以富氧空气、CO2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法技术

本发明专利技术涉及煤气化方法，尤其是一种以富氧空气、ＣＯ↓［２］烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法。该方法中ＣＯ↓［２］烟气是由燃气窑炉引出的烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均匀，组成一种富含Ｏ↓［２］和ＣＯ↓［２］的混合气体，其中Ｏ↓［２］含量达到３０－５０％，ＣＯ↓［２］含量达到５－２５％；将该混合气体与水蒸气混合作为煤气化装置，在煤气化装置中，所述气化剂与煤发生氧化还原反应，生成以ＣＯ和Ｈ↓［２］为主要可燃成分的煤气。本发明专利技术既完成了煤气化反应过程，又把窑炉部分烟气中ＣＯ↓［２］作为反应物质，将其还原为ＣＯ，增加了煤气中ＣＯ含量。既提高了煤气热值，降低了气化煤炭用量，又减少了燃气窑炉烟气ＣＯ↓［２］排放量，达到了节能与减排有效结合。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及煤气化方法，尤其是一种以富氧空气、CO2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法。
技术介绍
：目前，煤炭气化一般采用以“空气”、“空气—水蒸气”或“富氧空气—水蒸气”作为气化剂，对煤炭进行气化反应，生产以CO和H2为主要可燃物质的煤气，应用以上技术生产的煤气用于窑炉燃烧，产生的烟气中CO2含量一般在15-25％之间(特殊行业窑炉如石灰窑烟气CO2含量更高)，该烟气的排放，大大提高了大气中温室气体CO2的浓度，严重影响全球气候变化。
技术实现思路
：本专利技术旨在提供一种能够把窑炉部分烟气中CO2作为反应物质，将其还原为CO，增加煤气中CO含量，提高煤气热值，降低气化煤炭用量，减少燃气窑炉烟气的CO2排放量的以富氧空气、CO2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法。本专利技术采用的技术方案是：一种以富氧空气、CO2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法，该方法中所述CO2烟气是由燃气窑炉引出的废烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均匀，组成一种富含O2和CO2的混合气体，其中O2含量达到30-50％，CO2含量达到5-25％；将该混合气体与水蒸气混合作为煤气化装置气化煤炭使用的气化剂，在煤气化装置中，所述气化剂与煤发生氧化还原反应，生成以CO和H2为主要可燃成分的煤气。本专利技术煤气化原理是：以O2含量为30-50％，CO2含量为5-25％的混合气体及水蒸气为气化剂，在一定压力条件下，煤炭被气化剂中的O2氧化成CO2，并放出大量的热量，气化剂中的CO2和氧化反应生成的CO2与灼热的C反应，生产可燃的CO，同时水蒸气与-->灼热的C进行吸热化学反应，生成可燃的CO和H2，其主要化学反应方程式如下：C+O2＝CO2；ΔH＝-409kJ/mol               (1)CO2+C＝2CO；ΔH＝162kJ/mol               (2)C+H2O＝CO+H2；ΔH＝119kJ/mol             (3)与现有技术相比，本专利技术的创新点是：①利用燃气窑炉烟气中的CO2作为气化反应物质，在一定温度和压力下，与煤炭中的C发生还原反应，生成CO，从而提高煤气热值，同时既减少了气化煤炭的用量，又降低了窑炉烟气CO2的排放量。②通过增加气化剂中CO2的含量，提高CO还原反应的速度，提高煤气生产效率。③利用具有相当浓度含氧量的富氧空气，通过增加气化剂中的O2含量，提高氧化反应强度，为CO还原反应提供足够的热量。④通过增加气化剂中CO2和O2的含量，降低其中N2的含量，减少气化反应中N2携出的热量，提高煤气化装置的热效率。综上所述，本专利技术利用“富氧空气—CO2烟气—水蒸气”为气化剂，完成煤炭气化反应，使煤气化装置的热效率和煤气热值都得以有效提高，降低了气化煤炭用量，同时，减少了燃气窑炉烟气的CO2排放量。本专利技术特别适用于气烧石灰窑等CO2高排放浓度炉窑的减排设计。附图说明：图1为本专利技术应用流程示意图。图中：燃气窑炉1，烟气净化装置2，烟气加压装置3，富氧空气4，气体混配装置5，水蒸气6，煤气化装置7，煤气净化装置8。具体实施方式：以下结合附图详述本专利技术。如图所示：首先，将燃气窑炉1中的部分烟气引至烟气净化装置2中进行净化处理，净化后的烟气经烟气加压装置3加压后-->送入气体混配装置5，在此装置中，与富氧空气4按照一定比例混合，使之成为O2和CO2含量为一定浓度的混合气体，其中O2含量达到30-50％，CO2含量达到5-25％；然后，将该混合气体与水蒸气6混合作为气化剂供煤气化装置7气化煤炭使用；最后，在煤气化装置7中，该混合气体与水蒸气混合组成的气化剂与煤发生氧化还原反应，生成以CO和H2为主要可燃成分的煤气，此煤气经煤气净化装置8净化后反供燃气窑炉1燃用，再将窑炉燃烧产生的部分烟气引出作为气化剂的一部分，往复循环，以达到降低窑炉CO2排放和降低气化煤炭消耗的目的。本专利技术与利用空气-水蒸气为气化剂的发生炉煤气化方法相比，由于气化剂中O2和CO2含量增加了一定的浓度，从而使其中的N2含量减少了相应的浓度比例，气化反应中N2携出热量明显减少，节省的热量用于CO2的还原反应，煤气化装置热效率得以明显提高。该技术既减少了气化煤炭的用量，又降低了窑炉烟气CO2的排放量。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以富氧空气、ＣＯ↓［２］烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法，其特征在于：所述ＣＯ↓［２］烟气是由燃气窑炉引出的废烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均匀，组成一种富含Ｏ↓［２］和ＣＯ↓［２］的混合气体，其中Ｏ↓［２］含量达到３０－５０％，ＣＯ↓［２］含量达到５－２５％；将该混合气体与水蒸气混合作为煤气化装置气化煤炭使用的气化剂，在煤气化装置中，所述气化剂与煤发生氧化还原反应，生成以ＣＯ和Ｈ２为主要可燃成分的煤气。

【技术特征摘要】
1、一种以富氧空气、CO2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法，其特征在于：所述CO2烟气是由燃气窑炉引出的废烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均匀，组成一种富含O2和CO2的混合气体，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑卫军，李建胜，李金海，
申请(专利权)人：唐山科源环保技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]