碳化度极为不同的煤在飞流气化中的同时气化制造技术

本发明专利技术涉及不同碳化程度的煤在飞流气化器中同时气化的方法，其允许通过可靠和安全的运转方式，使得不同碳化程度的煤，包括如褐煤和硬煤的不同的煤质，同时气化成为可能，其中由不同煤的混合物组成的状燃料由共同计量系统输送至气化反应器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将不同碳化程度的煤，如褐煤和硬煤(Steinkohlen)，按飞流气化(Flugstromvergasung)方法同时气化的方法。本专利技术使得气化装置中的碾成粉末状燃料的煤在飞流中与氧气或含有游离氧的气化介质混合物通过反应转变为合成气体。
技术介绍
含有挥发性组分的煤的碳化程度和表面结构之间有一定关联。碳化程度较低的煤，其挥发性组分的含量较高，并且由于多孔结构，其有较大的内表面积。因此碳化程度较低的煤比碳化程度较高的煤有更高的反应性。这在褐煤和硬煤之间尤为显著，甚至是在硬煤中也尤为显著，尽管人们认为无烟煤的碳化程度最高，而长焰煤的碳化程度最低。出于这种原因，如褐煤和硬煤在现有技术中不能被同时气化。按自热飞流气化方法进行的合成气体的生产技术是多年来公知的，并且在1979年Glückauf出版社出版的H-D.Schilling的《煤的气化》(Kohlevergasung)一书以及1996年能源与环境技术公司EF-出版社J.Carl等人的《Noell-Konversionsverfahen》一书33至73页详细叙述。此外反应器的各种不同的实施形式在EP0677567B1和DE3534015中有叙述。粉末状燃料向气化反应器的干燥气动输送时(根据申请号为102005047583.3的专利以及CN20042002007.1)，计量容器中的粉末状燃料通过涡旋(Aufwirbelung)变为可流动的状态，并且通过施加压差，使得粉末状燃料经计量容器的流化床(Wirbelschicht)的管道被送入气化反应器的燃烧器。褐煤和硬煤由于其不同的材料密度，也有不同的旋转特性和流动特性。不同种类的煤能共同输送是以煤的比粒度分布为前提的。
技术实现思路
从这些现有技术出发，本专利技术任务是提供一种气化方法，其允许通过可靠和安全的运转方式，使得不同碳化程度的煤，包括诸如褐煤和硬煤的不同的煤质同时气化成为可能，其中由不同的煤的混合物组成的粉末状燃料由共同计量-->系统输送入气化反应器。通过根据权利要求1的特征的气化方法完成了该任务。构成混合物的煤为达到相同的转化速度而被研磨成特有的、所给定的颗粒分布，并依赖于其碳化程度而干燥至特有的、所给定的残余水分含量。从属权利要求进一步给出本专利技术有利的实施形式。由不同碳化程度的煤组成的粉末状燃料的进料方式如下：不同碳化程度的煤根据其不同的性质，在单独的干燥机和粉磨机中达到相应的水分含量和颗粒分布：-按照所给的规格被干燥和研磨成粉末的煤珠在一个单独的设备中混合并且输送到储仓中储存，-由储仓出来后，粉末状燃料混合物相互充满锁斗(Druckschleusen)，并且锁斗用惰性气体如氮气加压到运行压力，-->-在运行压力下的粉末状燃料混合物周期性地由锁斗送料至计量容器。-通过输入涡旋气体(Wirbelgas)和输送气体，在计量容器内形成致密的流化床，粉末状燃料混合物由该流化床输送至气化反应器的燃烧器，-通过同时输入含游离氧的气化介质，粉末状燃料混合物在气化反应器中反应转化成粗合成气。下面参照附图和两个实施例更详细说明本专利技术。附图说明附图1示出了工艺方框图。具体实施方式实施例1气化设备的总功率设计为500MW。使用硬煤和褐煤粉末的混合物作为燃料。提供这两种煤作为原煤并且首先必须进行干燥并研磨成粉末状燃料。所用的褐煤是水分含量为55％，灰分含量为8％(无水(wf))以及热值为20500KJ/kg(无水(waf))的软褐煤，而所使用的硬煤的水分含量为8％，灰分含量为12％wf以及热值为29500KJ/kg waf。图示煤I和煤II适合于本实例中提到的硬煤和褐煤。由于其不同的水分含量和研磨特性，采取不同的研磨和干燥工艺是必要的。褐煤I在干燥机和粉磨机中干燥至残余水分含量＜12质量％，并研磨至粒度为≥55Ma质量％＜100μm且≥97质量％＜500μm而成为粉末状燃料。