本发明专利技术涉及粗煤气的转化领域，具体为一种将含有焦油、酚、氨、ＣＨ↓［４］等复杂成分的热煤气，通过非催化转化法转化成ＣＯ、Ｈ↓［２］、ＣＯ↓［２］、Ｈ↓［２］Ｏ的适用于移动床熔渣气化炉煤气非催化转化的技术与设备。解决了移动床熔渣气化粗煤气用于合成氨、甲醇、乙二醇等产品，粗煤气中的焦油、酚、氨、ＣＨ↓［４］等采用传统的催化转化回收办法，造成工艺流程复杂，投资大、产品成本高的问题，粗煤气从转化炉顶高速切线通过喷嘴进入炉内，小喷管中氧气高速进入转化炉顶部，在炉头部位与氧气充分混合燃烧，温度瞬间达１３００～１３５０℃。在转化炉内，煤气中甲烷、焦油、酚、氨、脂肪酸、煤尘中炭等部分氧化转化成ＣＯ、Ｈ↓［２］、ＣＯ↓［２］、Ｈ↓［２］Ｏ、Ｎ↓［２］、Ｈ↓［２］Ｓ气体。相对于现有技术可减少工艺装置投资的２０％～２５％以上，产品成本降１０％～１５％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粗煤气的转化领域，具体为一种将含有焦油、酚、氨、CH4 等复杂成分的热煤气，通过非催化转化法转化成CO、 H2、 C02、 H20的适用 于移动床熔渣气化炉煤气非催化转化的技术与设备。
技术介绍
移动床纯氧熔渣气化煤气成分十分复杂，详见如下 粗煤气组成VOl°/。 ' H2 CO C02 CH4 C2+ N227~28.656~57.53.3~6 6~80.4~0.6 1 1.5H2S焦油* 酚* 氨* 水* 煤尘0.1 1.5 0.05~0.150.01 0.02 0.013 0.02 0.13~0.4 5 8g/Nm3粗煤气*为kg/kg (daf)煤粗煤气温度一般在220°C~580°C，高水分褐煤温度最低，无烟煤温度 最高。粗煤气压力3.0 4.0Mpa。为了制取生产合成氨、甲醇、乙二醇等 化工产品合格的合成气，必须将气化炉产出的粗煤气转化成仅含CO、 H2、 C02、 H2S、 COS、 N2、 H20的煤气，再经变换，脱硫、脱C02净化后得到 合格的合成气。熔渣气化粗煤气转化制合成气有两种工艺催化转化和非催化转化(1) 、催化转化工艺要先将煤尘、焦油、酚、氨等分离，并从煤气冷凝水中分离与回收这些副产品，然后经变换，甲醇洗脱硫、脱co2，'再用深冷或PSA分离出CH4，最终将甲烷催化转化成CO、 H2、 C02、 H20。若 要制成合格的合成气，甲垸转化后的转化煤气，还需变换和脱除co2。这 种工艺过程十分复杂，能耗高，加上污水处理难度大，虽然能回收一些副 产品焦油、酚、氨等，当甲醇、合成氨产品规模为30~60万吨/年，原料煤 一般性含油量时，还有可能增加产品成本，不值得回收。(2) 、非催化转化工艺是将含有CH4、焦油、酚、氨、脂肪酸、煤尘 等的粗煤气在温度1300°C~1350°C， 3~4Map下转化为H2、 CO、 C02、 H20。 工艺流程大大简化，省去了粗煤气洗涤及废热回收(除焦油、尘)，焦油/ 水分离，酚、氨回收，CH4分离及其转化气的变换、脱C02 8套装置。因3此投资大大节省，产品成本显著降低。由于粗煤气在130(TC 135(TC转化，煤气冷凝水含有害物极微，与气 流床干粉煤熔渣气化，德士古水煤浆煤气化相当。因此煤气冷凝水处理投 资成倍降低，环保问题也得到好的解决。虽然含甲烷气的非催化转化、重油非催化转化制粗煤气(该煤气的转 化与何种方法制备没有必然关系)已经成熟，移动床干排灰气化(国外称 鲁奇气化)粗煤气非催化转化也有专利的公示，但由于干排灰粗煤气中水 蒸汽要占到50~60%，还有大量的焦油和煤尘。若干排灰粗煤气都采用非 催化转化，移动床干排灰气化与移动床熔渣气化(粗煤气中含水12 13%) 相比，每立方米有效气(CO+H2)氧耗增加一倍，煤耗增加50%。由此可 见移动床干排灰采用粗煤气非催化转化是十分不经济，是没有市场竞争力 的。由于粗煤气中正常操作生产时，每标准立方米含有焦油一般25 70g， 含煤尘5 8g,煤尘粒径0~5mm。这种粗煤气采用非催化转化最大的难题 是焦油和煤尘对燃烧喷嘴的设计提出了挑战，因为粗煤气进入转化炉前不 能降温、洗涤，否则和移动床干排灰一样消耗指标成倍提高，从经济、产 品成本角度是不可行的，至今还找不到一种对同时含焦油和煤尘的粗煤气 在高温下干式除尘的方法。
技术实现思路
