本发明专利技术涉及煤炭气化的加压流化床工艺及其系统，解决了现有工艺存在的系统不稳定、除杂除尘排渣不佳的问题。工艺步骤为将煤粉加压输送至加压流化床气化炉内，与气化剂直接接触反应在炉内上部形成密相段，下部形成稀相段，反应后的粗煤气先经有机物分解装置分解煤气中含有的有机物，然后再经旋风除尘后送入废热锅炉降温至300－350℃，再经高温过滤器进一步除尘，除尘后的粗煤气进入洗涤塔中洗涤得到含尘量≤1mg/Nm3粗煤气送下游装置。系统中加压流化床气化炉的反应气出口依次连接有机物分解装置、旋风除尘器、废热锅炉、高温过滤器及洗涤塔。本发明专利技术工艺简单、操作简便、可靠性高、运行成本低、产品煤气品质优秀、系统运行稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤炭气化工艺及系统，具体的说是一种煤炭气化的加压流化床工艺及加压流化床系统。
技术介绍
我国是一个少油、缺气，煤炭相对丰富的国家。高水份、高灰分低质煤占很大比重。近十几年，我国煤炭气化生产工艺技术取得了长足发展，各种煤炭工艺技术也不断提高和改善，随着国家对节能减排力度的增加，煤炭气化技术越来越受到各方面的重视。将煤炭气化简单分为三类，包括有:固定床气化，流化床气化和气流床气化。固定床气化中常压间歇气化由于污染等问题已被国家叫停，加压固定床气化以鲁奇炉为代表也存在废水处理困难等问题；气流床气化中有湿法GE-德士古气化炉，华东理工大学四喷嘴气化炉为代表，干法为代表的有Shell、GSP、航天炉、两段炉等，前者对煤种质量要求较高，后者投资相对较高，以Shell气化为例，单台投煤量2000吨/天的气化炉投资约8亿，且建设周期较长；目前的流化床气化中目前具有代表性的有:恩德炉、U-GAS、KBR、灰熔聚等，除恩德炉为常压气化外，其他加压流化床暂未有大型工业化示范运行装置，均处于建设阶段，未被得到成功示范。而目前我国煤炭的主要产地新疆、内蒙等地的大量劣质煤中在煤种适应性方面均需要采用投资较少、处理能力较大的加压流化床气化炉对其进行气化以生产化工产品。·目前流化床装置在常压气化基本成熟，但在加压方面一直未得到成功，主要在于以下方面:1为进料系统的不稳定和不安全性，传统的流化床采用螺旋加煤机对气化炉进行进料，此进料方式在加压气化时存在给料不均匀、容易堵塞故障和泄露的风险，如煤粉一旦泄露会导致煤粉的燃烧极不安全；2为由于流化床操作温度在900-1000°C，生产的粗煤气中具有较多的焦油、酚、萘、苯等有机物，此类物质会使得后续的净化装置处理困难，特别是经过水洗涤后，含焦油、酚的废水处理极为困难，且投资和消耗均较高；3为气化排渣方面，目前传统的常压流化床均采用冷渣机排渣，如采用加压气化会使得冷渣机密封泄露及卡死，排渣温度无法降低而导致停车；4为粗煤气化除尘方面，目前传统的流化床通过旋风分离器除尘、废热回收后直接进入洗涤塔进行水洗，然后再用文丘里进行水膜除尘达到粗煤气中含尘< 35mg/Nm3，此类工艺除尘效果较差，且产生的较多含尘废水处理成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、操作简便、可靠性高、运行成本低、产品煤气品质优秀、系统运行稳定的煤炭气化的加压流化床工艺。本专利技术还提供一种用于上述工艺的设备投资低、系统可靠性高、安全性好、操作维护简便的加压流化床系统。技术方案包括以下步骤:将煤粉加压输送至加压流化床气化炉内，与气化剂直接接触反应在炉内上部形成密相段，下部形成稀相段，反应后的粗煤气先经有机物分解装置分解煤气中含有的有机物，然后再经旋风除尘后送入废热锅炉降温至300 - 350°C，再经高温过滤器进一步除尘，除尘后的粗煤气进入洗涤塔中洗涤得到含尘量< lmg/Nm3粗煤气送如下游装置。优选密相段的反应温度为950-1000°C，气化压力为3.0-4.0MpaG。所述反应后的粗煤气在有机物分解装置中的停留时间为3 15s，以充分分解煤气中含有的有机物，然后再经旋风除尘后送入废热锅炉。所述煤粉经煤锁斗加压后，通过气力输送的方式在煤粉发送罐的发送下将煤粉送入加压流化床气化炉内。所述加压流化床气化炉内反应后的炉渣降至炉底，经激冷室激冷到300-450°C，再经料封仓、排渣减压装置送入减压罐降压到0.2MPa(G)以下，最终通过冷渣机进行再次冷却后排出系统。经所述旋风除尘后收集的灰尘经非机械阀在松动气的作用下返回至加压流化床气化炉的下段，再次参加气化反应。