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CN102146301A - 一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉 - Google Patents

一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉 Download PDF

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CN102146301A CN2011100381442A CN201110038144A CN102146301A CN 102146301 A CN102146301 A CN 102146301A CN 2011100381442 A CN2011100381442 A CN 2011100381442A CN 201110038144 A CN201110038144 A CN 201110038144A CN 102146301 A CN102146301 A CN 102146301A
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王子国
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Abstract

本发明公开了一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉,通过对两段式煤气炉的干馏段原料煤采用两种以上的外热间接干馏,使气化段煤气和干馏段煤气可以分别采用不同的简单净化措施加以高效利用,能采用连续制气和循环制气的方法来进行,可采用不同的氧化剂和气化剂生产不同组分要求的化工合成原料气,同时提取了原料非无烟煤中经济价值较高的焦油。本发明具有投资省、操作简单、无污染、综合煤气化效率高,制气成本低,适于新建或对目前广泛运行的固定床造气炉进行改造。

Description

一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉
技术领域
本发明属于煤气化制取化工合成原料气领域,具体涉及一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉。
背景技术
目前我国合成氨、甲醇生产中,以焦炭、无烟煤或无烟型煤为原料的固定床间歇煤气炉占有相当大的比重,由于该炉为一段炉,故其不能直接使用高挥发份的烟煤为原料,否则会产生原料气甲烷高及较为严重的焦油酚水污染等问题。由于无烟煤的价格越来越高,这也给固定床间歇煤气炉生产合成氨、甲醇的厂家带来很大的成本压力,迫切需要采用合适的非无烟煤气化技术以降低成本。
对非无烟煤制合成原料气技术,按煤的运动状态分为三种方法:流化床煤气化方法、气流床煤气化方法、固定床(移动床)煤气化方法。
流化床煤气化方法中有代表性的是恩德炉、灰融聚炉等。流化床煤气化方法由于其操作温度不能超过原料煤的灰融点,故其制得的原料气中二氧化碳及甲烷较高,有效气成份较低,且该方法不能提取原料煤中经济价值较高的焦油轻油。
气流床煤气化方法中有代表性的是Texaco水煤浆炉、Shell粉煤气化炉、GSP粉煤气化炉、HTL粉煤气化炉等。气流床煤气化方法由于其操作温度高,故其制得的原料气有效气成份高,但该方法建设周期长、投资大运行财务费用高,喷嘴高温烧蚀磨损严重,开停车及维修费用高,且该方法也不能提取原料煤中经济价值较高的焦油轻油。
流化床煤气化方法及气流床煤气化方法还有一个共同的不足是:制得的煤气温度在1000℃以上,这样高温度的煤气显热只能采用产生蒸汽的形式予以回收,降低了制气冷煤气效率。气流床煤气化由于反应温度更高,虽然高温利于气化反应,有效气成分好,但煤气显热浪费更加严重。例如Texaco水煤浆炉、Shell粉煤气化炉、GSP粉煤气化炉、HT-L粉煤气化炉的操作温度均在1300℃以上,甚至高达1600℃以上,对这样高温的煤气显热几家气流床煤气化方法普遍只能采用激冷及废热锅炉回收热量流程,降低了冷煤气效率。对此,有的技术单位采用两段式气流床煤气化方法来回收高温煤气显热,例如中国专利(专利号ZL00111437.9)煤基两段组合式气化工艺及其装置、中国专利(专利号ZL01131780.9)两段式干煤粉气化炉,但是两段后的煤气温度仍然达到1000℃左右,和流化床煤气化制得的煤气温度相当,煤气显热的利用仍然没有固定床煤气化好。另外,气流床煤气化采用的是炉壁挂渣及熔融排渣,这就要求气化的原料煤灰融点不能太高,炉渣粘度不能过大,否则原料煤中需要加入降低灰融点的材料,这也会降低冷煤气效率。
