低高温结合常压粉煤气化炉及气化工艺方法
低高温结合常压粉煤气化炉及气化工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于煤气化技术领域，具体涉及一种常压粉煤气化炉及气化工艺方法。
【背景技术】
[0002] 煤气化技术对于合理有效地利用煤炭，最大限度的提高煤炭利用率具有极为重要 的意义。至今仍有很大的发展创新的空间。常压粉煤气化炉是煤气化技术的重要设备。老 式常压粉煤气化炉，就是用廉价的粉煤作为原料可产出燃料气、合成气的常压流化床气化 炉。
[0003] 老式常压粉煤气化炉的特点： (D廉价的粉煤做原料。
[0004] 0可生产可达1100~2300大卡的煤气。
[0005] @操作、维修简单，维修量特少。
[0006] φ技术成熟的气化炉，年连续运转率可达92%以上，生产负荷弹性大（50~110%)。
[0007] 中国专利ZL97202018. 7和ZL200720011795. 1公开的常压流化床粉煤发生炉克服 了以往常压粉煤气化炉的缺点，但还存在如下不足之处： Φ使用煤种范围不够广泛，局限于褐煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤。
[0008] 3粉尘中含碳量较高(近30%)，因此碳利用率比较低下《 93%)。
[0009] ③炉内反应温度较低（950~1050°C)，循环水中含苯酚等有机物造成环境污染。
[0010] S煤气中有效气含量比较低下（彡74%)。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种低高温结合常压粉煤气化炉及气化工艺方法，以克服老 式常压流化床粉煤气化炉及气化工艺方法的缺点，消除环境污染的根源，产出高质量的煤 气，同时降低煤气生产成本。
[0012] 本发明的技术方案是：低高温结合常压粉煤气化炉，具有低温气化炉，低温气化炉 连接有煤气管，本发明煤气管的另一端连接高温反应炉，高温反应炉具有立式圆筒状炉身， 在圆筒状炉身下部有煤气出口管。
[0013] 入炉煤通过螺旋供煤机进入低温气化炉，气化剂总量的60~70%通过设在低温气 化炉下部的一次喷嘴供入低温气化炉。进入到低温气化炉的粉煤，通过气化剂(氧气与蒸汽 混合物）处于流化状态。低温气化炉下部的炉温为950~1050°C (灰熔点以下)，下部的压 力为12~16KPa;而上部的炉温则约为950°C左右，压力为10~15KPa。在上述条件下，低 温气化炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生成粗煤气。生成的 粗煤气和未反应的煤粉一同由低温气化炉上部进入到高温反应炉。
[0014] 在高温反应炉煤气入口管上设有二次喷嘴，气化剂总量的30~40%用二次喷嘴供 入到高温反应炉。高温反应炉操作温度为彡1350°C (灰熔点以上)，压力为9~15KPa。在 上述条件下，进入高温反应炉的粗煤气和未反应煤粉与气化剂再次经过复杂的化学反应而 生成产品煤气。进入在高温反应炉内的粗煤气中有机物将会全部分解，粗煤气中二氧化碳 绝大部分转变成一氧化碳成为有效气，将粗煤气中的甲烷大部分裂解气化变为有效气，飞 灰变成熔渣。
[0015] 在高温反应炉中燃烧之后产生的煤气和熔渣(含C < 0. 5%)经过激冷器将温度降 到950~IKKTC之后，煤气进入下一个阶段，而熔渣借助于重力的作用下落入水封器，然后 用携澄机装车拉走。
[0016] 由于利用充分的反应条件及时间，加之高温下熔渣操作在煤气中有机物将会全部 分解，煤气中二氧化碳绝大部分转换成一氧化碳成为有效气，将煤气中的甲烷大部分裂解 气化变为有效气，飞灰变成熔渣，非常有利于环保。