硬煤II是挥发分含量≤18质量％waf的低挥发性的、反应惰性的煤，其通过干燥和粉磨装置2干燥至水分含量＜2质量％，并达到粒度分布为50质量％＜63μm和95质量％＜200μm。由于其特有的粒径分布和水分含量，按照气化反应器的密流输送原理这两种煤可以以分别或混合的气动方式输送。在共同气化时，为获得尽可能均匀的混合物，粉末状燃料流自研磨和干燥设备1和2出来后输送至混合设备3。随后该粉末混合物送至储仓4，由储仓出来后粉末混合物相互充满锁斗5，并且锁斗用惰性气体加压至运行压力。在运行压力下的粉末通过重力输送作用又互相输送至计量容器6。对排空后的锁斗5进行减压，再次充以来自储仓4的粉末状燃料，加压，并可将其粉末状成分重新输入计量容器6。根据其功率的不同，可以有1至4个锁斗5与计量容器6相连接。在该实例中需要4个锁斗5。由于锁斗5不能连续运转，通过安排多个锁斗5可以实现计量容器6的连续运转。在计量容器6的底部有一个锥形体，在其中安装有流化板-->(Wirbelboden)。通过输入惰性气体11，在流化板上会形成由粉末状燃料-惰性气体悬浮物组成的致密的流体层，输送管线7插入该流体层中，并且将粉末状燃料传输至气化反应器12，在其中该粉末状燃料同含有游离氧的气化介质反应被转化为粗制合成气。可以使用一个或多个输送管线7。该粗制合成气通过管道10输送至下游的净化设备中。在气化反应过程中转变为粒化的渣料的煤的灰分通过管道9从气化反应器中排出。实施例2根据实施例1的反应惰性的硬煤和挥发分含量＞18质量％waf的反应活性的煤的混合物被同时在具有实施例1功率的气化设备中气化。具有反应活性的硬煤同样被干燥至水分含量＜2质量％，必需的颗粒分布为94质量％＜250μm，98质量％＜500μm。石油焦炭和无烟煤与低挥发性硬煤表现相同。在使用硬褐煤的情况下，干燥至残余水分含量＜8质量％是必需的，所得到的粉末状燃料的颗粒分布为＞94质量％＜250μm，和98质量％＜500μm。煤I和煤II的不同的粉末状燃料也可以在外部制备，并一起输送至混合装置3。本专利技术的目标也通过随后的特征组合给出。一种用含游离氧的氧化剂使粉末状燃料在飞流气化器中气化的方法，压力为常压至80bar，温度为1200-1900℃，其中气化温度高于煤灰分的熔融温度，高出的程度要使得灰分可以以熔化流态带出气化室，其中具有不同碳化程度并从而具有不同反应性和不同含水量的煤的混合物被气化。本专利技术的另一个实施形式通过具有前面所描述的特征的方法给出，其中为实现相同转化速率将构成混合物的煤碾磨为具有不同的颗粒尺寸分布。本专利技术的为一个实施形式通过具有前面所描述的特征的方法给出，其中颗粒尺寸分布是以下面的粒径分布为特征的：-->[0020]本专利技术的另一个实施形式通过具有前面所描述的特征的方法给出，其中依赖于其碳化程度的不同，煤被干燥至不同的含水量，如下表所规定：-->本专利技术的另一个实施形式通过具有前面所描述的特征的方法给出，其中不同种类的煤被输送至不同的干燥和粉磨设备中。本专利技术的另一个实施形式通过具有前面所描述的特征的方法给出，其中不同种类的煤被输送至共同的干燥和粉磨设备中。本专利技术的另一个实施形式通过具有前面所描述的特征的方法给出，其中分别干燥和研磨的不同种类的煤在一个混合设备中均匀混合。本专利技术的另一个实施形式通过具有前面本文档来自技高网...

【技术保护点】
用含游离氧的氧化剂使粉末状燃料在飞流气化器中在常压至８ＭＰａ的压力和１２００－１９００℃的温度下气化的方法，其中气化温度高于灰分的熔融温度，以使得灰分可以以熔融流态被带出气化室，其特征在于，从下表中任意选择的至少两种具有不同碳化程度和下表中分别给定的粒径分布和湿度的燃料的混合物被共同气化：　＊＊＊。

【技术特征摘要】
DE 2007-7-24 102007034524.21.用含游离氧的氧化剂使粉末状燃料在飞流气化器中在常压至8MPa的压力和1200-1900℃的温度下气化的方法，其中气化温度高于灰分的熔融温度，以使得灰分可以以熔融流态被带出气化室，其特征在于，从下表中任意选择的至少两种具有不同碳化程度和下表中分别给定的粒径分布和湿度的燃料的混合物被共同气化：...

【专利技术属性】
技术研发人员：B霍尔，V柯克休贝尔，J拉姆普，M欣格尼茨，G蒂特泽，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]