有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法技术

本发明专利技术有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法涉及属于煤炭气化成煤气的技术领域。包括余热利用的方法和用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法，这两种方法与现有煤气化炉G联合组成粉煤灰再气化成煤气的方法；余热利用的方法是把余热变为蒸汽，又把蒸汽与返回粉煤灰混合后喷入煤气化炉G的方式回收利用热能；煤气与返回粉煤灰的体积重量比例控制在煤气/返回粉煤灰＝250‑350m3/吨的范围。优点：减少热污染排放，减少能源成本，使返回粉煤灰在进入煤气化炉G后，煤气化炉G能稳定工作。用煤气作为载流气体，提高返回粉煤灰在煤气化炉G中被再次气化时的被气化率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及属于煤炭气化成煤气的
，特别是针对有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法。
技术介绍
煤气化技术视气化炉内气-固状态及运动形式，主要有三大类：以块煤(10-50mm)为原料的固定床，以粉煤(小于0.1mm)为原料的气流床，以煤粉(10mm)为原料的流化床。以上几种气化方式对煤的种类要求不同，对煤炭的利用率也不同。其中流化床工艺采用小颗粒煤炭作为气化原料，以气化剂同时作为颗粒煤炭的流化介质，通过控制气化剂流速，使气化炉内的原料煤处于流化状态，同时煤炭与气化剂进行化学反应与热交换而产出煤气。由于粉煤粒径小，质量低，此时生成的煤气很容易将大量极限沉降速度小于气化剂流速的颗粒带出气化炉外。这部分被带出的小颗粒煤炭由于接触时间短、反应时间不够等原因还没有被完全气化，从而形成了粒径小、残炭高(含有20％-40％)的高残炭粉煤灰。传统工艺在气化炉出设置旋风分离器，对高残炭粉煤灰进行了回收，但由于受分离效果的影响，还有大量高残炭粉煤灰带出到后续净化工段，约占输入煤炭的10％-20％，这部分高残炭粉煤灰必须在后续净化设备中从煤气中分离下来，分离下来的粉煤灰灰份含量约60-80％。现阶段对上述粉煤灰的处理方式主要有：一是作为锅炉或水泥厂等的燃料使用，二是回收到现有气化炉内进一步使用，三是露天堆放或填埋。以上方式虽然对高残炭粉煤灰进行了回收、利用、处理，但存在如下弊端：1、由于这部分粉煤灰高灰分、比重轻(约400-500Kg/m3)，与原来锅炉、水泥厂的燃料性质差别大，影响锅炉、水泥厂的正常生产，实际中许多厂不愿意使用这类粉煤灰；2、许多气化炉厂家周围没有锅炉、水泥厂等配套设施或厂家，这部分粉煤灰需要经过长距离运输才可以被锅炉、水泥厂等利用，这在一定程度上提高了粉煤灰的处理成本，使得这部分高残炭粉煤灰得不到较好利用；3、由于这部分粉煤灰本身是原气化炉内煤气带出的，灰份占比大，而原气化炉的气化条件是专为气化煤设计的，流化床的气化温度是低于灰熔点时气化，约为950-1100℃，因此即便送入原气化炉，高残碳粉煤灰的反应率仍较低，灰中有30-40％残炭仍然得不到有效利用；4、对高残炭粉煤灰的不能重新利用、利用不彻底导致煤炭的利用效率低，企业原料成本居高不下，运行成本高，并且一定程度上造成煤炭资源的浪费；5、高残炭粉煤灰采用堆放或填埋处理方式时，不但占用土地资源，其中的污水等废物还渗透到土壤中造成土壤的二次污染；并且由于粉煤灰的自身特性，表层的粉煤灰容易扬尘、扬灰，污染空气。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用一种有余热利用能减少热排放的，使煤气化炉G能稳定工作的返回粉煤灰再气化成煤气的方法。本专利技术有余热利用方法构思的巧妙之处，在于把余热转化成蒸汽与返回粉煤灰混合，提高返回粉煤灰进入煤气化炉G的温度，稳定煤气化炉G中的工作温度，从而稳定煤气化炉G的工作状态，提高返回粉煤灰在煤气化炉G中被再次气化成煤气的效率。本专利技术的又一个专利技术点是用可燃物煤气承载返回粉煤灰，不仅使返回粉煤灰成为流体，而且使返回粉煤灰在进入煤气化炉G之前，与可燃物煤气充分接触，煤气可穿过返回粉煤灰颗粒表面的不可燃烧层，使煤气与颗粒里面的可燃烧物接触，在煤气化炉G中很短的时间内，煤气与颗粒里面的可燃烧物进行燃烧产生煤气，大大提高了返回粉煤灰放再次气化的效率。