非无烟煤采用固定床煤气化方法中有代表性的是Lurgi(鲁奇)加压气化炉、BGL炉、两段式煤气炉等。
Lurgi(鲁奇)加压气化炉是在2.0~3.0MPa压力下操作,以小块煤为原料,蒸汽和氧连续鼓风,气化床层自上至下分干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层,产品煤气经热回收和除油,含有约8%~12%的甲烷和不饱和烃,适宜作城市煤气。粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可作合成气。Lurgi炉最大用户是城市煤气和合成烃(合成油),在我国也建有大型城市煤气装置。国外没有大型Lurgi炉单产合成氨的装置,主要原因除环保问题外,工艺流程长,特别要增加冷冻分离甲烷和烃类转化。我国曾用褐煤制氨.采用第一代φ2800鲁奇炉,生产正常.但环保问题较多。后引进φ3800鲁奇炉,用贫煤生产合成氨,工艺生产流程中由氮洗分离出来的富甲烷气经一段蒸汽转化和CO变换后返回脱CO2主流程,流程复杂,能耗高。
BGL炉(固定床液态排渣气化)操作压力2.5~3.0MPa,气化温度在1400~1600℃,超过了灰渣流动温度,灰渣呈液态形式排出。炉结构比传统的Lurgi炉简单.取消了转动炉箅。由于高温操作,蒸汽分解率较高,蒸汽消耗量大大减少,气化强度比干灰Lurgi炉提高3至4倍,煤气热值约提高四分之一,但煤气中仍有相当量甲烷及其它烃类,适宜作燃料煤气,不宜作化工合成原料气。
Lurgi炉及BGL炉的共同缺点是:一、干馏和气化在一段炉内进行,虽然干燥段干馏段原料煤能对气化段产生的气化段煤气显热进行回收,但由于是直接气固热量传递回收,所以气化段未分解的蒸汽和干馏段干馏出的富含焦油的干馏气混合会产生较多的酚水,酚水难以处理,以致于带来严重的环保问题。二、Lurgi炉及BGL炉制得的煤气是干馏气和气化段煤气的混合物,由于干馏气中含有很高的甲烷,这样的煤气热值较高,只适于作为燃料气使用,如果作为制造合成氨甲醇等原料气使用,必须将甲烷分离出来,而甲烷的分离较为困难,分离能耗大。如果在进入合成塔之前不能分离甲烷,会造成大量合成放空气产生,导致吨氨或吨甲醇电耗及原料煤耗都很大。
如今投入运行的固定床两段式煤气炉有两种:一种是连续制气两段炉,一种是循环制气两段炉。
固定床连续制气两段炉以空气和蒸汽为氧化剂和气化剂连续制气,由于其上段气及下段气都混有大量的氮气且上段气混有大量的甲烷,所以该炉主要以生产混合燃料气为主,为各种工业窑炉提供气源,广泛的应用在钢铁、机械、建材、玻璃、氧化铝等行业。
早期的固定床循环制气两段炉,主要为了生产城市煤气,由于城市煤气相对天然气热值低且含有较多有毒性的一氧化碳,加之天然气的发展,循环制气两段炉生产城市煤气已经面临淘汰,将逐步退出城市燃气历史舞台。
以生产合成原料气为主的固定床循环制气两段炉,中国专利公布了两种工艺方法,分别是:中国专利(专利号ZL85100151)两段炉分气联产城市煤气和水煤气的工艺与装置及中国专利(专利号ZL86105803)两段炉煤气化制合成氨原料气工艺。两项专利的共同缺点是:
1、在下吹阶段不能对干馏段原料煤提供干馏热量,是间歇干馏,造成干馏效率低原料煤干馏不完全,进而导致气化段煤气中甲烷含量搞,不适宜作为合成原料气使用。
2、产生的城市煤气及动力煤气热值低、成份复杂,只能作为低级燃料使用,用途十分有限,不能进一步净化处理作为合成原料气使用。
3、当采用下段水煤气作为载热体直接加热干馏上段原料煤(内热干馏)时,下段水煤气中大量未分解的蒸汽(固定床气化蒸汽分解率在40~60%左右)和上段产生的干馏气混合会产生大量的酚水,酚水难以处理,易导致严重的环保问题。
鉴于以上原因,该两种固定床循环制气两段炉工艺方法均未得到大量工业应用。
发明内容
为了克服上述技术存在的缺点,本发明的目的在于提供一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉。
本发明的目的之一在于提供一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:
制气原料非无烟煤由锁气给煤装置控制进入固定床煤气化干馏段,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段,在气化段内氧化剂和气化剂与半焦进行连续气化或者循环气化,气化段气化产生的煤气经过气化段煤气除尘器、余热锅炉、冷却洗涤塔送入气化段煤气气柜,干馏段产生的煤气经过干馏段煤气除尘器、电除焦油器、冷却器、电除轻油器、引风机后送入干馏段煤气气柜;
所述的非无烟煤,为烟煤中的不粘煤、弱粘煤、长焰煤及褐煤的块煤或其制作的型煤。
所述的外热干馏的热载体为气体热载体、液体载热体、固体热载体的任何一种或多种;