[0017] 本发明将低温气化炉与高温反应炉结合在一起，将出自低温气化炉的煤气中带出 的没反应的煤粉，在高温反应炉与气化剂进行再次反应。低温气化炉的操作温度为950~ 1050°C (灰熔点以下)，操作压力为10~16KPa，煤气中有效气为70~74%，出口煤气中 含尘浓度为50~200g/Nm3,粉尘中含碳量为20~30%左右。高温反应炉的操作温度为 彡1350°C，压力为9~15KPa。
[0018] 从低温煤气发生炉产生的煤气通过高温反应炉过程中，煤气中的有机物全部被分 解，原料气中的绝大部分二氧化碳转换成为一氧化碳，煤气中的粉尘都被溶解，粉尘中的碳 几乎全部回收利用。
[0019] 高温反应炉出口煤气中有效气含量可达到78~85%，熔渣中含碳量为0. 5%左右， 碳利用率可达到多99%，颗粒状的熔渣可作为建材原料，得到充分利用。
[0020] 本发明的高温反应炉内基本有如下反应： C+^O7 =CO+Q I CO + \^〇2 = +Q 2 COj + C >2CO Q J C + -HjO -iCX? + H~~ Q .4 CO l H7O - >C〇3 f H2 IQ ：. c CH^Hp^CO +3/f2 -Qg 如上式中可见有效气（C0、H2)产生的③φ?反应属于吸热反应。
[0021] 随着反应温度的上升，其反应的抵消向右侧移动。因此通过高温反应炉出来的煤 气中有效气成分较多，一氧化碳占45~55%，氢气占32~38%，二氧化碳占10~18%，甲烷 占0. 1~0. 5%，氮气占0. 4~0. 8%，氧气占0. 2~0. 5%左右。
[0022] 本发明方法使煤气中有效气由70~74%可提高到78~85% ;而且出自高温反应 炉的煤气中甲烷含量会很少，非常适合做合成气，煤气中甲烷含量由2. 5~3. 5%可降到 0. 1~0. 5% ;粉尘被高温（彡1350 °C)溶解，粉尘中的碳被全部气化，粉尘中的含碳量由30% 降到0. 5%以下；碳利用率由85~93%可提高到彡99% ; 例如用40000Nm3/h能力的炉子，在同等原料条件下每1000 Nm3的有效气煤耗由 779. 2kg/km3降到 656. 6kg/km 3;氧消耗量由 299. 4Nm VkNm3降到 278. 9Nm VkNm3即，每 1000 Nm3有效气中可节约122. 6kg煤和20. 5Nm 3氧气。也就是说，40000Nm Vh能力的炉子， 年产煤气量3. 2亿Nm3/年，可节约980. 8吨煤和164000Nm3氧气。其结果，煤气成本相应的 大幅度降下来，企业会得到可观的经济效益。其结果，煤气成本相应的大幅度降下来，企业 会得到可观的经济效益。本发明在常压煤气化技术领域里具有重大的经济意义。同时也彻 底解决了粉尘污染的环保问题。
[0023] 原工艺与本发明工艺的主要参数对比表
【附图说明】
[0024] 图1为现有常压粉煤气化炉的结构示意图； 图2为本发明低高温结合常压粉煤气化炉的结构示意图； 图3为现有常压粉煤气化炉工艺流程图； 图4为本发明低高温结合常压粉煤气化工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025] 现有常压粉煤气化炉主要由发生炉8、回流高温旋风分离器16、煤气管14和回流 管17组成，发生炉8具有圆筒状炉身10及中部圆锥体7,顶部为拱形封头12,底部为圆锥 形封头5,炉身及顶部封头内衬为保温砖和耐火砖，中部圆锥体7和圆锥封头5内衬耐温层。
[0026] 本发明低高温结合常压粉煤气化炉主要由低温气化炉8,煤气管14,高温反应炉 21组成。
[0027] 低温气化炉8与现有技术基本相同，只是中部圆锥体7的圆锥角12~18°，底部 圆锥封头5的倾斜角为30~40°。低温气化炉8由排灰管1，灰斗2,底部圆锥封头5,中部 圆锥体7,圆筒状炉身10,拱形封头12和煤气出口管13组成。在底部圆锥封头5壁上设有 一次喷嘴3和入煤机连接管4,在炉体的上、中、下多个部位设有测温口 6和测压口 11。在 灰斗2和炉身10上设有人孔9。拱形封头12上的煤气出口管13连 接煤气管14,煤气管14 的另一端连接高温反应炉21上的煤气入口管18。
