煤矸石热解气化的水煤气反应方法技术

本发明专利技术公开煤矸石热解气化的水煤气反应方法，具体步骤是：(1)将蒸汽包中水蒸汽通入物料降温装置的高温降温室和低温降温室在给热解气化后的固体进行降温的同时，水蒸汽与热解气化后的固体直接接触形成过热水蒸汽；(2)过热水蒸汽进入热解气化室与高温煤矸石热解物料接触，煤矸石热解后固体产物中的炭与过热水蒸汽相遇进行水煤气反应生成水煤气；(3)煤矸石热解气化后的固体产物落入高温降温室和低温降温室对再次进入的水蒸汽加热成为过热水蒸汽，再利用固体产物余热给水加热形成水蒸汽，水蒸汽通入蒸汽产生装置的蒸汽包中补充因水煤气反应而消耗的大量水蒸汽，使得水煤气反应能够连续不间断进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矸石热解气化的技术，特别是。
技术介绍
煤矸石——从原煤中选出的石头，是选煤厂的废渣，不好处理，中国每年有上亿吨的煤矸石不能利用，并且每年仍继续排放约lOOMt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，造成严重的环境污染。由于亿万年的煤化作用，煤矸石中含有20-30%的碳、油、气物质，其中油气占11-15%、碳占7-1.5%。把煤矸石热解气化，得到油气产品和70-80%的固体产物(成份为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、五氧化二磷、氧化锰、三氧化硫等组成，是硅铝质耐火材料的熟料)，有经济价值，更有社会效益。本专利技术人长期对煤矸石的物理特性和高温煤热解气化工艺的研究，创新一套全新的煤矸石高温热解气化综合工艺及装置。
技术实现思路
本专利技术提供，该方法利用自煤矸石热解气化后的固体产物的余热产生水蒸汽，再利用水蒸汽与固体产物直接接触产生过热水蒸汽，促进水煤气反应更加充分，同时节省能耗，降低固体产物温度，便利固体产物的排料。实现上述目的所采取的技术方案是:，本方法涉及的设备包括热解气化室、物料降温装置、蒸汽产生装置，具体步骤是:(I)、将蒸汽产生装置的蒸汽包中水蒸汽通向物料降温装置的低温降温室，水蒸汽吹向低温降温室，除给低温降温室中热解气化后的固体产物降温之外，水蒸汽向上串入物料降温装置的高温降温室，给从热解气化室落入高温降温室中大量的热解气化后的高温固体产物降温，水蒸汽在给热解气化后的固体进行降温的同时，提高蒸汽温度形成过热水蒸汽；(2)、过热水蒸汽进入热解气化室，并与热解气化室的高温煤矸石热解物料接触，煤矸石热解后固体产物中的炭与过热水蒸汽相遇进行水煤气反应生成水煤气；(3)、煤矸石热解气化后的固体产物从热解气化室中落入物料降温装置的高温降温室和低温降温室，对经过低温降温室和高温降温室向上进入热解气化室的水蒸汽再次加热成为过热的高温水蒸汽，同时又对煤矸石热解气化后的固体产物进行降温，再利用低温降温室中固体产物余热给蒸汽产生装置的炉体水包中的水加热形成水蒸汽，水蒸汽通入蒸汽产生装置的蒸汽包中补充因水煤气反应而消耗的大量水蒸汽，使得水煤气反应能够连续不间断进行。本专利技术利用自煤矸石热解气化后的温度相对较低的固体产物的余热进行热传递产生水蒸汽， 再利用水蒸汽与温度较高的固体产物直接接触产生过热水蒸汽，达到水煤气反应的所需温度，促进水煤气反应更加充分，同时节省能耗，降低固体产物温度，方便固体产物的排料，防止相关设备损坏。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是本专利技术的煤矸石热解气化炉示意图；图2是本专利技术的气体换向器示意图；图3是本专利技术的气体换向器上盘示意图；图4是本专利技术的气体换向器下盘示意图；图5是图3中c-c处剖视示意图；图6是本专利技术的气体换向器与燃气加热器管网连接示意图；图7是图1中t_t处截面示意图；图8是图1中u-u处截面示意图；图9是图1中v-v处截面示意图；图10是本专利技术的中心支撑弓示意图(图1中x-x处截面示意图);图11是本专利技术的蒸汽通道意图(图1中y_y处截面示意图)；图12是本专利技术的蒸汽包管线示意图(图1中z-z处截面示意图)；图13是本专利技术的工控中心电气连接示意图。具体实施例方式本专利技术的煤矸石热解气化的综合利用的具体实施例主要在以下予以详细介绍。第一部分煤矸石粒度控制将煤矸石加工破碎成O 20mm粒度，在这个粒度范围内对煤矸石碎料进行脱水干燥，干燥充分，脱水效率高，但这不构成对本专利技术对所需要的煤矸石的限制。第二部分煤矸石调湿脱水将煤矸石高温热解及水煤气反应产生的荒煤气化产回收净化后的净煤气燃烧后产生的热废气用于破碎后的煤矸石粒料在入炉前进行调湿脱水。为了保持环境的干净整洁，调湿脱水后尾气通过水沐净化后达标排放。