一種固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法

2023-10-11 04:51:44 3

專利名稱：一種固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法
技術領域：
本發明屬於煤氣發生領域，具體為一種固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法。
背景技術：
目前普遍採用的煤氣發生爐的工藝方法為發生在煤氣發生爐中的乾餾段工 藝步驟以及氣化段工藝步驟兩大步，該步驟的詳細情況為當含有大量揮發份的 原料煤從爐頂布煤器加入後，與在乾餾段與氣化段產生的熱煤氣的一部分逆向 接觸，受熱而失去水分，進而脫去揮發份。煤料在乾餾段脫除揮發份後，成為 低溫乾餾半焦進入氣化段，它們在氣化段中與蒸汽、空氣逆流接觸，所有的碳 幾乎完全氣化，最後灰渣從氣化爐底排出。該工藝方法存在的缺點為產生的煤 氣水分含量高，煤氣中的水分來源於燃料低溫乾餾熱解水、燃料中的水分及蒸 汽未分解部分。在後處理過程中由於冷卻作用，使得工藝中產生的酚溶於水形 成酚水，增加了煤氣處理的的難度，後續的淨化冷卻工藝繁瑣，生產成本高，
並對環境不利，並且佔地面積大，30%的站內面積為冷卻水池，煤氣中含水量
高，煤氣熱值低。

發明內容
本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種固定床煤氣發生爐的常 壓無酚方法，該工藝方法使得原料煤中的95%的水分在進入煤氣發生爐前就被 高溫去除，最後生成煤氣的含水量大大降低，從而顯著減少酚水的生成量。
本發明的煤氣發生爐的工藝步驟為
(1)原料煤的乾燥步驟上煤小車將原料煤裝入單鐘罩加煤箱，然後原料煤進入到煤炭熱風烘乾爐 內，煤炭熱風烘乾爐內的原料煤與煤氣淨化冷卻工藝中超速導向交換器放熱段
被加熱的50 30(TC的空氣接觸，在下降過程中被慢慢加熱，到達11(TC左右時 煤炭中的表面水分和吸收水分被完全脫去，只有極少部分的化合水分殘留，烘 幹後的煤炭最後從下部煤炭出口落出進入上煤鬥。
(2) 乾餾段工藝步驟 乾燥後的原料煤從上煤鬥通過爐頂布煤器加入到煤氣發生爐內，進入乾餾
段，在乾餾段與氣化段產生的一部分熱煤氣逆向接觸，溫度達到90 15(TC， 受熱而失去剩餘化合水分，進而逐漸被乾餾脫除揮發份，溫度達到150 55(TC， 揮發份成分為焦油、烷烴類氣體、酚及仏、C02、 CO、 H力等的混合物，垸烴類 氣體及H2、 C02、 CO類做為乾餾煤氣和氣化段產生的部分發生爐煤氣混合成為上 段煤氣，也即頂煤氣，其中，焦油、輕焦油隨頂煤氣進入後續淨化程序被脫除。 由於上升熱氣體的量可由下段煤氣出口調節閥加以控制，再加乾餾段較高 達6-7.5m，因此可維持乾餾過程緩慢進行，時間為20-24小時。乾餾生成的焦 油和油品，不再產生裂解或聚合，故此種焦油的流動性好，輕質組分多，而瀝 青及游離碳含量低。
(3) 氣化段工藝步驟
原料煤在乾餾段被底部煤氣乾餾後，形成半焦進入氣化段，氣化段產生的 一部分煤氣，通過耐火磚的煤氣通道和上段爐體的中心管，在下段煤氣出口匯 集成為下段煤氣，也即底部煤氣，半焦的揮發份一般為3 5%。半焦因脫去煤 中的活性組份，氣化活性比煙煤有所降低，其氣化強度一般可達270 350Kg / m2 h，兩段式氣化爐氣化火層的溫度一般為1000 1300°C。
半焦與蒸汽或空氣混合氣發生以下反應 C+02=C02+408840千焦/千摩爾C+1/202=C0+123217千焦/千摩爾
C02+C=2C0-162405千焦/千摩爾
C+ H20 =C0+ H2-118821千焦/千摩爾
C+ 2H20 =C02+ 2H2-75237千焦/千摩爾 底部煤氣為完全氣化煤氣，幾乎不含焦油。但含少量灰塵，其熱值一般為 1200 1300大卡/Nm3。根據氣化原理，爐溫高火層厚，煤氣熱值也提高，反之 亦然。
本發明的有益效果在於，該煤氣發生爐工藝方法，使燃料煤中的95%外在 水分在進入煤氣發生爐前就被高溫去除，而剩餘5%左右的化合水分，如硫酸 鈣CaS04 2H20、高嶺土 Al2032SiO 2H20中的結晶水，在氣化段達到煤的分解溫 度時完全脫除，最後生成的煤氣含水量大大降低，從而顯著減少酚水的生成量， 並且得到的煤氣的熱值高，質量好，得到的煤氣的含水量為6kg/噸煤，比以前 降低90%，成本降低10%。對原料煤的乾燥是採用超速導向交換器放熱段被加熱 的空氣進行乾燥，利用的是煤氣淨化冷卻過程中煤氣自身的熱量， 一方面節約 能源，另一方面減少了熱量的排放，緩解對環境的壓力。


