固定床煤气生产及热量全回收系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种固定床煤气生产及热量全回收系统及工艺，系统包括空气总管、低压蒸汽总管、煤气炉、余热锅炉、洗气塔、除尘器和干式水封，空气总管的出口端分别经一次风阀、上吹氮空气阀与煤气炉的底部、上吹进气管的进口端连通，低压蒸汽总管上依次安装蒸汽总阀、蒸汽三通阀，蒸汽三通阀的第一、二出口分别与上吹进气管的进口端、上气道连接，上吹进气管的出口管与煤气炉的底部相连通。煤气炉顶部的出气口通过上气道与除尘器的进气口连通，除尘器的出气口分别经吹风气回收阀、烟囱阀、上吹煤气阀与吹风气集中回收装置、烟囱、干式水封的进口端连通，余热锅炉为组合式热管锅炉。本发明专利技术能完全回收煤气生产过程中的热量，节能环保，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤气制备领域，特别是涉及一种使用固定床煤气发生炉间歇气化技术制取合成氨、甲醇等原料气生产及热量的全回收系统及回收工艺。
技术介绍
在煤气的生产过程中，煤气炉在一个工作循环中分为吹风、上吹、下吹、二次上吹、 空气吹净五个阶段。现有煤气生产系统如图1所示，工艺如下吹风阶段空气经过鼓风机加压，自空气总管11经一次风阀1进入煤气炉，空气中的氧与炉内碳反应生成一氧化碳和二氧化碳，放出的热量储存在碳层中，为制气反应提供热量。吹风气经燃烧室，带出的固体颗粒得到沉降，气体经上吹管线12进入废热锅炉，与锅炉内软水换热后经烟囱阀9和烟囱放空。吹风气除氮气外主要成分为二氧化碳，同时产生少量一氧化碳，为充分利用一氧化碳的反应热，在燃烧室中经空气阀7配入二次空气(风)， 使一氧化碳继续燃烧放出热量储藏在燃烧室耐火格子砖中，待下吹制气时蒸汽先经燃烧室预热，再去煤气炉制气。流程空气自空气总管一一次风阀一煤气炉一燃烧室一上吹管线一废热锅炉一烟囱阀一烟囱上吹阶段吹风过后，燃料层蓄积大量热量，低压蒸汽自低压蒸汽总管10经蒸汽总阀5、蒸汽三通阀6和空气进入煤气炉底部，蒸汽和炉内的高温碳反应生成一氧化碳、氢气或二氧化碳、氢气，是生产煤气的主要反应。该阶段加入空气的目的是为了调节合成氨原料气中(CCHH2)/N2 = 3. 1-3. 2，即氢氮比，故称加氮空气，另外加入空气可提高气化层温度。 高温煤气夹带的固体颗粒在燃烧室沉降，气体在废热锅炉回收显热后经煤气三通阀8进洗气箱初步洗涤后，去洗气塔进一步洗涤和降温。流程蒸汽自蒸汽总管一蒸汽总阀一蒸汽三通阀 空气自空气总管一氮空气总阀2 —上吹氮空气阀3」一煤气炉一燃烧室一上吹管线一废热锅炉一煤气三通阀8 —洗气箱一洗气塔一煤气总管入气柜下吹阶段若持续吹风和上吹过程，燃料中气化层会逐渐上移，气化层会越来越薄，下吹制气的目的是为了气化层温度和位置稳定在一定区域和范围。低压蒸汽自低压蒸汽总管10经蒸汽总阀5、蒸汽三通阀6和加氮空气经进入燃烧室，蒸汽再经上气道进入煤气炉顶部，蒸汽自上而下与碳反应，生成的煤气经下吹管线13、 煤气三通阀8入洗气箱，煤气再去洗气塔进一步洗涤、除尘、降温后入气柜。流程蒸汽自蒸汽总管一蒸汽总阀一蒸汽三通阀 空气自空气总管一氮空气总阀2 —下吹氮空气阀4」一燃烧室一煤气炉一下吹管线一煤气三通阀一洗气箱一洗气塔一煤气总管入气柜二次上吹下吹结束后，煤气炉下部及下吹管线都是煤气，此时转为吹风很可能造成空气与煤气相遇而发生爆炸。为使从炉下进入的空气通过炉下空间时有一个安全条件，再次进行上吹，既排净炉下的煤气又生产部分煤气，流程同上吹阶段流程。空气吹净二次上吹之后，煤气炉上部、燃烧室、上吹管线、废热锅炉空间均充满煤气，为回收这部分煤气，避免吹风气放空造成浪费，增加了短暂的空气吹净，将生产的煤气、 空气一并送往煤气总管入气柜。流程空气自空气总管一一次风阀一煤气炉一燃烧室一上吹管线一废热锅炉一煤气三通阀一洗气箱一洗气塔一煤气总管入气柜上述生产系统及工艺存在如下缺陷1、燃烧室功能退化。原工艺设计使用的原料为焦炭或优质块煤，吹风过程中产生的高温吹风气(>650°C)的显热和潜热采用从煤气炉进入燃烧室燃烧的单炉回收流程，即每台煤气炉一燃烧室一列管废热锅炉一烟囱，排烟温度为200°C左右。