本专利技术的方法是：有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法，其特征在于：包括余热利用的方法和用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法，这两种方法与现有煤气化炉G联合组成粉煤灰再气化成煤气的方法；余热利用的方法是：把煤气化炉G排出的1200-1400℃煤气和粉煤灰混合气体，既1200-1400℃粗煤气的余热转换成外源提供的除盐水的蒸汽，把蒸汽与返回粉煤灰混合后，把温度为200℃的蒸汽、煤气和返回粉煤灰再喷入煤气化炉G进行燃烧气化，提高进入煤气化炉G的煤气和返回粉煤灰的温度，稳定煤气化炉G的高温工作状态；用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法是：用煤气加压泵C把煤气加压到0.4MPa的压力状态，再与返回粉煤灰在气粉混合喷射器H中混入返回粉煤灰，并且煤气与返回粉煤灰的体积重量比例控制在，煤气/返回粉煤灰＝250-350m3/吨的范围，再加入余热利用方法中提供的蒸汽，一起喷入煤气化炉G，把返回粉煤灰再燃烧气化成煤气。本专利技术的方法是在现有用煤气化炉G制造煤气的设备和方法的基础上，增加了余热利用的方法和用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法，使其减少热污染排放，减少能源成本，使返回粉煤灰在进入煤气化炉G后，煤气化炉G能稳定工作。余热利用的方法的优点是把余热变为蒸汽方式回收热量加以利用，而不是把返回粉煤灰与1200-1400℃粗煤气直接热交换。用蒸汽优点是换热效率高，所用设备简单。用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法，是用可燃气体煤气作为输送返回粉煤灰的承载气体，也就是煤气作为载流气体，使返回粉煤灰在进入煤气化炉G前，返回粉煤灰被可燃气体煤气接触又被加温，提高返回粉煤灰在煤气化炉G中被再次气化时的被气化率。所述煤气/返回粉煤灰＝250-350m3/吨的范围，是优选的比例范围，使其能少用可燃气体煤气，又获得理想的返回粉煤灰气化效果，达到节约可燃气体煤气的目的。余热利用的方法可以优选两个换热器分两个温度段分别换热回收余热：用常温煤气与粗煤气混合，把常温煤气与粗煤气混合气体降到900-1000℃的状态后，输入前换热器Q1中的散热管2，将前换热器Q1散热管2外的除盐水加热为蒸汽；把前换热器Q1散热管2排出的200℃的粗煤气用布袋除尘装置R除去粉煤灰后，在180℃-200℃的煤气输入后换热器Q2中的散热管2，后换热器Q2散热管2外的除盐水被加热后输入到前换热器Q1，提高进入前换热器Q1除盐水的温度，后换热器Q2散热管2排出的煤气温度为50-70℃；使从900-1000℃到50-70℃宽范围的热能被回收成蒸汽利用。余热利用的方式是把煤气化炉G放出的高温粗煤气，把水通过前换热器Q1、后换热器Q2变成蒸汽与返回粉煤灰一起进入煤气化炉G，解决温度低的返回粉煤灰直接进入煤气化炉G后，不利于煤气化炉G工作的问题，则余热利用大大提高返回粉煤灰在再次气化过程中的气化效率，充分利用炭资源，减少污染排放。用两个换热器，既用前换热器Q1和后换热器Q2的目的是分段换热，主要是提高900-1000℃到200℃的产生蒸汽的能量利用效率，又把200℃到50-70℃的热能也能回收利用。达到充分利用余热资源，尽量减少热污染排放的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法，其特征在于：包括余热利用的方法和用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法，这两种方法与现有煤气化炉G联合组成粉煤灰再气化成煤气的方法；余热利用的方法是：把煤气化炉G排出的1200‑1400℃煤气和粉煤灰混合气体，既1200‑1400℃粗煤气的余热转换成外源提供的除盐水的蒸汽，把蒸汽与返回粉煤灰混合后，把温度为200℃的蒸汽、煤气和返回粉煤灰再喷入煤气化炉G进行燃烧气化，提高进入煤气化炉G的煤气和返回粉煤灰的温度，稳定煤气化炉G的高温燃烧工作状态；用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法是：用煤气加压泵C把煤气加压到0.4MPa的压力状态，再与返回粉煤灰在气粉混合喷射器H中混入返回粉煤灰，并且煤气与返回粉煤灰的体积重量比例控制在煤气/返回粉煤灰＝250‑350m3/吨的范围，再加入余热利用方法中提供的蒸汽，一起喷入煤气化炉G，把返回粉煤灰再燃烧气化成煤气。