[0028] 高温反应炉21的圆筒状炉身22下部有向内收缩的激冷室25,煤气出口管26位于 激冷室25处。
[0029] 高温反应炉21上面有拱形封头20,拱形封头20顶端的煤气入口管18连接煤气管 14,拱形封头18下面连接圆筒状炉身22,圆筒状炉身22下面连接圆锥筒体24,圆锥筒体24 下面有激冷室25,激冷室25下面有圆锥封头27,在圆锥封头27下端有出渣口 28。在煤气 入口管18管壁下部设有二次喷嘴19 ;在激冷室25上部炉壁上设有蒸汽激冷水喷嘴30。
[0030] 高温反应炉21炉壁外面为钢板23,内侧为保温砖、耐火砖构成的砌体29,在高温 反应炉21炉壁的上、中、下部设有多处测温口 6和测压口 11。在圆筒状炉身22和激冷室 25处的炉壁上设有人孔9。蒸汽激冷水喷嘴30用来喷入极冷剂；测温口 6和测压口用来测 定高温反应炉的温度和压力。
[0031] 工艺流程： 由备煤系统送来的经干燥后合格的(水分< 15%，粒度<6mm)粉煤通过运输设备进入粉 煤漏斗、贮煤槽。贮煤槽中的粉煤，通过螺旋供煤机进入低温气化炉。
[0032] 来自外部网的氧气经过预热器与来至制气系统的蒸汽在混合器进行混合之后，通 过设在低温气化炉下部的下喷嘴供入低温气化炉。进入到低温气化炉的粉煤，通过气化剂 (氧气与蒸汽混合物）处于流化状态。低温气化炉下部的炉温为950~1050°C (灰熔点以 下)，下部的压力为12~16KPa;而上部的炉温为950°C左右，压力为10~15KPa。在上述 条件下，低温气化炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生成粗煤 气。生成的粗煤气和未反应的煤粉一同由低温气化炉上部进入到高温反应炉。
[0033] 来自预热器的氧气与蒸汽在混合器进行混合之后，通过设在高温反应炉上部的 二次喷嘴供入高温反应炉。高温反应炉上部温度为多1350°C (灰熔点以上)，压力为9~ 15KPa。在上述条件下，进入高温气化炉内的粗煤气和未反应煤粉与气化剂再次经过复杂的 化学反应而生成产品煤气。在高温反应炉内原料气中的有机物将会全部分解，原料气中二 氧化碳绝大部分转换成一氧化碳成为有效气，将原料气中的甲烷大部分裂解气化变为有效 气，飞灰变成熔渣。
[0034] 高温反应炉下部设有水封器，下来的熔渣(含C〈0. 5%)进入水封器，然后用捞渣机 装车拉走。出自高温反应炉的煤气经过激冷器将温度降到950~IKKTC之后进入余热锅炉 装置，就利用其显热产生蒸汽。利用煤气所带出来的显热生产蒸汽的装置，包括垂直多管 式蒸发器、汽包、过热器和省煤器。管外通过煤气，而管内通过软化水和蒸汽。
[0035] 从外网送来的脱氧水在余热锅炉装置内的省煤器加热之后，进入上汽包，然后通 过垂直式降水管往下流动并与煤气进行热交换而产生蒸汽。在余热锅炉装置产生的蒸汽 (~300°C，1. 3~3. 8MPa)-部分减压到0. 6 MPa之后送至恩德炉参加气化反应，一部分送 至外网。
[0036] 余热锅炉下部设有下灰口，被捕集到的粉尘(粉尘中含C〈0. 5%)进入粉尘槽，然后 用气力输送泵发送到灰仓。从余热锅炉系统转入下一流程的煤气经过低温旋风分离器分离 煤气中的粉尘。被分离的粉尘用气力输送泵打到灰仓。出自低温旋风分离器的煤气通过布 袋除尘器进一步分离煤气中的粉尘，被捕集到的粉尘用气力输送泵打到灰仓。出自布袋除 尘器的煤气进入煤气冷却器进行降温。煤气冷却器管外通过循环冷却水，而管内通过煤气。 从外网送来的循环冷却水在煤气冷却器内与煤气进行热交换而降低煤气温度。经过热交换 的循环冷却水送到外网水冷却系统。热交换过程中产生的冷凝水送至外网。被冷却的煤 气经过U形水封器进入用户的煤气总管。在U形水封器出口煤气温度为< 45°C左右，压力 为3~5kPa，煤气中有效气C0+H2:78~85%,含尘量为彡10mg/Nm 3。
【主权项】