原使用焦炭或优质块煤气化，燃烧室配入二次空气，使煤气中的一氧化碳发生二次燃烧，放出的热量储存在燃烧室的耐火格子砖中，可以预热下吹蒸汽。近年来，优质块煤供应日益紧张，为降低成本，采用劣质块煤和型煤制气，工艺上只能采取低炉面温度操作法，相应吹风气温度小于400°C，低于吹风气着火点，更换劣质原料后，炉面温度低，燃烧室若再配入二次空气，很可能会发生爆炸或不完全燃烧，对安全生产构成威胁。故单炉燃烧室流程已不能用来回收吹风气的潜热，只能直接放空。2、吹风气虽经废热锅炉回收显热，但出口温度200°C 250°C仍较高，直接排放， 该部分余热不能回收。吹风气中可燃成分分为一氧化碳8% (体积比，下同)，氢气3%，甲烷1 %。以我公司为例，单台炉吹风量^000-30000m7h，四台炉开启，每天大量的吹风气排入大气中，既污染环境又造成极大浪费，将这部分可燃气体集中回收充分燃烧很有必要。3、原流程过长，系统阻力大，个别阀门如煤气三通阀变向不到位会造成蒸汽、煤气走短路造成浪费。4、原流程中300°C左右的下吹煤气未经热量回收直接通入洗气箱，而上吹煤气经列管废热锅炉换热后温度仍有250°C左右，造成大量余热损失，也使冷却水消耗增多，污水处理负荷加重。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种安全可靠、能完全回收热量、节能环保的固定床煤气生产及热量全回收系统及工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种固定床煤气生产及热量全回收系统，包括空气总管、低压蒸汽总管、煤气炉、 余热锅炉、洗气塔，还包括除尘器和干式水封，所述空气总管的出口端分别经一次风阀、上吹氮空气阀与煤气炉的底部、上吹进气管的进口端连通，低压蒸汽总管上依次安装蒸汽总阀、蒸汽三通阀，蒸汽三通阀的进口与低压蒸汽总管的出口端连接，第一、二出口分别与上吹进气管的进口端、上气道连接，上吹进气管的出口管与煤气炉的底部相连通，煤气炉顶部的出气口通过上气道与除尘器的进气口连通，除尘器的出气口分别经吹风气回收阀、烟囱阀、上吹煤气阀与吹风气集中回收装置、烟囱、干式水封的进口端连通，下吹管线的进口端与煤气炉的底部连通，出口端与干式水封的进口端连通，下吹管线上串联下吹煤气阀，干式水封的出口端与余热锅炉顶部的进口连通，余热锅炉底部的出口与洗气塔的进气口连通，洗气塔的出气口通过煤气总管与气柜连接，连接干式水封与余热锅炉的管路上串联煤气总阀，余热锅炉为组合式热管锅炉，包括由上至下依次设置的蒸汽过热段、锅炉汽包和锅炉加热段，锅炉加热段设有进水口，锅炉加热段的出口与锅炉汽包的进口相连，锅炉汽包的蒸汽出口与蒸汽过热段的进口相连，锅炉汽包的出水口与锅炉加热段的进水口相连通， 蒸汽过热段的蒸汽出口通过过热蒸汽支管与低压蒸汽总管相连通。本专利技术的固定床煤气生产及热量全回收系统，其中所述煤气炉的蒸汽出口通过夹套锅炉蒸汽管与锅炉汽包的蒸汽进口相连通。本专利技术的固定床煤气生产及热量全回收系统，其中所述余热锅炉顶部设置锅炉放空管，锅炉放空管上安装锅炉放空阀，洗气塔顶部设置放空管，放空管上安装放空阀。本专利技术的固定床煤气生产及热量全回收系统，其中所述除尘器为旋风除尘器。本专利技术的固定床煤气生产及热量全回收系统，其中所述洗气塔为带水封的洗气 + -tB。本专利技术还公开了上述固定床煤气生产及热量全回收系统的煤气生产及热量全回收工艺，包括以下步骤(1)吹风阶段空气经一次风阀进入煤气炉底部，空气中的氧与炉内碳反应生成一氧化碳和二氧化碳，吹风气经上气道，进入除尘器除尘后通过吹风气回收阀去吹风气集中回收装置回收余热，当煤气炉开工升温时，吹风气回收阀关闭，烟囱阀打开，吹风气经烟囱阀、烟囱放空；(2)上吹阶段低压蒸汽经蒸汽总阀、蒸汽三通阀进入上吹进气管，空气经上吹氮空气阀进入上吹进气管，然后同时进入煤气炉底部，生产的煤气经上气道进入除尘器除尘后，经上吹煤气阀、干式水封、煤气总阀进入余热锅炉回收余热，降温后的煤气经洗气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆军，周静，
申请(专利权)人：安徽淮化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：