本专利技术是为了解决移动床熔渣气化粗煤气用于合成氨、甲醇、乙二醇等产 品，粗煤气中的焦油、酚、氨、CH4等采用传统的催化转化回收办法，造成工 艺流程复杂，投资大、产品成本高的问题，而提供了一种适用于移动床熔渣气 化炉煤气非催化转化技术与设备。本专利技术是由以下技术方案实现的， 一种适用于移动床熔渣气化炉煤气非 催化转化设备，包括与移动床熔渣气化炉，连接的非催化转化炉，非催化转化 炉下设有煤气化室和转化气激冷室，转化气激冷室后依次连接有文丘里洗涤 器、洗涤塔，在非催化转化炉的上部设有粗煤气喷嘴、侧面设有氧气喷嘴，粗 煤气喷嘴周壁设有带有冷却水入口、冷却水出口的冷却水套，粗煤气喷嘴上设 有蒸汽接口、氮气接口，氧气喷嘴结构为带有氧气入口、氮气入口的氧气分布 器，氧气分布器安设在转化炉炉头粗煤气喷嘴下方的相邻处，氧气分布器分为 环形管，埋在炉头耐火层内，管上有若干与水平构成15~20°角度的小喷管， 氧气以一定速度从耐火层的孔喷入炉内，氧气分布器外设有带有冷却水入口， 冷却水出口的冷却水套，粗煤气喷嘴还设有氮气入口。一种适用于移动床熔渣气化炉煤气非催化转化技术，工艺流程是，粗煤气直接进入非催化转化炉顶部的粗煤气喷嘴与氧气分布器喷出的纯度99.6%，温 度100°C~200°C，压力3.2 4.2Mpa氧气在喷嘴口混合并发生不完全燃烧反应， 温度达130(TC 135(TC，瞬间将CH4、 C2.3、焦油、酚、脂肪酸转化成H2、 CO、 C02、 H20。在燃烧与转化反应过程中产生少量炭黑，其量约占焦油重量的 1% 1.2%，高温气体从非催化转化炉下部中心口流出，进入下部为转化气激冷 室的扦入套管，流出的高温气体在转化气激冷室套管内层用水处理返回水喷 洒，煤气温度骤降至220。C 23(TC，从套筒环隙返回转化气激冷室上部煤气出 口，再进入文丘里洗漆器5、洗涤塔7得到转化粗煤气。在转化气激冷室内一 部分喷洒水蒸发，另一部分排至水处理。大部黑炭在此洗涤除去，其余通过文 丘里洗涤器、洗涤塔除去。煤气从激冷室上部流出进入文丘里洗涤器，洗涤塔 后，达到该条件的露点温度，为下游变换装置提供足够的水蒸汽。粗煤气喷嘴、氧气喷嘴采用分体式，使之更好适应含尘、含焦油粗煤气转 化，达到了体积小、制造简单、寿命长的目的。粗煤气从转化炉顶高速切线通 过喷嘴进入炉内，小喷管中氧气高速进入转化炉顶部，在炉头部位与氧气充分 混合燃烧，温度瞬间达1300 135(TC。粗煤气中入炉的喷嘴管用水冷却，粗煤 气进口管上有蒸汽进入口，进入炉的氧气分布器用水冷，管上有N2进入管口。 氧气、粗煤气进入管都是耐高温耐腐蚀材料，粗煤气进入管除耐高温耐腐蚀外 还要求为耐磨蚀的材料。粗煤气经本专利技术所述的非催化装置转化后典型的粗煤气组成—1%):H2 CO C02 CH4 N2+Ar H2S32~37 45~55 9~15 0.08 1~1.5 0.09~0.15转化气进一步净化处理后可得合成各种化工产品合格的合成气。本专利技术实 施后与催化转化工艺比可省去粗煤喷淋洗涤、焦油/水分离的回收、氨回收、 甲烷分离与压縮、甲烷转化、转化气变换、转化气脱C02 8套有关的装置或设施，可减少工艺装置投资的20% 25%以上，产品成本降10%~15%。 附图说明图1为本专利技术所述的转化工艺流程简图图2为转化炉粗煤气分体式燃烧喷嘴示意图图中1移动床熔渣气化炉、2非催化转化炉、3转化气激冷室、4粗煤 气喷嘴、5氧气喷嘴、6文丘里洗涤器、7洗涤塔、8循环水泵、9粗煤气入口、 10氮气入口、 ll蒸汽接口、 12冷却水入口、 13冷却水出口、 14氧气入口、15氮气入口、 16冷却水入口、 17冷却水出口、 18小喷管、19氧气分布器 具体实施例方式如图1所示意， 一种适用于移动床熔渣气化炉煤气非催化转化设备，包括 与移动床熔渣气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于移动床熔渣气化炉煤气非催化转化设备，包括与移动床熔渣气化炉（１），连接的非催化转化炉（２），非催化转化炉（２）下设有煤气化室和转化气激冷室（３），转化气激冷室（３）后依次连接有文丘里洗涤器（６）、洗涤塔（７），其特征在于：在非催化转化炉（２）的上部设有粗煤气喷嘴（４）、侧面设有氧气喷嘴（５），粗煤气喷嘴（４）周壁设有带有冷却水入口（１２）、冷却水出口（１３）的冷却水套，粗煤气喷嘴（４）上设有蒸汽接口（１１）、氮气接口（２），氧气喷嘴（５）结构为带有氧气入口（１３）、氮气入口（１４）的氧气分布器（１９），氧气分布器（１９）安设在转化炉炉头粗煤气喷嘴下方的相邻处，氧气分布器（１９）分为环形管，埋在炉头耐火层内，管上有若干与水平构成１５～２０°角度的小喷管（１８），氧气以一定速度从耐火层的孔喷入炉内，氧气分布器（１９）外设有带有冷却水入口（１６），冷却水出口（１７）的冷却水套，粗煤气喷嘴（４）还设有氮气入口（１０）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李大尚，梁杰华，黄一民，谷磊，韩飞，王曦，
申请(专利权)人：中国石油和化工勘察设计协会煤化工设计技术中心，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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