1. 一种低高温结合常压粉煤气化炉，具有低温气化炉（8)，低温气化炉（8)有立式圆筒 形炉身（10)，圆筒形炉身（10)下面连接中部圆锥体（7)，中部圆锥体（7)下面连接圆锥封头 (5)，在低温气化炉（8)上端连接有煤气管（14)，其特征是：煤气管（14)的另一端连接高温 反应炉（21)，高温反应炉（21)具有立式圆筒状炉身（22)，在圆筒状炉身（22)下部有煤气出 口管（26)。2. 根据权利要求1所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：高温反应炉（21)的 圆筒状炉身（22 )下部有向内收缩的激冷室（25 )，煤气出口管（26 )位于激冷室（25 )处。3. 根据权利要求1或2所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：高温反应炉 (21)上面有拱形封头（20)，拱形封头（20)顶端的煤气入口管（18)连接煤气管（14)，拱形 封头（18)下面连接圆筒状炉身（22)，圆筒状炉身（22)下面连接圆锥筒体（24)，圆锥筒体 (24)下面有激冷室（25)，激冷室（25)下面有圆锥封头（27)，在圆锥封头（27)下端有出渣口 (28)〇4. 根据权利要求3所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：在煤气入口管（18) 管壁下部设有二次喷嘴（19 );在激冷室（25 )上部炉壁上设有蒸汽激冷水喷嘴（30 )。5. 根据权利要求1或2所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：高温反应炉 (21)炉壁外面为钢板（23)，内侧为保温砖、耐火砖构成的砌体（29)，在高温反应炉（21)炉 壁的上、中、下部设有多处测温口（6)和测压口（11)。6. -种低高温结合常压粉煤气化炉气化工艺方法，其特征是：入炉煤通过螺旋供煤 机进入低温气化炉，气化剂总量的60~70%通过设在低温气化炉下部的一次喷嘴供入低 温气化炉，进入到低温气化炉的粉煤通过气化剂处于流化状态，低温气化炉下部的炉温为 950~1050°C，下部的压力为12~16KPa;而上部的炉温为950°C左右，压力为10~15KPa， 在上述条件下，低温气化炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生 成粗煤气；生成的粗煤气和未反应的煤粉一同由低温气化炉上部进入到高温反应炉，在高 温反应炉煤气入口管上设有二次喷嘴，气化剂总量的30~40%用二次喷嘴供入到高温反应 炉，高温反应炉操作温度为多1350°C，压力为9~15KPa，在上述条件下，进入高温反应炉 的粗煤气和未反应煤粉与气化剂再次经过复杂的化学反应而生成产品煤气，进入到高温反 应炉内的粗煤气中有机物将会全部分解，粗煤气中二氧化碳绝大部分转变成一氧化碳成为 有效气，粗煤气中的甲烷大部分裂解气化变为有效气，飞灰变成熔渣。
【专利摘要】本发明公开了一种低高温结合常压粉煤气化炉及气化工艺方法，是在低温气化炉所连接的煤气管的另一端连接高温反应炉，高温反应炉具有立式圆筒状炉身，在圆筒状炉身下部有煤气出口管。本发明将低温气化炉与高温反应炉结合在一起，将出自低温气化炉的煤气中带出的没反应的煤粉，在高温反应炉与气化剂进行再次反应，煤气中的有机物全部被分解，原料气中的绝大部分二氧化碳转换成为一氧化碳，煤气中的粉尘都被溶解，粉尘中的碳几乎全部回收利用。高温反应炉出口煤气中有效气含量可达到78～85%，熔渣中含碳量为0.5%左右，碳利用率≥99%。本发明使煤气成本大幅度下降，具有可观的经济效益，也彻底解决了粉尘污染的环保问题。
【IPC分类】C10J3/84, C10J3/48, C10J3/46
【公开号】CN104893760
【申请号】CN201510322525
【发明人】宋成哲