所述的外热干馏的气体热载体为气化段煤气和可燃物质的燃烧高温烟气;所述的可燃物质为可燃气体、可燃液体、可燃固体;所述的可燃气体为干馏段煤气;当气化段煤气的显热不足以提供所需的干馏段热量时,采用可燃物质的燃烧高温烟气补充热量。
所述的气化段连续制气,是以富氧空气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得符合合成氨生产的原料气;或以氧气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以氧气为氧化剂,以二氧化碳为气化剂连续通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。富含一氧化碳的原料气可用于生产醋酸、甲酸、甲酸钠等化工产品。
所述的气化段循环制气,是以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。
本发明的目的还在于提供一种复合外热固定床两段式煤气炉,包括锁气加煤装置、干馏段炉体、气化段炉体、炉栅、炉底除灰装置,其特征是:
锁气加煤装置和干馏段炉体相连,干馏段炉体和气化段炉体相连,气化段炉体和炉底除灰装置及炉栅相连,炉底的中间连接炉底气体接口,气化段炉体顶部连接干馏段煤气接口;干馏段炉体内腔的中心有一个中心管,中心管的上端有侧支管,每个侧支管通过环形煤气通道汇总到一起连接气化段煤气出口;干馏段炉体侧壁设有耐火砖砌体,干馏段炉体侧壁中下部耐火砖砌体的中间按圆周均布若干个燃气通道,每个燃气通道的底部入口连接燃气燃烧器,每个燃气通道内设置有测温点,若干个燃气通道的顶部通过环形废气通道汇总连接燃烧废气出口。
燃气通道内的燃烧气体不和气化段以及干馏段连通,只通过间接换热的形式对干馏段原料煤进行热量的提供。
本发明的技术方案原理详述如下:
煤的中低温干馏方法和类型很多,按加热方式有外热式干馏(也称间接干馏),内热式干馏(也称直接干馏)和内外热结合式干馏。提供煤干馏热量的的载热介质,也称载热体。煤干馏载热体有气体热载体、液体载热体、固体热载体。
内热式干馏与外热式干馏相比加热速度快,加热均匀,传热效果好,热效率高,因而单位容积生产能力大,但针对固定床两段式煤气化而言,内热式干馏主要缺点是严重的,即气化段煤气混合稀释了干馏段煤气,也可以说是干馏段煤气混合稀释了气化段煤气,造成混合产物的分离及利用困难,也容易产生大量酚水污染环境。外热式干馏与内热式干馏相比传热慢,生产能力小,但针对固定床两段式煤气化而言,外热式干馏其优点也是显而易见的,其优点是下段煤气(气化段煤气)和上段煤气(干馏段煤气)基本不混合,这样可以分别处理下段煤气和上段煤气,分别加以利用。为了解决内热式干馏传热慢传热不均匀的问题,本发明一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,在煤气炉的干馏段采用复合外热式干馏方法,即采用下段煤气和至少一种外热干馏载热体提供干馏热量的办法,优选的外热干馏载热体为可燃物质的燃烧高温烟气,进一步优选可燃物质的燃烧高温烟气为净化后的干馏段煤气燃烧高温烟气。由于对两段式煤气炉的干馏段采用外热干馏,所以气化段的煤气和干馏段的煤气极少量混合,故两股气体可以分别采用不同的净化措施加以利用,并且上段干馏煤气冷却过程中不会出现大量的酚水严生。
在本发明一种复合外热固定床两段式煤气化的方法中,经过中低温(干馏终温900℃以下)间接换热干馏后的半焦由干馏段进入气化段,半焦在气化段的气化反应,可采用连续制气和循环制气的方法来进行,针对不同组分要求的化工合成原料气,可以采用不同的氧化剂和气化剂。具体气化方法详述如下:
当采用连续制气时:
当以富氧空气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得符合合成氨生产的原料气,其中以富氧空气为氧化剂会使下段气产生一些氮气和二氧化碳,以蒸汽为气化剂下段煤气含有较高的H2和CO有效气成份,控制富氧空气的氮含量,使下段气中的(H2+CO)/N2≈3,气体组分符合生产合成氨的需要。
当以氧气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气。该种方法下段煤气含有较高的H2和CO有效气成份,不含氮气,通过变换及脱碳的净化气体方法,可以适应生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气。当生产合成氨时,为了满足(H2+CO)/N2≈3生产合成要求,需要在后续工段补充N2。当生产甲醇时,控制(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.1,通过部分变换及脱碳工序完成气体比例的调整。
