一种高热值发生炉煤气生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高热值发生炉煤气生产工艺，将1000

【技术实现步骤摘要】
一种高热值发生炉煤气生产工艺


[0001]本专利技术属于能源化工
，具体涉及一种高热值发生炉煤气生产工艺.

技术介绍

[0002]煤气发生炉是将煤炭转化为可燃性气体
‑
煤气（主要成分为CO、H2、CH4等）的生产设备，其工作原理为：将适合气化工艺指标的煤炭（一般为低阶煤）筛选后，粒度小于10mm的煤炭由加煤机加入到煤气发生炉内，从炉底鼓入蒸汽与空气或氧气与蒸汽混合气体做为气化剂，煤炭在炉内经物理、化学反应，生成可燃性气体
‑
煤气。
[0003]在工业上常用的沸腾气化炉中，沸腾料层的形成是介于层状气化与悬浮气化之间的一种动态气化方式。当通入的气化剂流速超过煤炭颗粒能够停留在炉篦上的最低限度时，粉煤中一些煤炭颗粒就会失去稳定性，并在气流中开始进行局部的起伏翻腾，形成沸腾气化状态。此时穿过炉篦上煤炭颗粒层的气化剂流速是决定沸腾气化效果的重要因素，气化剂流速过小，煤炭颗粒的沸腾状态不能形成，或参与沸腾状态的颗粒较少，持续时间不长，在颗粒自重作用下使其很快返回到炉篦上；气化剂流速过大，炉篦上的气化环境被破坏，沸腾气化料层不能稳定甚至丧失。只有当气化剂流速与煤炭颗粒的沸腾运动达到相对平衡时，煤炭颗粒在气化剂压力的作用下，才能大部分或全部持续保持上升、下落的运动状态。煤炭颗粒在这种沸腾运动过程中与气化剂充分混合，即可最大限度地进行碳气化，从而形成高效的煤炭气化过程。
[0004]沸腾气化炉的特点是气化剂和固体煤炭之间的传热和传质速度极快，温度梯度相对较小，这种特性是由于在气流中固体颗粒快速地被搅拌和混合，导致固体颗粒与气化剂之间的接触面积大、传热效率高而引起的。在沸腾炉气化炉中，根据气化剂含氧量的不同可得到不同热值的煤气。
[0005]图1为现有沸腾气化炉设备图，沸腾气化炉一般是由煤仓、气化炉、炉篦、二次风嘴、灰渣排口组成。煤炭加入到煤仓后，经过螺旋输送器输送到气化炉内，煤炭从上往下流动，从炉篦吹入的气化剂从下往上流动，煤炭在与气化剂接触的过程中进行沸腾运动，使煤炭在温度升高过程中与水蒸汽进行碳气化反应，产出发生炉煤气，粗煤气从气化炉顶部排出。同时，气化炉底部的煤炭在空气或氧气的作用下进行燃烧并向炉内供热，煤炭燃烧产生的煤灰沉积到发生炉底部后再经过螺旋输送器排出。
[0006]沸腾气化炉所用煤的粒度一般为0
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10mm，用空气或氧气掺加水蒸汽作气化剂，气化剂从底部通过炉篦吹入到炉内，粉煤在气化剂的作用下产生沸腾，沸腾层高度一般为1.0
‑
1.5m，碳气化温度为950
‑
1000℃，粉煤在炉内沸腾换热过程中进行干燥、加热、干馏和碳气化，碳气化效率可达50
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60%，可在常压下进行生产操作。由于料层内部的剧烈沸腾，可使气化剂与粉煤充分接触，粉煤的传热条件很好，整个沸腾气化炉的料层温度基本上是均匀的。
[0007]沸腾气化炉根据气化剂含氧量的不同，可以生产不同发热值的煤气。当用空气
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蒸汽鼓风时，煤气发热值介于4180
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4606 KJ/Nm3，煤气热值较低，当用氧气
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蒸汽鼓风时，煤气
发热值介于8793
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9211 KJ/Nm3，这种方法虽然可提高煤气热值，但生产过程需要消耗氧气，生产成本较高。沸腾气化炉用空气和水蒸汽混合后作为气化剂，煤炭沸腾所需的气化剂量较大，煤气的出口温度较高，若不采用煤气显热回收装置，出口温度可达900℃以上，在需要使用热煤气的地区采用这种气化炉较为合适，不仅可提高能源的利用率，而且设备简单、投资省、运行费用较低，可使用粉煤作原料，炉内气化强度大，产出的煤气中不含焦油，后处理设备简单，容易满足环保要求。

