一种液态排渣、高温焦回送的煤气化工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液态排渣、高温焦回送的煤气化工艺及装置。其装置包括U型煤气发生炉和高温分离器，所述U型煤气发生炉由高温段和低温段呈U型构成，高温段和低温段共用一个灰斗，所述U型煤气发生炉的出口设置在低温段的顶部，所述U型煤气发生炉的出口连接高温分离器的进口，高温段顶部设有煤粉进口、空气进口和第一水蒸气进口，煤粉进口分别连接煤粉源和高温分离器的高温焦出口，高温段中部设有第二水蒸气进口，低温段底部设有煤粉给料口和第三水蒸气进口，且第三水蒸气进口位于煤粉给料口的上方，煤粉给料口连接煤粉管线，所述煤粉管线设有煤气管线。采用该装置能够提供碳转化率，实现煤炭的高效利用。

【技术实现步骤摘要】
一种液态排渣、高温焦回送的煤气化工艺及装置
本专利技术属于煤气化
，具体涉及一种液态排渣、高温焦回送的煤气化工艺及装置。
技术介绍
我国的能源结构决定了煤炭作为主要能源的地位，由于煤炭燃烧会产生SO2、NOx、二噁英、重金属、粉尘等污染物，随着环境问题日益突出，煤炭的高效清洁利用成为社会关注的热点，而煤气化作为实现煤炭高效清洁利用的核心技术，近年来得到快速发展。申请人在申请号为201711041111.7的“一种生产高热值煤气且低残碳量的煤粉气化装置及工艺”中提出了U型两段式煤气发生装置在生产高热值煤气同时可以大大提高煤炭利用率，但是仍然存在以下问题：(1)采用固态排渣方式，底渣含碳量高，影响整体碳转化率；(2)低温段通入部分氧气，一定程度降低了热解气的热值；(3)分离器效率为出口仍然带出大量的半焦，影响碳转化率，降低气化效率。因此，开发一种液态排渣、高温焦回送的煤气化技术对提高气化效率具有重要的现实意义。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种液态排渣、高温焦回送的煤气化装置，采用该装置能够提供碳转化率，实现煤炭的高效利用。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种液态排渣、高温焦回送的煤气化装置，包括U型煤气发生炉和高温分离器，所述U型煤气发生炉由高温段和低温段呈U型构成，高温段和低温段共用一个灰斗，所述U型煤气发生炉的出口设置在低温段的顶部，所述U型煤气发生炉的出口连接高温分离器的进口，高温段顶部设有煤粉进口、空气进口和第一水蒸气进口，煤粉进口分别连接煤粉源和高温分离器的高温焦出口，高温段中部设有第二水蒸气进口，低温段底部设有煤粉给料口和第三水蒸气进口，且第三水蒸气进口位于煤粉给料口的上方，煤粉给料口连接煤粉管线，所述煤粉管线设有煤气管线。本专利技术将煤粉给料口设置于低温段入口处，采用煤气送粉方式，可以有效提高煤气炉出口煤气有效成分含量。本专利技术通过高温段中部的第二水蒸气进口和低温段底部的第三水蒸气进口通入向煤气发生炉通入水蒸气，对煤气发生炉实现多级调温调质，不仅降低了煤气中的飞灰含量，而且大大降低了低渣的含碳量，从而提高了碳转化率。本专利技术的目的之二是提供一种液态排渣、高温焦回送的煤气化工艺，提供上述装置，高温焦、煤粉、水蒸气和空气从而高温段顶部通入至煤气发生炉内，使煤粉和高温焦在高温段进行高温气化，同时通过向第二水蒸气进口向高温段内喷入水蒸气，调节高温段内气体组分后，气体进入低温段，液体进入灰斗；在低温段内，煤粉通过煤气输送从煤粉给料口进入低温段，与来自高温段的气体混合后在低温段内进行低温气化，同时通过第三水蒸气进口向低温段内喷入水蒸气，调节低温段内的气体组分后，得到的粗煤气从进入高温分离器，在高温分离器中将粗煤气中高温焦分离出来后通入至高温段顶部煤粉进口。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的液态排渣、高温回送的煤气化工艺及装置，煤粉给料口设置于低温段入口处，采用煤气送粉方式，可以有效提高煤气炉出口煤气有效成分含量。高温段采用液态排渣，可以有效降低煤气中飞灰的含量。本专利技术高温段采用水蒸气和煤气混合输送焦粉，以保证高温段出口的有效气含量。煤气中的飞灰经布袋除尘器收集后返送至煤气炉高温段，进一步提高碳转化率。本专利技术的煤气化工艺与其他气化装置相比具有以下优势：(1)相比固态排渣的两段式气化装置，提高了高温段碳转化率；(2)煤粉及焦粉输送方式采用煤气输送，可以有效降低无效气体含量，提高产物煤气的品质；(3)多级蒸汽调温调质，可以根据煤气用途，调整各蒸汽喷口出的蒸汽量，最终提高煤气的品质；(4)低温段气化剂不含氧气，仅为水蒸气，出口温度控制在900℃左右，可以有效的提高煤气中小分子烃类的含量，有效提高煤气热值。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术煤气化的工艺流程图；其中，1.水蒸气来自余热锅炉，2.煤粉，3.煤气来自煤气预热器，4.捞渣机，5.水蒸气来自余热锅炉，6.气化喷嘴，7.空气来自空气预热器，8.水蒸气来自余热锅炉，9.煤气，10.布袋除尘器，11.软化水，12.余热锅炉，13.水蒸气送至低温段入口，14.