【技术特征摘要】
1.有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法，其特征在于：包括余热利用的方法和用煤
气承载返回粉煤灰进行输送的方法，这两种方法与现有煤气化炉G联合组成粉煤灰再气
化成煤气的方法；
余热利用的方法是：把煤气化炉G排出的1200-1400℃煤气和粉煤灰混合气体，既
1200-1400℃粗煤气的余热转换成外源提供的除盐水的蒸汽，把蒸汽与返回粉煤灰混合
后，把温度为200℃的蒸汽、煤气和返回粉煤灰再喷入煤气化炉G进行燃烧气化，提高
进入煤气化炉G的煤气和返回粉煤灰的温度，稳定煤气化炉G的高温燃烧工作状态；
用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法是：用煤气加压泵C把煤气加压到0.4MPa的
压力状态，再与返回粉煤灰在气粉混合喷射器H中混入返回粉煤灰，并且煤气与返回粉
煤灰的体积重量比例控制在煤气/返回粉煤灰＝250-350m3/吨的范围，再加入余热利用
方法中提供的蒸汽，一起喷入煤气化炉G，把返回粉煤灰再燃烧气化成煤气。
2.根据权利要求1所述的有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法，其特征在于：
余热利用的方法是两个换热器分两个温度段分别换热回收余热：用常温煤气与粗煤
气混合，把常温煤气与粗煤气混合气体降到900-1000℃的状态后，输入前换热器Q1中
的散热管(2)，将前换热器Q1散热管(2)外的除盐水加热为蒸汽；把前换热器Q1散
热管(2)排出的200℃的粗煤气用布袋除尘装置R除去粉煤灰后，在180℃-200℃的煤
气输入后换热器Q2中的散热管(2)，后换热器Q2散热管(2)外的除盐水被加热后输
入到前换热器Q1，提高进入前换热器Q1除盐水的温度，后换热器Q2散热管(2)排出
的煤气温度为50-70℃；使从900-1000℃到50-70℃宽范围的热能被回收成蒸汽利用。
3.根据权利要求1所述的有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法，其特征在于：
用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法还包括加入氧气，既用蒸汽/O2混合器M把
蒸汽和氧气后，再与煤气和返回粉煤灰混合，使喷入煤气化炉G的物质包括蒸汽、氧气、
煤气和返回粉煤灰这四种物质；其中，
蒸汽与氧气体积比为：蒸汽∶氧气＝2.5-3.5∶2.0；
氧气与返回粉煤灰的体积重量比例为：氧气/返回粉煤灰＝800-1600m3/吨。
4.有余热利用的粉煤灰再气化成煤气的方法，其特征在于：包括余热利用的方法和用煤
气承载返回粉煤灰进行输送的方法，这两种方法与现有煤气化炉G联合组成粉煤灰再气

\t化成煤气的方法；
余热利用的方法是：把煤气化炉G排出的1200-1400℃煤气和粉煤灰混合气体，既
1200-1400℃粗煤气的余热转换成外源提供的除盐水的蒸汽，把蒸汽与返回粉煤灰混合
后，把温度为200℃的蒸汽、煤气和返回粉煤灰再喷入煤气化炉G进行燃烧气化，提高
进入煤气化炉G的煤气和返回粉煤灰的温度，稳定煤气化炉G的高温燃烧工作状态；
用煤气承载返回粉煤灰进行输送的方法是：用煤气加压泵C把煤气加压到0.4MPa的
压力状态，再与返回粉煤灰在气粉混合喷射器H中混入返回粉煤灰，并且煤气与返回粉
煤灰的体积重量比例控制在煤气/返回粉煤灰＝250-350m3/吨的范围，再加入余热利用
方法中提供的蒸汽，一起喷入煤气化炉G，把返回粉煤灰再燃烧气化成煤气；
所述余热利用的方法是两个换热器分两个温度段分别换热回收余热：用常温煤气与
粗煤气混合，把常温煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文辉，崔新晓，孙文行，
申请(专利权)人：北京澳柯清洁煤气工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11