一种制备清洁燃料气的方法及系统技术方案

本发明专利技术属于燃料气制备技术领域，公开了一种制备清洁燃料气的方法及系统,系统包括：对上煤、加煤、碳层测量、出渣、以及各个监测点全部采用DCS全自动控制的气化装置；集成在气化装置上，用于对上煤、加煤、出渣、双阀之间进行连锁保护的连锁保护装置；用于对空气风机与煤气加压机相互连锁的连锁控制装置，用于通过空气风机的启动指令控制煤气加压机运行；煤气加压机进口设置的低压报警装置，若总管压力低于设定值自动报警。本发明专利技术以兰炭作为原料，空气和副产水蒸气作为气化剂，采用低压固定床连续气化工艺进行气化反应生产煤气，比传统的固定床间接气化工艺在气化效率、煤炭转化率方面得到了大幅提升。

A Method and System for Preparing Clean Fuel Gas

The invention belongs to the technical field of fuel gas preparation, and discloses a method and system for preparing clean fuel gas. The system includes: a fully automatic DCS controlled gasification device for upper coal, coal feeding, carbon layer measurement, slag discharging and monitoring points; a chain protection device integrated in the gasification device for chain protection between upper coal, coal feeding, slag discharging and double valves; The interlocking control device between air blower and gas compressor is used to control the operation of gas compressor through the start-up instruction of air blower. The low-pressure alarm device set at the inlet of gas compressor can automatically alarm if the main pipe pressure is lower than the set value. The invention uses orchid charcoal as raw material, air and by-product steam as gasification agent, and adopts low pressure fixed bed continuous gasification process to produce gas, which greatly improves the gasification efficiency and coal conversion rate compared with the traditional fixed bed indirect gasification process.

