改善的气化工艺制造技术

一种用于通过煤气化生产合成气的方法。在气化器中，于存在空气和蒸汽时氧化煤。将纯氧注入空气加料或蒸汽加料中，并有助于煤的氧化来改善合成气的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改善的气化工艺。
技术介绍
在小规模化学制造工业中，能气化无烟煤的间歇煤气化器的应用是相当广泛的。特别是在中国，数以千计的间歇煤气化器投入煤转氨工业。但是，因为它们的低效率、低生产能力和释放的较大量的污染物，常规的间歇气化器作为化工原料的生产装置开始不受欢迎。此外，这些类型的煤气化器具有低的热效率，这使得操作起来更加昂贵。还可使用间歇煤气化器来生产合成煤气或合成气，以用于液体燃料、氢气、气体燃料和冶金操作。这些低效率导致更高的操作成本和更低的碳转化率。这导致在用转化工艺产生的原料合成气中所需的氢气和一氧化碳气体浓度低。这些低效率意味着通过高度脱碳将大量污染物释放到大气。在气化工艺中，使气化器中的煤床相继与空气和蒸汽接触。在氧化阶段中，升高煤床中的温度，产生气体混合物，其包括二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、氢气、甲烷和其它烃类，将其称为吹扫气体。然后，将蒸汽注入气化器，产生主要包括一氧化碳和氢气的原料合成气。所需的终端产品通常是合成气，但还可使所生产的气体进一步反应来生产额外数量的氢气。通过使合成气进行费-托(Fischer-Tropsch)反应，可进一步生产烷烃。或者，可对煤气进行水煤气变换反应来生产更多的氢气。在吹气式气化器(air-blowngasifier)中，通常在气化器的底部有高度的脱碳。这反过来导致低的有效合成气产量，结果生产能力也同样是低下的。因为这些低效率，产生的吹扫气体多，可能导致严重的环境问题。本专利技术将氧气与蒸汽混合用于吹气式间歇煤气化器。新的混合系统和工艺解决了上述问题，并提供更高的碳转化率和更大的有效合成气产量和总体生产能力。类似地，减少了产生的吹扫气体的量，得到更加环境友好的气化器操作。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施方式中，公开了在气化器中生产合成气的方法，所述方法包括以下步骤：a)将煤加入气化器；b)将空气加入气化器；c)将蒸汽加入气化器；和d)将纯氧加入气化器。在本专利技术的另一种实施方式中，批露了用于煤气化的方法，所述方法包括下述步骤：a)将煤加入气化器；b)将空气加入气化器；c)将蒸汽加入气化器；d)将纯氧加入气化器；e)于空气、蒸汽和氧气存在下燃烧煤；和f)回收合成气。于空气、蒸汽和氧气存在下，对煤进行氧化。所述煤选自下组：无烟煤。可在本专利技术的方法中使用纯氧，且可从任意可用的方便的来源来获得纯氧。氧气可以燃烧煤所需的任意量加入气化器中，且将根据具体情况确定，取决于操作参数如煤的选择、蒸汽的质量和空气的质量。通过空气的加料和/或蒸汽的加料，将氧气加入气化器中，具体取决于特定气化单元的需要。通过氧气注入器来加入氧气，且通常加40-45秒的时间。基于气化器所显示的温度来开始氧气加料。一旦开始了氧气的初始加料，操作者可基于在所生产的原料合成气中所测的二氧化碳含量、来自气化器底部灰分的碳含量来手动调节氧气的流速。附图说明图1是间歇煤气化器的示意图，显示了根据本专利技术的氧气与蒸汽的混合。具体实施方式气化器的常规操作是间歇性工艺。操作周期的时长约为150秒，且包括5个阶段。在第一阶段中，从底部将空气引入气化器，并且与煤床发生燃烧，以产生吹扫气体/热解气体。该步骤之后，从气化器底部注入蒸汽，来产生原料合成气。该原料合成气主要包括一氧化碳、氢气、二氧化碳和氮气。在阶段三和阶段四中，分别从顶部和底部同时将蒸汽加入气化器。在最后的第五阶段，从底部将空气注入气化器，这就完成了一个操作周期。参考附图，下面更详细地描述本专利技术。显示了气吹式间歇气化器10。将煤块或煤球形式的无烟煤通过管线1加入气化器10。煤将停留在网格或其它搁架A上，在气化器10的操作中，它将处于该位置。吹入氧气和水蒸气，使之穿过煤，同时进行加热。图中没有显示热源，但它通常是内部热源(自热)或外部热源。煤将燃烧或被氧气分子和水分子氧化，产生二氧化碳、一氧化碳、水和氢气的混合物。还形成一些副产物，例如焦油或苯酚。所需的终端产物是合成气，其可用合适的分离工艺从该混合物分离。