当以氧气为氧化剂,以二氧化碳为气化剂连续通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。该种方法下段煤气含有较高的CO有效气成份,可用于生产醋酸、甲酸、甲酸钠等化工产品。
连续制气时,气化段煤气离开气化段后和干馏段原料煤间接换热,对其提供干馏热量,不足热量采用外来热载体间接换热补充提供给干馏段原料煤。
当采用循环制气时:
循环制气是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气。或者是以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得可供生产醋酸、甲酸钠等富一氧化碳的原料气。
根据生产不同的化工产品其制气阶段次序也不同。由于生产合成氨的原料气中需要含有一定量的氮气,故生产甲醇、甲烷、氢气的原料气和生产合成氨的原料气制气次序不同。下面分别叙述:
以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨的原料气时,制气阶段按次序依次分为吹风、回收、上吹、下吹、二次上吹、吹净六个阶段。
吹风阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入吹风气废气处理装置,吹风气废气处理装置可以采用本发明人的中国专利(专利号ZL200810006652.0)固定床造气炉生产合成气节能减排的装置及方法中的三废共燃炉来处理。
回收阶段是指吹风阶段之后以空气、富氧空气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入气化段原料气气柜,回收阶段的目的是为了满足合成氨原料气氮含量的要求。以氧气作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,因为没有氮气可回收,故没有回收阶段,合成氨原料气中的氮气要在后工序直接补充空分制氧产生的氮气。
上吹是指用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到气化段原料气气柜。
下吹是指上吹阶段后用蒸汽作为气化剂自上而下通过气化段的半焦吸热反应过程。其反应气送到原料气气柜。下吹的目的是为了气化段高温区的集中稳定,同时减少上吹气化段煤气过多的显热带出,提高了冷煤气效率。
二次上吹同上吹,是指下吹阶段后用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到原料气气柜。二次上吹的目的是为了安全进行吹净做准备,此阶段是用蒸汽置换炉底空间,置换不彻底易导致煤气和氧化剂混合发生炉底爆炸。
吹净阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入气化段原料气气柜。吹净的目的是用来置换回收二次上吹过程积存在系统中的煤气。
下一个阶段又从吹风阶段开始重复循环。
以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产甲醇、甲烷、氢气的原料气时,制气阶段分为吹风、一次吹净、上吹、下吹、二次上吹、二次吹净六个阶段。
吹风阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入吹风气废气处理装置。
一次吹净是指吹风后用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其目的是置换吹风阶段积存在系统的吹风气。当以空气、富氧空气为氧化剂吹风蓄热生产甲醇、甲烷、氢气的原料气时,因其反应气含有较高的惰性氮气,故一次吹净反应气送入吹风气废气处理装置。当以氧气为氧化剂吹风蓄热生产甲醇、甲烷、氢气的原料气时,因其反应气不含惰性氮气,故无一次吹净阶段。
上吹是指用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到气化段原料气气柜。
下吹是指上吹阶段后用蒸汽作为气化剂自上而下通过气化段的半焦吸热反应过程。其反应气送到原料气气柜。下吹的目的是为了气化段高温区的集中稳定,同时减少上吹气化段煤气过多的显热带出,提高了冷煤气效率。
二次上吹同上吹,是指下吹阶段后用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到原料气气柜。二次上吹的目的是为了安全进行二次吹净做准备,此阶段是用蒸汽置换炉底空间,置换不彻底易导致煤气和氧化剂混合发生炉底爆炸。
二次吹净阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入气化段原料气气柜。二次吹净阶段的目的是置换回收二次上吹阶段积存在系统的气化煤气。