【申请人】辽宁恩德工程建设有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月13日
【技术领域】
[0001] 本发明属于煤气化技术领域，具体涉及一种常压粉煤气化炉及气化工艺方法。
【背景技术】
[0002] 煤气化技术对于合理有效地利用煤炭，最大限度的提高煤炭利用率具有极为重要 的意义。至今仍有很大的发展创新的空间。常压粉煤气化炉是煤气化技术的重要设备。老 式常压粉煤气化炉，就是用廉价的粉煤作为原料可产出燃料气、合成气的常压流化床气化 炉。
[0003] 老式常压粉煤气化炉的特点： (D廉价的粉煤做原料。
[0004] 0可生产可达1100~2300大卡的煤气。
[0005] @操作、维修简单，维修量特少。
[0006] φ技术成熟的气化炉，年连续运转率可达92%以上，生产负荷弹性大（50~110%)。
[0007] 中国专利ZL97202018. 7和ZL200720011795. 1公开的常压流化床粉煤发生炉克服 了以往常压粉煤气化炉的缺点，但还存在如下不足之处： Φ使用煤种范围不够广泛，局限于褐煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤。
[0008] 3粉尘中含碳量较高(近30%)，因此碳利用率比较低下《 93%)。
[0009] ③炉内反应温度较低（950~1050°C)，循环水中含苯酚等有机物造成环境污染。
[0010] S煤气中有效气含量比较低下（彡74%)。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种低高温结合常压粉煤气化炉及气化工艺方法，以克服老 式常压流化床粉煤气化炉及气化工艺方法的缺点，消除环境污染的根源，产出高质量的煤 气，同时降低煤气生产成本。
[0012] 本发明的技术方案是：低高温结合常压粉煤气化炉，具有低温气化炉，低温气化炉 连接有煤气管，本发明煤气管的另一端连接高温反应炉，高温反应炉具有立式圆筒状炉身， 在圆筒状炉身下部有煤气出口管。
[0013] 入炉煤通过螺旋供煤机进入低温气化炉，气化剂总量的60~70%通过设在低温气 化炉下部的一次喷嘴供入低温气化炉。进入到低温气化炉的粉煤，通过气化剂(氧气与蒸汽 混合物）处于流化状态。低温气化炉下部的炉温为950~1050°C (灰熔点以下)，下部的压 力为12~16KPa;而上部的炉温则约为950°C左右，压力为10~15KPa。在上述条件下，低 温气化炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生成粗煤气。生成的 粗煤气和未反应的煤粉一同由低温气化炉上部进入到高温反应炉。
[0014] 在高温反应炉煤气入口管上设有二次喷嘴，气化剂总量的30~40%用二次喷嘴供 入到高温反应炉。高温反应炉操作温度为彡1350°C (灰熔点以上)，压力为9~15KPa。在 上述条件下，进入高温反应炉的粗煤气和未反应煤粉与气化剂再次经过复杂的化学反应而 生成产品煤气。进入在高温反应炉内的粗煤气中有机物将会全部分解，粗煤气中二氧化碳 绝大部分转变成一氧化碳成为有效气，将粗煤气中的甲烷大部分裂解气化变为有效气，飞 灰变成熔渣。
[0015] 在高温反应炉中燃烧之后产生的煤气和熔渣(含C < 0. 5%)经过激冷器将温度降 到950~IKKTC之后，煤气进入下一个阶段，而熔渣借助于重力的作用下落入水封器，然后 用携澄机装车拉走。
[0016] 由于利用充分的反应条件及时间，加之高温下熔渣操作在煤气中有机物将会全部 分解，煤气中二氧化碳绝大部分转换成一氧化碳成为有效气，将煤气中的甲烷大部分裂解 气化变为有效气，飞灰变成熔渣，非常有利于环保。