圖l為本發明的流程框圖2為本發明的示意其中，l為煤炭熱風烘乾爐，2為單鐘罩加煤箱，3為爐頂布煤器，4為煤 氣發生爐，5為上煤鬥，6為下段煤氣出口調節閥，7為乾餾段，8為氣化段。
具體實施例方式
為了更好的理解本發明，下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。 (1)原料煤的乾燥
上煤小車將原料煤裝入單鐘罩加煤箱2，然後原料煤進入到煤炭熱風烘乾爐1內，煤炭熱風烘乾爐1內的原料煤與煤氣淨化冷卻工藝中超速導向交換器
放熱段被加熱的50 30(TC的空氣接觸，在下降過程中被慢慢加熱，到達IIO 'C左右時煤炭中的表面水分和吸收水分被完全脫去，只有極少部分的化合水分 殘留，烘乾後的煤炭最後從下部煤炭出口落出進入上煤鬥5。
(2) 乾餾段工藝
乾燥後的原料煤從上煤鬥5通過爐頂布煤器3加入，進入乾餾段7，在幹 餾段7與氣化段8產生的一部分熱煤氣逆向接觸，溫度達到90 15(TC，受熱 而失去剩餘化合水分，進而逐漸被乾餾脫除揮發份，溫度達到150 55(TC，揮 發份成分為焦油、垸烴類氣體、酚及仏、C02、 CO、 H20等的混合物，垸烴類氣 體及H2、 C02、 CO類做為乾餾煤氣和氣化段產生的部分發生爐煤氣混合成為上段 煤氣，也即頂煤氣，其中，焦油、輕焦油隨頂煤氣進入後續淨化程序被脫除。
由於上升熱氣體的量可由下段煤氣出口調節閥6加以控制，再加乾餾段7 高達6-7.5m，可維持乾餾過程緩慢進行，時間為20-24小時。乾餾生成的焦油 和油品，不再產生裂解或聚合，故此種焦油的流動性好，輕質組分多，而瀝青 及游離碳含量低。
(3) 氣化段工藝
原料煤在乾餾段被底部煤氣乾餾後，形成半焦進入氣化段8，氣化段8產 生的一部分煤氣，通過耐火磚的煤氣通道和上段爐體的中心管，在下段煤氣出 口匯集成為下段煤氣，也即底煤氣，半焦的揮發份一般為3 5%。半焦因脫去 煤中的活性組份，氣化活性比煙煤有所降低，其氣化強度一般可達270 350Kg /m2.h，兩段式氣化爐氣化火層的溫度一般為1000 1300°C。
權利要求
1.一種固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法，包括發生在煤氣發生爐中的乾餾段工藝步驟以及氣化段工藝步驟，其特徵在於，在原料煤進入煤氣發生爐前，對原料煤進行乾燥。
2. 根據權利要求l所述的固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法，其特徵在於，所 述的對原料煤的乾燥，是通過原料煤與煤氣淨化冷卻工藝中超速導向交換器 放熱段被加熱的空氣接觸進行乾燥。
3. 根據權利要求1或2所述的固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法，其特徵在於，該固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法的具體步驟如下(1) 原料煤的乾燥步驟上煤小車將原料煤裝入單鐘罩加煤箱，然後原料煤進入到煤炭熱風烘乾爐內， 煤炭熱風烘乾爐內的原料煤與煤氣淨化冷卻工藝中超速導向交換器放熱段被加 熱的空氣接觸，原料煤在下降過程中被慢慢加熱，煤炭中的表面水分和吸收水分被脫去，烘乾後的原料煤最後從下部煤炭出口落出，進入上煤鬥；(2) 乾餾段工藝步驟 乾燥後的原料煤從上煤鬥通過爐頂布煤器加入，進入乾餾段，在乾餾段與氣化 段產生的一部分熱煤氣逆向接觸，溫度達到90 15(TC，受熱而失去剩餘化合 水分，進而逐漸被乾餾脫除揮發份，溫度達到150 550。C，垸烴類氣體及H2、 C02、 CO類做為乾餾煤氣和氣化段產生的部分發生爐煤氣混合成為上段煤氣，也 即頂煤氣；所述乾餾段的高度為6-7. 5m，乾餾時間為20-24小時；(3) 氣化段工藝步驟原料煤在乾餾段被底部煤氣乾餾後，形成半焦進入氣化段，氣化段產生的一部 分煤氣，通過耐火磚的煤氣通道和上段爐體的中心管，在下段煤氣出口匯集成 為下段煤氣，也即底煤氣。
全文摘要
本發明屬於煤氣發生領域，具體為一種固定床煤氣發生爐的常壓無酚方法。該技術方案包括發生在煤氣發生爐中的乾餾段工藝步驟以及氣化段工藝步驟，在原料煤進入煤氣發生爐前，對原料煤進行乾燥。該工藝方法使得原料煤中的95％的水分在進入煤氣發生爐前就被高溫去除，最後生成煤氣的含水量大大降低，從而顯著減少酚水的生成量。
文檔編號C10J3/58GK101280224SQ20081001621
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月13日 優先權日2008年5月13日
發明者軍 劉, 浩 王, 紀淑芸, 趙友誼 申請人:鄒平縣華星熱能環保設備有限公司