，焦炭与O2发生燃烧反应生成CO2，气固物料温度继续升高；上升气流再进入第一还原层和第二还原层，焦炭与高温气体发生煤气化反应：上升气流吸热、温度下降；上升气流再通过干馏层和干燥层，与进炉的冷焦炭粒料接触，进行热交换后从气化器顶部出气口导出；气化器生产的煤气经出口进入洗涤除尘器与洗涤水混合，煤气温度降低，同时煤气中夹带的煤灰粉尘和其他杂质被水洗涤；经气水分离后，煤气进入饱和塔，经水洗涤、传热传质，煤气中煤灰粉尘和杂质进一步洗涤清除，同时煤气被水蒸汽所饱和，经气水分离器分离水后送出。进一步的，所述气化剂为氧气与水蒸汽的混合气，或者是氧气、水蒸汽以及二氧化碳的混合气；所述变压进料锁斗的锁斗气为该工艺最终得到的煤气或者是惰性气体。利用二氧化碳作为气化剂，能够增产煤气、减少排放；使用惰性气体作为进料锁斗充压气，可以节省设备、提高产气率、降低生产成本。本专利技术的有益效果为：本专利技术的设备结构合理、高效节能、环保无污染、维修容易、占地少、投资省；本装置洗气除尘污水含油和污染物少，循环利用，水和热量有效利用，节能、节水；因此，本专利技术在当今焦化企业产能严重过剩，焦炭产品滞销、价格低迷的大背景下，对于开发焦炭加压气化有着极好的产业前景和社会效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的焦炭固定床加压气化装置的工艺流程图。附图标记：1-气化器；2-洗涤除尘器；3-变压进料锁斗；4-进料罐；5-排灰锁斗；6-氧气预热器；7-气化剂混合器；8-环形进气口；9-排灰炉箅；10-汽包；11-饱和塔；12-循环洗涤泵；13-冷却水夹套；14-隔热衬里；15-气体出口；16-气化剂进口；17-排灰口；18-细灰锁斗；19-气水分离器；20-焦仓；21-钟罩阀布料器。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，包括：工艺流程相连的气化剂混合器和气化器，以及变压进料锁斗、排灰锁斗、洗涤除尘器和饱和塔；所述气化器自下而上分为灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；所述变压进料锁斗通过进料罐与气化器顶部的进料口连接，所述变压进料锁斗与焦仓、充压气体管路以及卸压气体管路连接；所述排灰锁斗与气化器的底部排灰口连接，排灰锁斗为变压排灰罐；所述气化器上部设置气体出口，并通过气体出口与洗涤除尘器、饱和塔依次连接；所述洗涤除尘器和饱和塔为气水充分接触的传质传热设备，饱和塔的顶部送出煤气，底部排出废水。

【技术特征摘要】
1.一种焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，包括：工艺流程相连的气化剂混合器和气化器，以及变压进料锁斗、排灰锁斗、洗涤除尘器和饱和塔；所述气化器自下而上分为灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；所述变压进料锁斗通过进料罐与气化器顶部的进料口连接，所述变压进料锁斗与焦仓、充压气体管路以及卸压气体管路连接；所述排灰锁斗与气化器的底部排灰口连接，排灰锁斗为变压排灰罐；所述气化器上部设置气体出口，并通过气体出口与洗涤除尘器、饱和塔依次连接；所述洗涤除尘器和饱和塔为气水充分接触的传质传热设备，饱和塔的顶部送出煤气，底部排出废水，所述饱和塔的下部通过管道及循环洗涤泵连接到洗涤除尘器的顶部。2.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，所述气化器底部设有排灰炉箅以及气化剂进口；所述排灰炉箅为一变速旋转、均匀布气和排灰的结构，为多层多边扇形，由电机驱动变速旋转破渣排灰；所述气化剂进口为环形多孔分布结构，通过管道与氧气蒸汽混合器相连。3.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：汽包；所述气化器为压力容器，其工作压力为0.5～5.0MPa；所述气化器中下部炉壁或全部炉壁采用冷却水夹套，冷却水夹套的内壁采用炭钢与不锈钢复合钢板或不锈钢堆焊，具有吸收热膨胀量、消除热应力变形的能力；所述冷却水夹套的上部设置与汽包连接的出汽管，冷却水夹套的下部设置与汽包连接的进水管；锅炉给水进入冷却水夹套受热产生蒸汽，且冷却水夹套产生的蒸汽作为副产蒸汽送出，作为蒸汽源使用。4.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：设置在气化器炉壁下部的环形进气口；所述环形进气口内送入蒸汽，具有灵活调节气化器床层温度功能。5.根据权利要求1所述的焦炭固定床加压气化装置，其特征在于，还包括：设置在所述气化器顶部进料口处的钟罩阀布料器；所述钟罩阀布料器由一竖直长阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：周孟仁，王晖，薛磊，彭忆平，
申请(专利权)人：大连金重鼎鑫科技有限公司北京分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11