[0017] 本发明将低温气化炉与高温反应炉结合在一起，将出自低温气化炉的煤气中带出 的没反应的煤粉，在高温反应炉与气化剂进行再次反应。低温气化炉的操作温度为950~ 1050°C (灰熔点以下)，操作压力为10~16KPa，煤气中有效气为70~74%，出口煤气中 含尘浓度为50~200g/Nm3,粉尘中含碳量为20~30%左右。高温反应炉的操作温度为 彡1350°C，压力为9~15KPa。
[0018] 从低温煤气发生炉产生的煤气通过高温反应炉过程中，煤气中的有机物全部被分 解，原料气中的绝大部分二氧化碳转换成为一氧化碳，煤气中的粉尘都被溶解，粉尘中的碳 几乎全部回收利用。
[0019] 高温反应炉出口煤气中有效气含量可达到78~85%，熔渣中含碳量为0. 5%左右， 碳利用率可达到多99%，颗粒状的熔渣可作为建材原料，得到充分利用。
[0020] 本发明的高温反应炉内基本有如下反应： C+^O7 =CO+Q I CO + \^〇2 = +Q 2 COj + C >2CO Q J C + -HjO -iCX? + H~~ Q .4 CO l H7O - >C〇3 f H2 IQ ：. c CH^Hp^CO +3/f2 -Qg 如上式中可见有效气（C0、H2)产生的③φ?反应属于吸热反应。
[0021] 随着反应温度的上升，其反应的抵消向右侧移动。因此通过高温反应炉出来的煤 气中有效气成分较多，一氧化碳占45~55%，氢气占32~38%，二氧化碳占10~18%，甲烷 占0. 1~0. 5%，氮气占0. 4~0. 8%，氧气占0. 2~0. 5%左右。
[0022] 本发明方法使煤气中有效气由70~74%可提高到78~85% ;而且出自高温反应 炉的煤气中甲烷含量会很少，非常适合做合成气，煤气中甲烷含量由2. 5~3. 5%可降到 0. 1~0. 5% ;粉尘被高温（彡1350 °C)溶解，粉尘中的碳被全部气化，粉尘中的含碳量由30% 降到0. 5%以下；碳利用率由85~93%可提高到彡99% ; 例如用40000Nm3/h能力的炉子，在同等原料条件下每1000 Nm3的有效气煤耗由 779. 2kg/km3降到 656. 6kg/km 3;氧消耗量由 299. 4Nm VkNm3降到 278. 9Nm VkNm3即，每 1000 Nm3有效气中可节约122. 6kg煤和20. 5Nm 3氧气。也就是说，40000Nm Vh能力的炉子， 年产煤气量3. 2亿Nm3/年，可节约980. 8吨煤和164000Nm3氧气。其结果，煤气成本相应的 大幅度降下来，企业会得到可观的经济效益。其结果，煤气成本相应的大幅度降下来，企业 会得到可观的经济效益。本发明在常压煤气化技术领域里具有重大的经济意义。同时也彻 底解决了粉尘污染的环保问题。
[0023] 原工艺与本发明工艺的主要参数对比表
【附图说明】
[0024] 图1为现有常压粉煤气化炉的结构示意图； 图2为本发明低高温结合常压粉煤气化炉的结构示意图； 图3为现有常压粉煤气化炉工艺流程图； 图4为本发明低高温结合常压粉煤气化工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025] 现有常压粉煤气化炉主要由发生炉8、回流高温旋风分离器16、煤气管14和回流 管17组成，发生炉8具有圆筒状炉身10及中部圆锥体7,顶部为拱形封头12,底部为圆锥 形封头5,炉身及顶部封头内衬为保温砖和耐火砖，中部圆锥体7和圆锥封头5内衬耐温层。
[0026] 本发明低高温结合常压粉煤气化炉主要由低温气化炉8,煤气管14,高温反应炉 21组成。
[0027] 低温气化炉8与现有技术基本相同，只是中部圆锥体7的圆锥角12~18°，底部 圆锥封头5的倾斜角为30~40°。低温气化炉8由排灰管1，灰斗2,底部圆锥封头5,中部 圆锥体7,圆筒状炉身10,拱形封头12和煤气出口管13组成。在底部圆锥封头5壁上设有 一次喷嘴3和入煤机连接管4,在炉体的上、中、下多个部位设有测温口 6和测压口 11。在 灰斗2和炉身10上设有人孔9。拱形封头12上的煤气出口管13连 接煤气管14,煤气管14 的另一端连接高温反应炉21上的煤气入口管18。