下一个阶段叉从吹风阶段开始重复循环。
以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得可供生产醋酸、甲酸钠等富一氧化碳的原料气时,其循环制气阶段同上面介绍的以蒸汽为气化剂,制气阶段也分为吹风、一次吹净、上吹、下吹、二次上吹、二次吹净。原理不再详述。
气化段不论采用连续制气还是循环制气的方法,其上行的气化段煤气都间接换热给干馏段原料煤。换热后的气化段煤气经过气化段除尘器除尘,然后再经过蒸汽过热器、废热锅炉回收显热,再经过洗气塔洗涤降温后送入气化段煤气气柜。由于气化段是气化剂和干馏后的半焦进行的气化反应,故气化段煤气基本不含焦油且甲烷含量极低,气化段煤气成份和无烟煤固定床间歇法煤气发生炉煤气基本一致,可以直接作为生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气使用。
干馏段原料煤经过间接干馏后产生干馏煤气,干馏段煤气经过干馏段除尘器除尘,然后经过电除焦油器捕集焦油,再经过冷却器冷却,然后去电除轻油器捕集轻油,经过引风机送入干馏段煤气气柜。干馏段煤气由于基本不含氮气,主要成分是甲烷和氢气,故其热值非常高,经过进一步净化后可以作为城市代用天然气使用。干馏段煤气由于热值高,也可以使用发电效率高的高热值燃气轮机发电。另外,干馏段煤气也可以经过甲烷的蒸汽重整反应产生H2和CO有效气成份,可以作为生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气使用,这样整个系统冷煤气效率也得到提高。
本发明提供的一种复合外热固定床两段式煤气炉,其技术原理是:原料煤经过锁气加煤装置进入干馏段炉体,在干馏段炉体内间接干馏成为半焦,干馏煤气经过干馏段煤气接口排出。干馏后的半焦落入气化段炉体内进行煤气化,气化完成产生的灰渣由炉栅破渣及炉底除灰装置排出煤气炉。气化段不论采用连续制气还是循环制气的方法,其上行的气化段煤气都经过干馏段炉体中心的中心管间接换热给干馏段原料煤,回收了气化段煤气的显热,上行的气化段煤气最后通过气化段煤气出口排出。燃料气经过干馏段的燃气燃烧器燃烧后,产生的高温烟气经过耐火砖砌体燃气通道,通过间接换热的形式对干馏段原料煤进行热量的提供。这样原料煤在干馏段经过两种外热间接干馏,干馏均匀彻底。
综上所述,本发明具有投资省、操作简单、无污染、综合煤气化效率高,制气成本低,适于新建或者对目前广泛运行的固定床间歇造气炉改造。本发明的有益效果为:
1、提取了原料非无烟煤中经济价值较高的焦油,可降低煤制气生产成本。
2、由于气化段煤气不直接干馏上段原料煤,故干馏气冷却时酚水产生量极少,易于处理不污染环境。
3、制得的下段气化段煤气有效气成份高,既适应生产合成氨作为原料气使用,也适应作为合成甲醇、甲烷的原料气。
4、制得的上段干馏段煤气甲烷含量高,氮气含量低,热值高,经初步净化后可以作为代用天然气使用及高热值燃气轮机发电,也可进一步净化处理后作为合成原料气使用,这样整个气化炉冷煤气效率高。
附图说明
附图1是为本发明的实施例连续制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图,其中有锁气给煤装置1、干馏段2、气化段3、干馏段除尘器4、电除焦油器5、冷却器6、电除轻油器7、引风机8、干馏段煤气气柜9、气化段除尘器10、废热锅炉11、洗气塔12、气化段煤气气柜13。
附图2是为本发明的实施例循环制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图,其中有锁气给煤装置1、干馏段2、气化段3、干馏段除尘器4、电除焦油器5、冷却器6、电除轻油器7、引风机8、干馏段煤气气柜9、气化段除尘器10、废热锅炉11、洗气塔12、气化段煤气气柜13、吹风气除尘器14、吹风气显热燃烧热回收工序15。
附图3是为本发明的实施例复合外热固定床两段式煤气炉结构示意图,其中有锁气加煤装置101、干馏段煤气接口102、干馏段耐火砖砌体103、环形煤气通道104、燃烧烟气出口105、环形废气通道106、燃气通道107、干馏段炉体108、中心管109、燃气燃烧器110、气化段炉体111、水夹套112、炉栅113、炉底除灰装置114、炉底气体接口115、气化段煤气出口116侧支管117、测温点118。
具体实施方式
一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:制气原料非无烟煤由锁气给煤装置控制进入固定床干馏段,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段,在气化段内氧化剂和气化剂与半焦进行连续气化或者循环气化,气化段气化产生的煤气经过气化煤气除尘器、余热锅炉、冷却洗涤塔送入气化段煤气气柜,干馏段产生的煤气经过干馏煤气除尘器、电除焦油器、冷却器、电除轻油器、引风机后送入干馏段煤气气柜。