水蒸气送至制焦炉高温段中段，15.低温煤气，16.煤气预热器，17.热煤气送至低温段给料，18.冷空气，19.空气预热器，20.热空气送至气化炉喷嘴，21.高温旋风分离器，I.高温段，II.低温段。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本申请所述高温焦的高温是指温度为900～1100℃。本申请所述的高温气化的温度为1300～1600℃，所述低温气化的温度为900～1100℃。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在热解气的热值、碳转化率均较低的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种液态排渣、高温焦回送的煤气化工艺及装置。本申请的一种典型实施方式，提供了一种液态排渣、高温焦回送的煤气化装置，包括U型煤气发生炉和高温分离器，所述U型煤气发生炉由高温段和低温段呈U型构成，高温段和低温段共用一个灰斗，所述U型煤气发生炉的出口设置在低温段的顶部，所述U型煤气发生炉的出口连接高温分离器的进口，高温段顶部设有煤粉进口、空气进口和第一水蒸气进口，煤粉进口分别连接煤粉源和高温分离器的高温焦出口，高温段中部设有第二水蒸气进口，低温段底部设有煤粉给料口和第三水蒸气进口，且第三水蒸气进口位于煤粉给料口的上方，煤粉给料口连接煤粉管线，所述煤粉管线设有煤气管线。本申请将煤粉给料口设置于低温段入口处，采用煤气送粉方式，可以有效提高煤气炉出口煤气有效成分含量。本申请通过高温段中部的第二水蒸气进口和低温段底部的第三水蒸气进口通入向煤气发生炉通入水蒸气，对煤气发生炉实现多级调温调质，不仅降低了煤气中的飞灰含量，而且大大降低了低渣的含碳量，从而提高了碳转化率。优选的，第一水蒸气进口、第二水蒸气进口、第三水蒸气进口均连接水蒸气源，煤气管线的出口连接煤粉管线，煤气管线的进口连接煤气源。由于高温分离器分离后获得的煤气温度较高，为了降低煤气的温度，并回收这部分能量，本申请优选的，包括空气预热器，空气预热器的煤气进口连接高温分离器的煤气出口，空气预热器的空气出口连接高温段顶部的空气进口。利用煤气的热量对空气进行预热。为了进一步利用空气预热器排出的煤气中的热量，本申请进一步优选的，包括煤气预热器，空气预热器的煤气出口连接煤气预热器的热煤气进口，空气预热器排出的热煤气从煤气预热器的热煤气进口进入，从煤气预热器的冷煤气出口排出，冷煤气从煤气预热器的冷煤气进口进入，从而煤气预热器的热煤气出口排出，煤气预热器的热煤气出口连接煤气管线。为低温段的煤粉输送煤气进行预热。煤气预热器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态排渣、高温焦回送的煤气化装置，其特征是，包括U型煤气发生炉和高温分离器，所述U型煤气发生炉由高温段和低温段呈U型构成，高温段和低温段共用一个灰斗，所述U型煤气发生炉的出口设置在低温段的顶部，所述U型煤气发生炉的出口连接高温分离器的进口，高温段顶部设有煤粉进口、空气进口和第一水蒸气进口，煤粉进口分别连接煤粉源和高温分离器的高温焦出口，高温段中部设有第二水蒸气进口，低温段底部设有煤粉给料口和第三水蒸气进口，且第三水蒸气进口位于煤粉给料口的上方，煤粉给料口连接煤粉管线，所述煤粉管线设有煤气管线。

【技术特征摘要】
1.一种液态排渣、高温焦回送的煤气化装置，其特征是，包括U型煤气发生炉和高温分离器，所述U型煤气发生炉由高温段和低温段呈U型构成，高温段和低温段共用一个灰斗，所述U型煤气发生炉的出口设置在低温段的顶部，所述U型煤气发生炉的出口连接高温分离器的进口，高温段顶部设有煤粉进口、空气进口和第一水蒸气进口，煤粉进口分别连接煤粉源和高温分离器的高温焦出口，高温段中部设有第二水蒸气进口，低温段底部设有煤粉给料口和第三水蒸气进口，且第三水蒸气进口位于煤粉给料口的上方，煤粉给料口连接煤粉管线，所述煤粉管线设有煤气管线。2.如权利要求1所述的煤气化装置，其特征是，第一水蒸气进口、第二水蒸气进口、第三水蒸气进口均连接水蒸气源，煤气管线的出口连接煤粉管线，煤气管线的进口连接煤气源。3.如权利要求1所述的煤气化装置，其特征是，包括空气预热器，空气预热器的煤气进口连接高温分离器的煤气出口，空气预热器的空气出口连接高温段顶部的空气进口。4.如权利要求3所述的煤气化装置，其特征是，包括煤气预热器，空气预热器的煤气出口连接煤气预热器的热煤气进口，空气预热器排出的热煤气从煤气预热器的热煤气进口进入，从煤气预热器的冷煤气出口排出，冷煤气从煤气预热器的冷煤气进口进入，从而煤气预热器的热煤气出口排出，煤气预热器的热煤气出口连接煤气管线。5.如权利要求4所述的煤气化装置，其特征是，包括余热锅炉，余热锅炉的煤气进口连接煤气预热器的冷煤气出口，所述余热锅炉作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，王涛，张振，周滨选，付加鹏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37