[0028] 高温反应炉21的圆筒状炉身22下部有向内收缩的激冷室25,煤气出口管26位于 激冷室25处。
[0029] 高温反应炉21上面有拱形封头20,拱形封头20顶端的煤气入口管18连接煤气管 14,拱形封头18下面连接圆筒状炉身22,圆筒状炉身22下面连接圆锥筒体24,圆锥筒体24 下面有激冷室25,激冷室25下面有圆锥封头27,在圆锥封头27下端有出渣口 28。在煤气 入口管18管壁下部设有二次喷嘴19 ;在激冷室25上部炉壁上设有蒸汽激冷水喷嘴30。
[0030] 高温反应炉21炉壁外面为钢板23,内侧为保温砖、耐火砖构成的砌体29,在高温 反应炉21炉壁的上、中、下部设有多处测温口 6和测压口 11。在圆筒状炉身22和激冷室 25处的炉壁上设有人孔9。蒸汽激冷水喷嘴30用来喷入极冷剂；测温口 6和测压口用来测 定高温反应炉的温度和压力。
[0031] 工艺流程： 由备煤系统送来的经干燥后合格的(水分< 15%，粒度<6mm)粉煤通过运输设备进入粉 煤漏斗、贮煤槽。贮煤槽中的粉煤，通过螺旋供煤机进入低温气化炉。
[0032] 来自外部网的氧气经过预热器与来至制气系统的蒸汽在混合器进行混合之后，通 过设在低温气化炉下部的下喷嘴供入低温气化炉。进入到低温气化炉的粉煤，通过气化剂 (氧气与蒸汽混合物）处于流化状态。低温气化炉下部的炉温为950~1050°C (灰熔点以 下)，下部的压力为12~16KPa;而上部的炉温为950°C左右，压力为10~15KPa。在上述 条件下，低温气化炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生成粗煤 气。生成的粗煤气和未反应的煤粉一同由低温气化炉上部进入到高温反应炉。
[0033] 来自预热器的氧气与蒸汽在混合器进行混合之后，通过设在高温反应炉上部的 二次喷嘴供入高温反应炉。高温反应炉上部温度为多1350°C (灰熔点以上)，压力为9~ 15KPa。在上述条件下，进入高温气化炉内的粗煤气和未反应煤粉与气化剂再次经过复杂的 化学反应而生成产品煤气。在高温反应炉内原料气中的有机物将会全部分解，原料气中二 氧化碳绝大部分转换成一氧化碳成为有效气，将原料气中的甲烷大部分裂解气化变为有效 气，飞灰变成熔渣。
[0034] 高温反应炉下部设有水封器，下来的熔渣(含C〈0. 5%)进入水封器，然后用捞渣机 装车拉走。出自高温反应炉的煤气经过激冷器将温度降到950~IKKTC之后进入余热锅炉 装置，就利用其显热产生蒸汽。利用煤气所带出来的显热生产蒸汽的装置，包括垂直多管 式蒸发器、汽包、过热器和省煤器。管外通过煤气，而管内通过软化水和蒸汽。
[0035] 从外网送来的脱氧水在余热锅炉装置内的省煤器加热之后，进入上汽包，然后通 过垂直式降水管往下流动并与煤气进行热交换而产生蒸汽。在余热锅炉装置产生的蒸汽 (~300°C，1. 3~3. 8MPa)-部分减压到0. 6 MPa之后送至恩德炉参加气化反应，一部分送 至外网。
[0036] 余热锅炉下部设有下灰口，被捕集到的粉尘(粉尘中含C〈0. 5%)进入粉尘槽，然后 用气力输送泵发送到灰仓。从余热锅炉系统转入下一流程的煤气经过低温旋风分离器分离 煤气中的粉尘。被分离的粉尘用气力输送泵打到灰仓。出自低温旋风分离器的煤气通过布 袋除尘器进一步分离煤气中的粉尘，被捕集到的粉尘用气力输送泵打到灰仓。出自布袋除 尘器的煤气进入煤气冷却器进行降温。煤气冷却器管外通过循环冷却水，而管内通过煤气。 从外网送来的循环冷却水在煤气冷却器内与煤气进行热交换而降低煤气温度。经过热交换 的循环冷却水送到外网水冷却系统。热交换过程中产生的冷凝水送至外网。被冷却的煤 气经过U形水封器进入用户的煤气总管。在U形水封器出口煤气温度为< 45°C左右，压力 为3~5kPa，煤气中有效气C0+H2:78~85%,含尘量为彡10mg/Nm 3。
【主权项】