所述的非无烟煤,是指不粘煤、弱粘煤、长焰煤、褐煤等高挥发份烟煤的块煤或其制作的型煤。
所述的外热干馏的热载体为气体热载体、液体载热体、固体热载体的任何一种或多种;所述的外热干馏的液体热载体为蒸汽、导热油、熔盐;所述的外热干馏的气体热载体为干馏段煤气或可燃物质的燃烧高温烟气。
所述的气化段连续制气,是以富氧空气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供合成氨生产的原料气;或以氧气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以氧气为氧化剂,以二氧化碳为气化剂连续通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。
所述的气化段循环制气,是以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。
一种复合外热固定床两段式煤气炉,包括锁气加煤装置101、干馏段炉体108、气化段炉体111、炉栅113、炉底除灰装置114,其特征是:锁气加煤装置101和干馏段炉体108相连,干馏段炉体108和气化段炉体111相连,气化段炉体111和炉底除灰装置114及炉栅113相连,炉底的中间连接炉底气体接口115,干馏段炉体108顶部连接干馏段煤气接口102,气化段炉体111周围有水夹套112;干馏段炉体内腔的中心有一个中心管109,中心管109的上端有若干个侧支管117,每个侧支管117通过环形煤气通道104汇总到一起连接气化段煤气出口116;干馏段炉体108侧壁设有耐火砖砌体103,干馏段炉体108侧壁中下部耐火砖砌体的中间按圆周均布若干个燃气通道107,每个燃气通道107的底部入口连接燃气燃烧器110,每个燃气通道内设置有若干个测温点118,若干个燃气通道107的顶部通过环形废气通道106汇总连接燃烧烟气出口105。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地的说明。
如图1所示,本发明的实施例连续制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图,制气原料非无烟煤由锁气给煤装置1控制进入固定床煤气化干馏段2,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段3,在气化段3内与底部通入的氧化剂和气化剂进行连续气化,气化段3气化产生的煤气离开气化段后和干馏段2原料煤间接换热,对其提供干馏热量,不足热量采用外来干馏热载体间接换热补充提供给干馏段2原料煤,换热后的气化段煤气经过气化段除尘器10除尘,然后经过废热锅炉11回收显热,再经过洗气塔12洗涤降温后送入气化段煤气气柜13。
干馏段2原料煤经过间接干馏后产生干馏煤气,干馏段煤气经过干馏段除尘器4除尘,然后经过电除焦油器5捕集焦油,再经过冷却器6冷却,然后去电除轻油器7捕集轻油,再经过引风机8送入干馏段煤气气柜9。
由于气化段是气化剂和干馏后的半焦进行的气化反应,故气化段煤气基本不含焦油且甲烷含量极低,气化段煤气成份和无烟煤固定床间歇法煤气发生炉煤气基本一致,可以直接作为生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气使用。
干馏段煤气由于基本不含氮气,主要成分是甲烷和氢气,故其热值非常高,经过进一步净化后可以作为城市代用天然气使用。干馏段煤气由于热值高,也可以使用发电效率高的高热值燃气轮机发电。另外,干馏段煤气也可以经过甲烷的蒸汽重整反应产生H2和CO有效气成份,可以作为生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气使用,这样整个系统冷煤气效率也得到提高。
所述的非无烟煤,是指不粘煤、弱粘煤、长焰煤、褐煤等高挥发份烟煤的块煤或其制作的型煤。
所述的外热干馏的热载体为气体热载体、液体载热体、固体热载体的任何一种或多种;所述的外热干馏的液体热载体为蒸汽、导热油、熔盐;所述的外热干馏的气体热载体为气化段煤气和可燃物质的燃烧高温烟气。当下段气化段煤气的显热不足以提供所需的干馏段热量时,采用可燃物质的燃烧高温烟气补充热量。可燃物质可以是干馏段煤气或其它可燃气体、可燃固体、可燃液体。
所述的气化段连续制气,是以富氧空气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得符合合成氨生产的原料气;或以氧气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以氧气为氧化剂,以二氧化碳为气化剂连续通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。富含一氧化碳的原料气可用于生产醋酸、甲酸、甲酸钠等化工产品。
如图2所示,本发明的实施例循环制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图
循环制气是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气。或者是以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得可供生产醋酸、甲酸钠等富一氧化碳的原料气。
制气原料非无烟煤由锁气给煤装置1控制进入固定床煤气化干馏段2,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段3,在气化段3内与底部通入的氧化剂和上下交替通入的气化剂进行循环气化。
当气化段3从底部通入氧化剂时,对气化段3内的半焦进行燃烧蓄热为气化阶段提供热量,气化段3产生的吹风气去吹风气除尘器14除尘,然后送入吹风气显热燃烧热回收工序15处理。当气化段3上下交替通入的气化剂进行循环气化时,可产生上行煤气和下行煤气,产生的上行煤气离开气化段后和干馏段2原料煤间接换热,对其提供干馏热量,不足热量采用外来干馏热载体间接换热补充提供给干馏段2原料煤,换热后的气化段煤气经过气化段除尘器10除尘,然后经过废热锅炉11回收显热,再经过洗气塔12洗涤降温后送入气化段煤气气柜13;产生的下行煤气离开气化段后经过气化段除尘器10除尘,然后经过废热锅炉11回收显热,再经过洗气塔12洗涤降温后送入气化段煤气气柜13。氧化剂、气化剂、气化段上行煤气、气化段下行煤气均通过电磁油压阀门按程序进行切换控制。
干馏段2原料煤经过间接干馏后产生干馏煤气,干馏段煤气经过干馏段除尘器4除尘,然后经过电除焦油器5捕集焦油,再经过冷却器6冷却,然后去电除轻油器7捕集轻油,再经过引风机8送入干馏段煤气气柜9。
根据生产不同的化工产品其制气阶段次序也不同。由于生产合成氨的原料气中需要含有一定量的氮气,故生产甲醇、甲烷、氢气的原料气和生产合成氨的原料气制气次序不同。下面分别叙述:
以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨的原料气时,制气阶段按次序依次分为吹风、回收、上吹、下吹、二次上吹、吹净六个阶段。
吹风阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入吹风气废气处理装置,吹风气废气处理装置可以采用本发明人的中国专利(专利号ZL200810006652.0)固定床造气炉生产合成气节能减排的装置及方法中的三废共燃炉来处理。
回收阶段是指吹风阶段之后以空气、富氧空气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入气化段原料气气柜,回收阶段的目的是为了满足合成氨原料气氮含量的要求。以氧气作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,因为没有氮气可回收,故没有回收阶段,合成氨原料气中的氮气要在后工序直接补充空分制氧产生的氮气。
上吹是指用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到气化段原料气气柜。
下吹是指上吹阶段后用蒸汽作为气化剂自上而下通过气化段的半焦吸热反应过程。其反应气送到原料气气柜。下吹的目的是为了气化段高温区的集中稳定,同时减少上吹气化段煤气过多的显热带出,提高了冷煤气效率。
二次上吹同上吹,是指下吹阶段后用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到原料气气柜。二次上吹的目的是为了安全进行吹净做准备,此阶段是用蒸汽置换炉底空间,置换不彻底易导致煤气和氧化剂混合发生炉底爆炸。
吹净阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入气化段原料气气柜。吹净的目的是用来置换回收二次上吹过程积存在系统中的煤气。
下一个阶段又从吹风阶段开始重复循环。
以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产甲醇、甲烷、氢气的原料气时,制气阶段分为吹风、一次吹净、上吹、下吹、二次上吹、二次吹净六个阶段。