当所述有机物分解装置内附着的焦油过多时，则短时间内提高加压流化床气化炉的出炉气体温度，使有机物分解装置内的焦油迅速分解后再回到正常操作温度，所述提高出炉气体温度的幅度为50-100°C。本专利技术加压流化床系统，包括加压流化床，所述加压流化床气化炉的反应气出口依次连接有机物分解装置、旋风除尘器、废热锅炉、高温过滤器及洗涤塔。所述有机物分解装置包括涂覆有耐 火涂料层的筒体，所述筒体两端设进口和出口，所述筒体内间隔设有至少一个填料区。所述筒体的直径是煤气输送管道直径的6 10倍。所述填料区包括多层安装在固定板网中的规整填料层，所述多层规整填料层上交错开有通孔，所述通孔孔径为50-100mm,每层规整填料层之间的间距为600_1000mm。所述固定板网为可通入冷却水的水冷夹套固定板网。所述加压流化床气化炉的灰渣出口依次与激冷室、封料仓、排渣减压装置、减压罐及冷渣机连接。所述排渣减压装置包括减压管以及位于减压管下方的放空管，所述减压管具有缩径段，所述放空管的管壁由内至外包括过滤层、环形空腔和外管，所述环形空腔与放空阀连通。所述环形空腔还与反吹管连通。所述排渣减压装置有依次串联的至少2个。所述旋风除尘器的灰粉出口经非机械阀与加压流化床气化炉的下段连接。专利技术人对现有的加压流化床工艺中出反应炉的粗煤气进行分析发现为了得到高品质的煤气，并且利于后续装置的正常运行，将粗煤气中含有的焦油、酚、萘、苯等有机物有效去除是非常必要的，而这类有机物在高温下、一定时间内可迅速分解。而由于加压流化床工艺为高温高压工况，管道内粗煤气的流速快、压力大，在降温前难以满足有机物高温分解的条件，理论上讲，若需要实现有机物分解，煤气输送管道需达到80m以上甚至更长，难以在工业上实现，因此考虑增设一个有机物分解装置，从而满足粗煤气在高温下的停留时间，气化反应后的粗煤气先在有机物分解装置内停留一段时间后将焦油、酚、萘、苯等有机物在高温下分解后，再进行旋风除尘除去大颗粒的灰尘，由于粗煤气中的有机物基本已被除去，不存在焦油等有机物降温后堵塞管道的问题，因此可以通过废热锅炉换热降温后再用高温过滤器滤除细小的灰尘，从而降低设备的投资成本(耐高温材料的性能要求较低)，提高了系统可靠性和安全性能，也提高了副产细灰的品质。所述机物分解装置可以为一个直径较粗的空筒，空筒内设置填料区，以保证粗煤气在该装置内的停留时间即可，但考虑到粗煤气流速高、温度高、压力高的特点，为保证粗煤气中的有机物充分分解，填料区优选采和多层安装在固定板网中的规整填料，所述多层的规整填料上交错开有通孔，所述通孔孔径为50-100mm，孔径过大会起不到停留作用，过小会使得煤气中的飞灰在此处堵塞；每层规整填料之间的间距为600-1000mm，间距过大会使得本设备长度加长，间距过小会使得煤气无法分布均匀，所述通孔采用交错布置可进一步降低粗煤气的流速，提高分解效率，使少量未来得及分解而凝出的焦油也能以附着的形式留在填料层间的表面，最终保证粗煤气中的有机物在此得到充分分解和附着。对于长时间运行后附着于填料层上的焦油等有机物而言，附着厚度过大，则会堵塞填料层影响分解效果，因此当所述有机物分解装置内附着的焦油过多时，则短时间内提高加压流化床气化炉的出炉气体温度，使有机物分解装置内的焦油迅速分解后再回到正常操作温度，所述提出炉气体温度的幅度为50-100°C。通过短时提高出炉气体的温度可以加速焦油等有机物的分解，使附着在填料层上的焦油等有机物迅速分解，并且由于提高炉温的时间较短(通常不超过15分钟)，因而也不会影本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤炭气化的加压流化床工艺，其特征在于，包括以下步骤：将煤粉加压输送至加压流化床气化炉内，与气化剂直接接触反应在炉内上部形成密相段，下部形成稀相段，反应后的粗煤气先经有机物分解装置分解煤气中含有的有机物，然后再经旋风除尘后送入废热锅炉降温至300－350℃，再经高温过滤器进一步除尘，除尘后的粗煤气进入洗涤塔中洗涤得到含尘量≤1mg/Nm3粗煤气送下游装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宗飞，汤连英，王光友，
申请(专利权)人：中国五环工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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