技术实现思路

[0008]为解决现有沸腾气化炉以常温煤炭为原料，使用空气
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蒸汽作为气化剂时煤气热值较低、使用氧气
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蒸汽作为气化剂时，虽可提高煤气热值但生产成本较高的问题；本专利技术采用高温残炭作为原料，以高温蒸汽为气化剂，本专利技术提供了一种高热值发生炉煤气生产装置。
[0009]为此，本专利技术采用如下技术方案：一种高热值发生炉煤气生产工艺，包括竖式气化炉，竖式气化炉的下端设有排灰口、顶部设有粗煤气出口；竖式气化炉内腔的下部位置设有水平的炉篦，炉篦外沿固定连接竖式气化炉内壁，炉篦下方形成灰尘积存区，炉篦上方形成碳气化区，碳气化区上方为气固分离区；竖式气化炉外壳的同一高度处设有物料入口和物料出口，物料入口和物料出口相对设置，且物料入口和物料出口的高度位于碳气化区和气固分离区的分界处；物料入口上连接有螺旋锁气给料器，螺旋锁气给料器入口端连接高温残炭仓；物料出口上连接有螺旋锁气排料器；所述生产工艺包括以下步骤：1）粒度为0
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10mm、温度为1000
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1100℃残炭从高温物料加料口加入到高温残炭仓中，高温残炭经螺旋锁气给料器加入到炉内；2）在竖式气化炉的炉篦上开设有多个直径2
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3mm小孔，相邻小孔中心间距为4
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5mm；高温蒸汽从竖式气化炉的底部通入后，通过炉篦上小孔通入到炉内，然后垂直往上吹入到碳气化区内；3）在碳气化区内，高温残炭从上往下流动过程中与从下往上吹入的高温蒸汽接触，使残炭在炉内进行沸腾运动；4）高温残炭在沸腾运动中不断与高温蒸汽进行水煤气反应，产出含有H2和CO的高热值煤气，高温残炭在水煤气反应过程中温度逐渐降低；当残炭温度降低到600℃以下时，水煤气反应速率接近停止；低温残炭在沸腾运动过程中流动到竖式气化炉另一侧炉壁的中部位置时，低温残炭从物料出口排出，并经螺旋锁气排料器排出炉外；5）在竖式气化炉内，碳气化区产出的高热值煤气从下往上流动经过气固分离区时，煤气中的粗粒粉尘在重力作用下下沉到碳气化区，碳粉继续参与高温蒸汽的碳气化反应并产出高热值煤气，高热值煤气从粗煤气出口排出；6）从竖式气化炉顶部排出的700
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800℃高温、高热值煤气进入到旋风除尘器中进行二次粗除尘，除去高热值煤气中的中粒粉尘后转化为低尘高热值煤气；7）从旋风除尘器排出的低尘高热值煤气通入到煤气冷却器中，高热值煤气通过与
水的间接换热，将低尘高热值煤气的温度降低到150℃以下；8）降温后的高热值煤气通入到布袋除尘器中进行精除尘，得到的洁净煤气，再经过煤气加压机加压后装入储罐保存；9）从竖式气化炉排出的600℃以下低温残炭加入到回转式冷却炉内，低温残炭在冷却水的间接冷却作用下温度降低，温度降低到200℃以下后从回转式冷却炉内排出。
[0010]进一步地，竖式气化炉的碳气化区设置为上大下小的倒喇叭口结构，使残炭在碳气化区内进行沸腾运动。
[0011]本专利技术的工艺过程为：本专利技术的工艺过程为：将1000
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1100℃高温残炭从竖式气化炉一侧中部加入到竖式气化炉内，高温残炭在下落过程中与从底部往上吹入的高温水蒸汽进行接触，使残炭在沸腾运动过程中与水蒸汽接触并发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高热值发生炉煤气生产工艺，其特征在于，包括竖式气化炉（1），竖式气化炉（1）的下端设有排灰口（2）、顶部设有粗煤气出口（3）；竖式气化炉（1）内腔的下部位置设有水平的炉篦（4），炉篦（4）外沿固定连接竖式气化炉（1）内壁，炉篦（4）下方形成灰尘积存区（5），炉篦（4）上方形成碳气化区（6），碳气化区（6）上方为气固分离区（7）；竖式气化炉（1）外壳的同一高度处设有物料入口和物料出口，物料入口和物料出口相对设置，且物料入口和物料出口的高度位于碳气化区（6）和气固分离区（7）的分界处；物料入口上连接有螺旋锁气给料器（8），螺旋锁气给料器（8）入口端连接高温残炭仓（9）；物料出口上连接有螺旋锁气排料器（10）；所述生产工艺包括以下步骤：1）粒度为0
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10mm、温度为1000
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1100℃残炭从高温物料加料口加入到高温残炭仓（9）中，高温残炭经螺旋锁气给料器（8）加入到炉内；2）在竖式气化炉（1）的炉篦（4）上开设有多个直径2
‑
3mm小孔，相邻小孔中心间距为4
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5mm；高温蒸汽从竖式气化炉（1）的底部通入后，通过炉篦（4）上小孔通入到炉内，然后垂直往上吹入到碳气化区（6）内；3）在碳气化区（6）内，高温残炭从上往下流动过程中与从下往上吹入的高温蒸汽接触，使残炭在炉内进行沸腾运动；4）高温残炭在沸腾运动中不断与高温蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：权芳民，雷鹏飞，张红军，蔡斌，寇明月，王建平，胡建国，张志刚，卢红山，吴振中，张小兵，陈得贵，姚征，
申请(专利权)人：酒泉钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
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