1. 一种低高温结合常压粉煤气化炉，具有低温气化炉（8)，低温气化炉（8)有立式圆筒 形炉身（10)，圆筒形炉身（10)下面连接中部圆锥体（7)，中部圆锥体（7)下面连接圆锥封头 (5)，在低温气化炉（8)上端连接有煤气管（14)，其特征是：煤气管（14)的另一端连接高温 反应炉（21)，高温反应炉（21)具有立式圆筒状炉身（22)，在圆筒状炉身（22)下部有煤气出 口管（26)。2. 根据权利要求1所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：高温反应炉（21)的 圆筒状炉身（22 )下部有向内收缩的激冷室（25 )，煤气出口管（26 )位于激冷室（25 )处。3. 根据权利要求1或2所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：高温反应炉 (21)上面有拱形封头（20)，拱形封头（20)顶端的煤气入口管（18)连接煤气管（14)，拱形 封头（18)下面连接圆筒状炉身（22)，圆筒状炉身（22)下面连接圆锥筒体（24)，圆锥筒体 (24)下面有激冷室（25)，激冷室（25)下面有圆锥封头（27)，在圆锥封头（27)下端有出渣口 (28)〇4. 根据权利要求3所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：在煤气入口管（18) 管壁下部设有二次喷嘴（19 );在激冷室（25 )上部炉壁上设有蒸汽激冷水喷嘴（30 )。5. 根据权利要求1或2所述的低高温结合常压粉煤气化炉，其特征是：高温反应炉 (21)炉壁外面为钢板（23)，内侧为保温砖、耐火砖构成的砌体（29)，在高温反应炉（21)炉 壁的上、中、下部设有多处测温口（6)和测压口（11)。6. -种低高温结合常压粉煤气化炉气化工艺方法，其特征是：入炉煤通过螺旋供煤 机进入低温气化炉，气化剂总量的60~70%通过设在低温气化炉下部的一次喷嘴供入低 温气化炉，进入到低温气化炉的粉煤通过气化剂处于流化状态，低温气化炉下部的炉温为 950~1050°C，下部的压力为12~16KPa;而上部的炉温为950°C左右，压力为10~15KPa， 在上述条件下，低温气化炉内的粉煤和气化剂经过复杂的分解、氧化、还原等化学反应而生 成粗煤气；生成的粗煤气和未反应的煤粉一同由低温气化炉上部进入到高温反应炉，在高 温反应炉煤气入口管上设有二次喷嘴，气化剂总量的30~40%用二次喷嘴供入到高温反应 炉，高温反应炉操作温度为多1350°C，压力为9~15KPa，在上述条件下，进入高温反应炉 的粗煤气和未反应煤粉与气化剂再次经过复杂的化学反应而生成产品煤气，进入到高温反 应炉内的粗煤气中有机物将会全部分解，粗煤气中二氧化碳绝大部分转变成一氧化碳成为 有效气，粗煤气中的甲烷大部分裂解气化变为有效气，飞灰变成熔渣。
【专利摘要】本发明公开了一种低高温结合常压粉煤气化炉及气化工艺方法，是在低温气化炉所连接的煤气管的另一端连接高温反应炉，高温反应炉具有立式圆筒状炉身，在圆筒状炉身下部有煤气出口管。本发明将低温气化炉与高温反应炉结合在一起，将出自低温气化炉的煤气中带出的没反应的煤粉，在高温反应炉与气化剂进行再次反应，煤气中的有机物全部被分解，原料气中的绝大部分二氧化碳转换成为一氧化碳，煤气中的粉尘都被溶解，粉尘中的碳几乎全部回收利用。高温反应炉出口煤气中有效气含量可达到78～85%，熔渣中含碳量为0.5%左右，碳利用率≥99%。本发明使煤气成本大幅度下降，具有可观的经济效益，也彻底解决了粉尘污染的环保问题。
【IPC分类】C10J3/84, C10J3/48, C10J3/46
【公开号】CN104893760
【申请号】CN201510322525
【发明人】宋成哲
【申请人】辽宁恩德工程建设有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月13日
最新回复(0)