【技术实现步骤摘要】
一种制备清洁燃料气的方法及系统
本专利技术属于燃料气制备
，尤其涉及一种制备清洁燃料气的方法及系统。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：全国大部分使用煤气炉煤气作为燃料的企业都采用以烟煤为原料生产煤气，除灰装置采用半封闭水封式除灰，冷却装置采用喷淋式水气接触冷却。煤气发生炉已在建材、化工、陶瓷等行业中广泛的应用，煤气发生炉成套设备也遍布各大行业与领域。以建筑陶瓷行业为例，全国年产建筑陶瓷60亿平方米左右，烧结陶瓷需标准煤二亿多吨。目前，全国绝大部分陶瓷企业仍在使用原煤煤气炉制气作为燃料生产陶瓷，生产过程中有大量的酚水、煤焦油产生，一吨烟煤可产生50kg煤焦油，80kg酚水，酚水和煤焦油的产生既对周边环境造成了严重的污染，又给企业增加了处理污染物的投资。随着国家和地方政府对企业环保要求的不断提高，有的地方政府已开始取缔用原煤作原料的煤气发生炉，强制改用天然气，因天燃气成本太高且工业连续供气不稳不足，导致许多企业(像生产陶瓷的企业)停产，半停产。因此开发新技术，选用清洁低成本的能源才是企业走出困境的制胜法宝。根据我国“洁净煤利用技术”规划要求，煤炭开发利用技术要立足当前，着眼未来，大力开发洁能和能源高效转化利用技术，形成一批新兴能源产业增长点，为国家经济建设可持续发展提供清洁能源保障。兰炭作为一种清洁能源，选作气化原料，用于低压连续煤气发生炉生产工业煤气，为窑炉提供加热燃料，从而满足企业对低成本清洁能源的需求有着非常重要的意义。目前，我国有上万台各种型号的煤气发生炉在运行，使用的气化原料均为优质块状烟煤。该技术的研发和应用，为兰炭提供了新的广阔的市场，有很好的应用前景。综上所述，现有技术存在的问题是：目前，陶瓷、玻璃、冶金、煅烧、化工等行业的工业窑炉所使用的燃料气，基本都是以烟煤作为原料生产的。烟煤有固定碳低、灰分高、挥发分高、水分高的特性，气化炉一般采用两段式煤气发生炉，出渣、及各排灰口均为水封结构，配备电捕焦油器、风冷、间冷加喷淋工艺的净化设备，煤气经加压后输送至用户。烟煤气化工艺气化炉的通风面积较小、正常运行时操作压力最高＜7kpa，无法进一步提高气化炉的效率，造成气化效率比较低，耗煤量大、产气量低、出灰量多、工人劳动强度大、现场环境恶劣等情况。煤气净化过程中由于烟煤的挥发分、水分含量较大，会产生大量的煤焦油、洗涤废水和冷凝废水汇集、储存于焦油池和酚水池内，并且煤焦油和含酚废水均属于危险废弃物。由于洗涤废水和冷凝废水含COD及苯酚浓度较高还有部分轻油和粉尘混合在里面，使用传统废水处理工艺无法达到国家和地方的排放标准。有的企业将此类含苯酚类废水以蒸发后作为气化剂的方式进行处理，但是运行时间很短管道及蒸发设备就会被废水内残留的轻油和粉尘堵塞，无法长期运行。还有的企业用焚烧炉消耗大量能源进行焚烧，此类有机物在燃烧过程产生二噁英，实际上是将液相有害物质转化成气相有害物质，二噁英处理难度更大且成本也较高。解决上述技术问题的难度和意义：难度在于：在化肥、化工行业内，已经有部分企业在利用气化兰炭替代无烟煤制水煤气生产化工原料，并且在业界得到了广泛认可。但是在以烟煤制燃料气(烘干、加热、煅烧、冶金)的行业内，原气化炉是以优质块烟煤来设计的，出渣及各个管口都以水封为主，水封最大设计压力～6Kpa，兰炭遇热破碎后产生的阻力瞬间就能突破水封造成煤气泄漏；另外；由于兰炭固定碳达到85％气化反应时需要大量的氧气，原炉箅通风面积仅仅0.5m2根本无法满足正常的气化要求。这是现有技术难解决的问题。解决上述技术问题后，带来的意义为：经过专业的设计和无数的试验将炉底改为全封闭式并对炉篦进行改良以提高气化效率，杜绝酚水和冷凝水的产出。达到降低资源成本、实现环保生产的目的
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种制备清洁燃料气的方法及系统。本专利技术是这样实现的，一种制备清洁燃料气的系统，所述制备清洁燃料气的系统包括：对上煤、加煤、碳层测量、出渣、以及各个监测点全部采用DCS全自动控制的气化装置；集成在气化装置上，用于对上煤、加煤、出渣、双阀之间进行连锁保护的连锁保护装置；用于对空气风机与煤气加压机相互连锁的连锁控制装置，用于通过空气风机的启动指令控制煤气加压机运行；煤气加压机进口设置的低压报警装置，若总管压力低于设定值自动报警。进一步，气化装置采用脉冲布袋进行干式除灰；气化装置安装的净化系统采用空冷间冷煤气，不与水直接接触。所述制备清洁燃料气的系统进一步包括：DCS控制室，DCS控制室安装有炉底压力检测器、温度监控显示及报警装置及煤气出口压力显示屏。本专利技术的另一目的在于提供一种所述制备清洁燃料气的系统的制备清洁燃料气的方法，所述制备清洁燃料气的方法包括：以神木兰炭作为固定床连续气化炉气化原料，以空气和水蒸气作为气化剂，在制备清洁燃料气的装置内氧化还原反应，通过环保的无水接触净化系统降温、净化生成≥1300Kcal/Nm3的净化可燃气体作为燃料。进一步，所述制备清洁燃料气的方法具体包括：半焦由焦仓进入自动加焦机，自动定时、定量加入气化装置中；制气用的气化剂空气来自工艺风机，入炉压力10Kp、蒸汽为自产蒸汽，水蒸汽与空气，经混合罐均匀混合，然后从煤气炉中央风箱进入煤气炉，经过床层内各个层区在炉内高温条件下，与气化焦进行氧化还原反应，连续生产煤气；在煤气发生炉内，气化剂经过炉篦均匀分布后穿过灰渣层冷却灰渣同时气化剂被预热，气化剂中的氧气进入氧化层与高温原料产生氧化放热反应，反应温度因原料灰熔点温度不同而存在一定差异；同时入炉的水蒸汽在高温条件下产生分解反应，同时吸附原料中的碳分子产生一氧化碳和氢气，氧化层中产生的炉煤气穿过还原层时其中的二氧化碳部分还原生成一氧化碳，炉煤气再依次经过干馏区、干燥区与原料换热并被逐步降低温度；进行干馏过程中，固定碳灰分体积比扩大，原料在干燥过程中解析掉附着水、化合水、焦油，生成的炉煤气温度450～550℃,炉煤气经过炉体上部的自由空间从炉体侧部出气口通过平行管道排出煤气炉，经过高效旋风分离器进行除尘后，进入余热换热器；，风冷气经过换热后出口煤气温度200℃，进入风冷器降温出风冷气温度150℃进入脉冲式布袋除尘器除去煤气中的粉尘；除尘后由顶部进入间冷器，在间冷器中用来自循环水系统的闭路循环冷却水冷却，冷却洗涤除尘后煤气温度降至≤45℃；循环水通过管道排至循环水池降温循环使用；降温后进入电器除尘器进一步脱除煤气的杂质；煤气净化后进入煤气加压机增压至12Kpa后并入煤气总管去后续工段。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述制备清洁燃料气的方法的制备清洁燃料气的装置，所述制备清洁燃料气的装置包括：用于自动定时、定量加入神木兰炭的气化装置；用于气化装置排出的炉煤气进行除尘的高效旋风分离器；用于风冷气对高效旋风分离器排出的出口煤气温度进行换热的余热换热器；用于对余热换热器排出的煤气进行风冷的风冷器；用于对风冷器排出的煤气中的粉尘进行脉冲式布袋除尘的脉冲式布袋除尘器；用于对脉冲式布袋除尘器排出的煤气，利用来自循环水系统的闭路循环冷却水冷却的间冷器；用于对在间冷器排出的煤气进行脱除杂质电器除尘器；用于电器除尘器净化后的煤气进入增压的煤气加压机，增压至12Kpa后并入煤气总管去后续工段。进一步，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备清洁燃料气的系统，其特征在于，所述制备清洁燃料气的系统包括：对上煤、加煤、碳层测量、出渣、以及各个监测点全部采用DCS全自动控制的气化装置；集成在气化装置上，用于对上煤、加煤、出渣、双阀之间进行连锁保护的连锁保护装置；用于对空气风机与煤气加压机相互连锁的连锁控制装置，用于通过空气风机的启动指令控制煤气加压机运行；煤气加压机进口设置的低压报警装置，若总管压力低于设定值自动报警。