通过管线2加入蒸汽，蒸汽从管线2分入管线3，在煤床A以上的位点进入气化器。分线还将蒸汽导向管线4，其中蒸汽将通过分配器B进入气化器。分配器B可以是任意合适的装置，该装置将蒸汽和水蒸气散开，使之与煤床A中的煤接触。还通过管线7将空气加入气化器10。从该管线分出一路管线，从而空气可通过管线8在煤床A以上的位点进入气化器10。在煤、水蒸气和氧气之间的氧化反应之后，二氧化碳、一氧化碳、氮气和氢气的气体产物将通过管线11排出气化器10。分离器(未显示)将管线11中的合成气与热解/吹扫气体分离，该热解/吹扫气体通过管线12离开气化器，并回收用于进一步处理。所述分离器可以是压力转换吸附过程(PSA)分离器。可通过管线11将合成气加入储存单元，或导向适当的工业操作。此外，在气化器10的底部收集底部碳，即来自煤的氧化反应的残留物，并通过管线9回收。在本专利技术的操作中，将纯氧而不是空气加入气化器10。氧气可自管线6经管线5随空气加料一起加入，或者通过管线6随蒸汽一起加入管线4。操作者可选择上述的任一种或两种，使纯氧通过分配器B进入气化器10。通常在气化工艺的第二阶段添加纯氧，持续40-45秒。在将空气和蒸汽混合物加入分配器B之后，可将纯氧递送到蒸汽管线4或空气管线5。通过适当的流动控制系统和氧气注入器，将纯氧加入空气流或蒸汽流。基于气化器10中测量的温度，纯氧的流动将自动启动。这个温度通常由操作者基于气化器中的其它操作条件来设定。一旦纯氧的流动已经启动，气化器的操作者将根据原料合成气反应产物中的二氧化碳浓度和气化器底部灰分的碳含量的测量结果，手动控制这种流动和调节这种流动。吹气式气化器通常使用较高评级的煤，因为它们相对具有高效率。本专利技术使气化器能使用较低评级的煤来操作，取得相同的合成气生产能力，由此通过这种改善的效率来提高经济回报。由此，本专利技术通过燃烧留在气化器底部灰分的残留碳，使碳转化率升高，改善了现有工艺。在原料合成气中产生的有效合成气的百分比将进一步升高。通过延长合成气生产阶段或缩短气化器一个操作周期的时间，来增加单一气化单元的生产能力。最后，降低了吹扫气体的产生。虽然已通过本专利技术的具体实施方式描述了本专利技术，但显然本专利技术的许本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在气化器中生产合成气的方法，所述方法包括下述步骤：a)将煤加入气化器；b)将空气加入气化器；c)将蒸汽加入气化器；和d)将纯氧加入气化器。

【技术特征摘要】
1.一种用于在气化器中生产合成气的方法，所述方法包括下述步骤：
a)将煤加入气化器；
b)将空气加入气化器；
c)将蒸汽加入气化器；和
d)将纯氧加入气化器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，于空气、蒸汽和氧气存在
下对所述煤进行氧化。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤选自下组：无烟煤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气通过所述空气加
入所述气化器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气通过所述蒸汽加
入所述气化器。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气通过氧气注入器
来加入。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述氧气加40-45秒的
时间。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述气化器所示的温
度来启动所述氧气的加入。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述合成气中二氧化
碳含量以及来自气化器底部灰分的碳含量的测量结果，来调节氧气的加入。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙，张辰东，邓云辉，肖剑，
申请(专利权)人：琳德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE