一种用高挥发分煤制合成气集成装置制造方法及图纸

一种用高挥发分煤制合成气集成装置，该装置是由上部的干燥干馏段，中部的转化段和气化段，下部的液态排渣段构成。其干燥干馏段顶部设有密封装煤结构，上部设有热解煤气出口，中部设有合成气出口，底部和转化段相联，其转化段下部设有净热解煤气进口，顶部和干馏段相联接，底部和气化段相联接。转化段和气化段壁为水夹套结构，水夹套结构上设有冷却水入口和出口，水夹套的底部设有液态或固态排渣结构。本发明专利技术以高挥发分弱粘结性块煤为原料，将热解制气、气化制气和热解气转化为合成气技术集成为一体，使高挥发分煤制合成气过程实现了资源利用率高，环境友好，成本低，效益高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以高挥发分煤为原料制合成气的装置，特别是采用以高挥发分煤为原料的热解制气、气化制气和热解气转化制气为一体的生产合成气的一种集成装置。
技术介绍
国内外现有气化炉型主要分为三类：固定床气化炉、流化床气化炉和气流床气化炉。这三类气化炉各有其优缺点。鲁奇(Lurgi)和两段炉采用固定床气化技术。两段炉是一种以块煤为原料，在常压下将烟煤干馏和气化集中在同一气化炉内完成的完全气化装置。它实际上是在一般的水煤气炉(或发生炉)上部加一个干馏段，整个炉体由干馏段和气化段组成。烟煤先在此进行低温干馏，变成赤热的半焦，然后进入下部的气化段进行气化。两段炉有发生型和水煤气型两种炉型。在水煤气型两段炉中，由于煤气生产的各段中气流的流向在不断的改变，故作为干馏段热载体的气流及其它气体流向也在不断改变，因此其生产过程要比一般固定床炉型复杂一些。工作循环一般也由五个阶段组成，即为吹风阶段，蒸汽吹净阶段，上吹制气阶段，下吹制气阶段和二次蒸汽吹净阶段。两种炉型的两段炉工艺产品煤气中包含有低温干馏所产生的烃类及焦油蒸汽，故煤气热值高。但由于CH4及CmHn含量高，发生型两段炉煤气中还含有＞40％的氮气，产品气不适宜直接用于醇醚合成。鲁奇炉和常压固定床气化一样，也是自热式逆流反应床，所不同的是采用氧气-水蒸汽或空气-水蒸汽为气化剂，在2.0～3.0MPa的压力和900～1100℃的温度条件下进行的连续气化法。制得煤气经脱除CO2后的发热值在标准状态下约16000kJ/m3左右。-->鲁奇加压气化法的优点是：(1)可以使用劣质煤气化。灰熔点较低，粒度较小，一般5～25mm，水分较高(20％～30％)和灰分较高(例如30％-40％)的煤都可以使用，而且对煤的机械强度和热稳定性要求较低。特别适用于褐煤气化，这就大大扩大了气化用煤的选择范围。(2)加压气化生产能力提高。如以水分为20％～25％的褐煤来说，气化强度可达2000-2500Kg/(m2·h)，这比常压气化炉高5倍左右，而且不增加煤气中的带出物。(3)氧耗量低。在2.0MPa压力下气化所需的O2量仅为常压气化的2/3，压力增高，氧耗还可以降低。这主要和放热的甲烷生成反应相关。(4)鲁奇是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，所以碳效率高(可达95％)，气化效率也可达80％-90％。在几种劣质煤气化技术中，能耗是最低的。(5)加压气化只需压缩占煤气体积10％～15％的氧气，这对使用加压煤气的用户(例如合成氨和甲醇)来说，可以大大降低动力消耗。这比常压造气后再压缩到3MPa可节省动力2/3。(6)加压气化，可使气化炉、附属设备以及管道的体积大大缩小，降低单位产气量的金属消耗量和减少投资。虽然鲁奇气化工艺优点很多，但也有如下缺点：(1)蒸汽分解率低。一般蒸汽/氧气比(Kg/m3)为5-8左右，而水蒸汽分解率仅为32％-38％。(2)加压气化固有的复杂性，设备检修频繁。(3)煤气化过程产生的焦油、油、脂肪酸、不饱和烃、酚、氨等，使煤气净化和废水处理复杂化。采用高挥发分烟煤为原料时，产品不能直接用于醇醚合成。中国专利CN2513997Y公开了一种以煤和天然气为原料的固定床合成气制备-->炉，其结构为一包括内砌高温耐火材料制成的炉体和位于炉体之外的水夹套的压力容器，其特征在于：中间粗，上下段细，横截面为圆形；该合成气制备炉自上而下分上部干馏段和下部气化段；所述上部干馏段的上段细下段粗，其上下段之间的变径过渡段的炉壁上设有3-12个氧气、水蒸气输入的喷嘴，喷嘴的喷射方向沿纵轴方向上下调节，细段的顶部设有加料仓及块煤加料口；所述下部气化段通过变径过渡段与上部干馏段相连通，上段粗下段细，炉体中部的炉壁上对称设有合成气出口管；所述下部气化段底部的炉壁上设有冷却水入口管和液态排渣管，冷却水入口管与水冷夹套相连通。炉渣罐通过位于其壁上的对接管与液态排渣管相连通，渣罐上与对接管对称的另一侧罐壁上设有内装泥炮的泥炮装置，渣罐底部连通绞笼，设有固态渣出口管，渣罐顶部设有水蒸气出口。该专利技术以煤气和天然气为原料进行共气化。该专利技术突破常规的单一原料气化，进行煤和天然气双原料共气化，但这一技术不能回收宝贵的煤焦油化学产品。CNZL94106781.5公开了一种灰熔聚流化床气化技术。灰熔聚粉煤流化床气化以纯氧和蒸汽为气化剂，在0-6mm煤粒度和适当的气速下，使床层中的粉煤沸腾，气固两相充分混合，在局部燃烧产生的高温下进行煤的气化，煤在床内一次实现破粘、脱挥发分、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解等过程。流化床反应器的混合特性有利于传热、传质及粉状原料的使用，但也造成了排灰和飞灰中的碳损失较高。流化床工艺根据射流原理，设计了特殊的气体分布器和灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，提高了碳的利用率。另外，常规的流化床为降低排渣的碳含量，维持稳定的不结渣操作，必须保持床层低碳灰比和低操作温度，而灰熔聚流化床是在非结渣情况下连续有选择地排出低碳含量的灰渣，因此床内碳含量高，床温较高，产品气中不含焦油，洗涤废水含酚量低。灰熔聚流化床粉煤气化方法具有以下特点：(1)煤种适应性强；(2)气化强度高，排灰碳含量低；(3)产品气无焦油、酚含量低、容易净化；(4)改变气化模式可生产-->低、中热值煤气或合成气；(5)反应温度适中，无特殊材料要求；(6)反应器结构简单，开停车容易，可靠性高；(7)灰熔聚流化床采用0～6mm的粉煤，该技术不适用于块煤气化。GSP、Shell和Texaco是加压气流床气化技术的典型代表。GSP气化工艺过程主要是由给料系统，气化炉，粗煤气洗涤系统组成，即备煤，气化，除渣三步分组成。固体气化原料被碾磨为煤粉(～200目)后，经干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴.对于液态或污泥状的气化原料则可用泵送至烧嘴。气化原料与其它气化剂(氧气、水蒸气)经烧嘴同时喷入气化炉内的反应室，然后在高温(1400～1600℃)、高压(2.5～4.0MPa)下发生快速气化反应，产生以CO和H为主要成分的热粗煤气。气化原料中的矿物部分形成熔渣。热粗煤气和熔渣一起通过反应室底部的排渣口进入下部的激冷室。冷却后的粗煤气去洗涤系统；渣粒固化成玻璃状，通过锁斗系统排出；溢流出的激冷水送污水处理系统。气化温度的选择是由原料煤的物理化学性质决定的，气化压力的确定主要取决于产品煤气的利用工艺。气化炉开工率高，配件使用寿命长GSP气化炉的开工率比较高，基本上是每年一次，烧嘴和水冷壁的使用寿命也比较长。气化炉的开停车比较灵活，所需时间比较短，生产稳定，气化效率和碳转化率比较高。Shell和Texaco气化工艺也主要是由给料系统，气化炉，粗煤气洗涤系统组成，即备煤，气化，除渣三部分组成。固体气化原料被碾磨为＜74μm的煤粒大于80％后，经干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴。气化原料与其他气化剂(氧气、水蒸气)经烧嘴同时喷入气化炉内的反应室，然后在高温(1400～1600℃)、高压(2.5～4.0MPa)下发生快速气化反应，产生以CO和H为主要成分的热粗煤气。气化原料中的矿物部分形成熔渣。Shell工艺与GSP工艺的H2/C和O/C是差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用高挥发分煤制合成气集成装置，包含有干燥干馏段、转化段、气化段和排渣段，其特征在于所述的干燥干馏段（３）的顶部设有密封结构的原料煤筛储设备（１），一边设有煤粉出口（２）、热解煤气出口（４）和合成气出口（６），下部通过炭化室与转化段（５）和气化段（８）相连；所述的转化段（５）和气化段（８）的内壁为耐火料衬里（１０），外壁为水夹套（１１），并在转化段下部设有净热解煤气进口（７），在气化段设有蒸汽和Ｏ↓［２］入口（９）；所述的排渣段（１５）上部设有排渣口（１７），中部设有熔渣急冷室（１８），下部设有密封渣斗（２０）。

【技术特征摘要】
1.一种用高挥发分煤制合成气集成装置，包含有干燥干馏段、转化段、气化段和排渣段，其特征在于所述的干燥干馏段(3)的顶部设有密封结构的原料煤筛储设备(1)，一边设有煤粉出口(2)、热解煤气出口(4)和合成气出口(6)，下部通过炭化室与转化段(5)和气化段(8)相连；所述的转化段(5)和气化段(8)的内壁为耐火料衬里(10)，外壁为水夹套(11)，并在转化段下部设有净热解煤气进口(7)，在气化段设有蒸汽和O2入口(9)；所述的排渣段(15)上部设有排渣口(17)，中部设有熔渣急冷室(18)，下部设有密封渣斗(20)。2.权利要求1所述的一种用高挥发分煤制合成气集成装置，其特征在于干燥干馏段(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨力，刘光亮，程晓飞，梁言，苗喜林，张佳，张永发，
申请(专利权)人：山西中元煤洁净技术有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]