【技术特征摘要】
1.一种制备清洁燃料气的系统，其特征在于，所述制备清洁燃料气的系统包括：对上煤、加煤、碳层测量、出渣、以及各个监测点全部采用DCS全自动控制的气化装置；集成在气化装置上，用于对上煤、加煤、出渣、双阀之间进行连锁保护的连锁保护装置；用于对空气风机与煤气加压机相互连锁的连锁控制装置，用于通过空气风机的启动指令控制煤气加压机运行；煤气加压机进口设置的低压报警装置，若总管压力低于设定值自动报警。2.如权利要求1所述的制备清洁燃料气的系统，其特征在于，气化装置采用脉冲布袋进行干式除灰；气化装置安装的净化系统采用空冷、间冷煤气，不与水直接接触；所述制备清洁燃料气的系统进一步包括：DCS控制室，DCS控制室安装有炉底压力检测器、温度监控显示及报警装置及煤气出口压力显示屏。3.一种如权利要求1所述制备清洁燃料气的系统的制备清洁燃料气的方法，其特征在于，所述制备清洁燃料气的方法包括：以神木兰炭作为固定床连续气化炉气化原料，以空气和水蒸气作为气化剂，在制备清洁燃料气的装置内发生氧化还原反应，通过环保的无水接触净化系统降温、净化生成≥1300Kcal/Nm3的净化可燃气体作为燃料。4.如权利要求3所述的制备清洁燃料气的方法，其特征在于，所述制备清洁燃料气的方法具体包括：半焦由焦仓进入自动加焦机，自动定时、定量加入气化装置中；制气用的气化剂空气来自工艺风机，入炉压力10Kp、蒸汽为自产蒸汽，水蒸汽与空气，经混合罐均匀混合，然后从煤气炉中央风箱进入煤气炉，经过床层内各个层区在炉内高温条件下，与气化焦进行氧化还原反应，连续生产煤气；在煤气发生炉内，气化剂经过炉篦均匀分布后穿过灰渣层冷却灰渣同时气化剂被预热，气化剂中的氧气进入氧化层与高温原料产生氧化放热反应，反应温度因原料灰熔点温度不同而存在一定差异；同时入炉的水蒸汽在高温条件下产生分解反应，同时吸附原料中的碳分子产生一氧化碳和氢气，氧化层中产生的炉煤气穿过还原层时其中的二氧化碳部分还原生成一氧化碳，炉煤气再依次经过干馏区、干燥区与原料换热并被逐步降低温度；进行干馏过程中，固定碳灰分体积比扩大，原料在干燥过程中解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德军，云永红，
申请(专利权)人：神木市科特洁能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61