第三部分煤矸石高温热解气化(热解加热、水煤气发应)第一节煤矸石的高温热解加热如图1所示，煤矸石热解装置6设置在炉体91中部，主要包括热解气化室61、夕卜燃气加热装置64、内燃气加热装置67、气体换向装置66、中心支撑弓65构成；如图8、图9所示:热解气化室61由耐火导热材料内、外环墙612、611构成一个环状空间，围绕在热解气化室外墙611环外周为外燃气加热装置64，热解气化室内环墙612环内为内燃气加热装置67，其中外燃气加热装置64主 要为若干组(本例9组)结构相同关联的第一燃气加热器62、第二燃气加热器60构成(见图1、图2)，如图1、图8、图9所示:因为热解气化室61高度较高，其中外燃气加热装置64主要分成上、中、下三段式加热，每段有9组结构相同关联的第一燃气加热器62、第二燃气加热器60构成，内燃气加热装置67主要分成上、下二段式加热，每段有6组结构相同联相第三燃气加热器68、第四燃气加热器69构成。如图1、图9示，所述的第一燃气加热器62主要包括第一燃烧室621、第一煤气进入支管622和第一蓄热换热器624，第一煤气进入支管622穿过炉体91外墙通到第一燃烧室621中。如图1、图9所示:第一燃烧室621由耐火材料制成的炉体91外墙、和耐火导热材料制成热解气化室外环墙611和外火道隔墙625围成一个相对封闭的煤气燃烧火道。如图1、图9所不,第一蓄热换热器624包括第一蓄热腔626、第一蓄热体623、第一空气进入支管627和第一燃烧废气排出支管628 ;第一蓄热腔626设置在炉体91外墙中，第一蓄热体623设置第一蓄热 腔626中，第一蓄热腔626 —端通向第一燃烧室621底部,另一端分别接有第一空气进入支管627和第一燃烧废气排出支管628。如图9所示，在第一空气进入支管627与第一蓄热腔626之间设置有第一单向空气阀门629，第一单向空气阀门629允许空气从第一空气进入管627和第一蓄热腔626流入第一燃烧室621 ;在第一燃烧废气排出支管628与第一蓄热腔626之间设置有第一单向废气阀门620，第一单向废气阀门620允许煤气燃烧废气从第一燃烧室621流经第一蓄热腔626，最后从第一燃烧废气排出支管628排出(当然，采用如下所述的气体换向装置66，当空气主管667与第一空气分管6671接通，空气主管667与第二空气分管6673处于切断；与此同时，燃烧废气主管669与第一燃烧废气分管6691亦相切断，而相应燃烧废气主管669与第二燃烧废气分管6693处于相接通，可以起到代替第一单向空气阀门629及第一单向废气阀门620的作用)。同理，如图9所示:结构相同第二燃气加热器60主要包括第二燃烧室601、第二煤气进入支管602和第二蓄热换热器604。如图9所示:第二燃烧室601由耐火材料制成的炉体91外墙、和耐火导热材料制成热解气化室外环墙611和外火道隔墙625围成一个相对封闭的煤气燃烧火道。如图1、图9所示:第二煤气进入支管602穿过炉体91外墙通到第一燃烧室601中。如图9所示:第二蓄热换热器604包括第二蓄热腔606、第二蓄热体603、第二空气进入支管607和第二燃烧废气排出支管608，第二蓄热腔606设置在炉体91外墙中，第二蓄热体603设置第二蓄热腔606中，第二蓄热腔606 —端通向第二燃烧室601底部,另一端分别接有第二空气进入支管607和第二燃烧废气排出支管608，在第二空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
煤矸石热解气化的水煤气反应方法，其特征在于：本方法涉及的设备包括热解气化室、物料降温装置、蒸汽产生装置，具体步骤是：(1)、将蒸汽产生装置的蒸汽包中水蒸汽通向物料降温装置的低温降温室，水蒸汽吹向低温降温室，除给低温降温室中热解气化后的固体产物降温之外，水蒸汽向上串入物料降温装置的高温降温室，给从热解气化室落入高温降温室中大量的热解气化后的高温固体产物降温，水蒸汽在给热解气化后的固体进行降温的同时，提高蒸汽温度形成过热水蒸汽；(2)、过热水蒸汽进入热解气化室，并与热解气化室的高温煤矸石热解物料接触，煤矸石热解后固体产物中的炭与过热水蒸汽相遇进行水煤气反应生成水煤气；(3)、煤矸石热解气化后的固体产物从热解气化室中落入物料降温装置的高温降温室和低温降温室，对经过低温降温室和高温降温室向上进入热解气化室的水蒸汽再次加热成为过热的高温水蒸汽，同时又对煤矸石热解气化后的固体产物进行降温，再利用低温降温室中固体产物余热给蒸汽产生装置的炉体水包中的水加热形成水蒸汽，水蒸汽通入蒸汽产生装置的蒸汽包中补充因水煤气反应而消耗的大量水蒸汽，使得水煤气反应能够连续不间断进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新民，
申请(专利权)人：山西鑫立能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：