吹风阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入吹风气废气处理装置。
一次吹净是指吹风后用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其目的是置换吹风阶段积存在系统的吹风气。当以空气、富氧空气为氧化剂吹风蓄热生产甲醇、甲烷、氢气的原料气时,因其反应气含有较高的惰性氮气,故一次吹净反应气送入吹风气废气处理装置。当以氧气为氧化剂吹风蓄热生产甲醇、甲烷、氢气的原料气时,因其反应气不含惰性氮气,故无一次吹净阶段。
上吹是指用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到气化段原料气气柜。
下吹是指上吹阶段后用蒸汽作为气化剂自上而下通过气化段的半焦吸热反应过程。其反应气送到原料气气柜。下吹的目的是为了气化段高温区的集中稳定,同时减少上吹气化段煤气过多的显热带出,提高了冷煤气效率。
二次上吹同上吹,是指下吹阶段后用蒸汽作为气化剂自下而上通过气化段的半焦吸热反应过程,其反应气送到原料气气柜。二次上吹的目的是为了安全进行二次吹净做准备,此阶段是用蒸汽置换炉底空间,置换不彻底易导致煤气和氧化剂混合发生炉底爆炸。
二次吹净阶段是指以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和气化段的半焦放热反应过程,其反应气送入气化段原料气气柜。二次吹净阶段的目的是置换回收二次上吹阶段积存在系统的气化煤气。
下一个阶段又从吹风阶段开始重复循环。
以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得可供生产醋酸、甲酸钠等富一氧化碳的原料气时,其循环制气阶段同上面介绍的以蒸汽为气化剂,制气阶段也分为吹风、一次吹净、上吹、下吹、二次上吹、二次吹净。原理不再详述。
如图3所示,本发明的实施例复合外热固定床两段式煤气炉,包括锁气加煤装置101、干馏段炉体108、气化段炉体111、炉栅113、炉底除灰装置114,其特征是:锁气加煤装置101和干馏段炉体108相连,干馏段炉体108和气化段炉体111相连,气化段炉体111和炉底除灰装置114及炉栅113相连,炉底的中间连接炉底气体接口115,干馏段炉体108顶部连接干馏段煤气接口102,气化段炉体111周围有水夹套112;干馏段炉体内腔的中心有一个中心管109,中心管109的上端有侧支管117,每个侧支管117通过环形煤气通道104汇总到一起连接气化段煤气出口116;干馏段炉体108侧壁设有耐火砖砌体103,干馏段炉体108侧壁中下部耐火砖砌体的中间按圆周均布若干个燃气通道107,每个燃气通道107的底部入口连接燃气燃烧器110,每个燃气通道内设置有若干个测温点118,若干个燃气通道107的顶部通过环形废气通道106汇总连接燃烧烟气出口105。
原料煤经过锁气加煤装置101进入干馏段炉体108,在干馏段炉体108内间接干馏成为半焦,干馏热量来源于中心管109中气化段煤气的显热以及燃气通道107中燃烧烟气的显热。
干馏煤气经过干馏段煤气接口102排出,进入干馏煤气净化工序。干馏后的半焦落入气化段炉体111内进行煤气化,气化完成产生的灰渣由炉栅113破渣及炉底除灰装置114排出。
气化段采用连续制气时,炉底气体接口115连接氧化剂和气化剂管道阀门;气化段采用循环制气时,炉底气体接口115连接氧化剂和下行煤气管道阀门。
气化段不论采用连续制气还是循环制气的方法,其上行的气化段煤气都经过干馏段炉体中心的中心管109间接换热给干馏段原料煤,回收了气化段煤气的显热,上行的气化段煤气最后通过气化段煤气出口116排出,进入气化段煤气显热回收及净化工序。燃料气经过干馏段的燃气燃烧器110燃烧后,产生的高温烟气经过耐火砖砌体燃气通道107,燃气通道107内的燃烧烟气不和气化段以及干馏段连通,只通过间接换热的形式对干馏段原料煤进行热量的提供。这样原料煤在干馏段经过两种外热间接干馏,不仅干馏均匀彻底,而且燃烧烟气不混合上段干馏煤气,提高了干馏煤气的利用价值。
为了更好地说明本发明而不是限制其保护范围,列出以下实施例:
实施例一
如图1所示,连续制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图,制气原料非无烟煤由锁气给煤装置1控制进入固定床煤气化干馏段2,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段3,在气化段3内与底部通入的氧化剂和气化剂进行连续气化,气化段3气化产生的煤气离开气化段后和干馏段2原料煤间接换热,对其提供干馏热量,不足热量采用外来干馏热载体间接换热补充提供给干馏段2原料煤,换热后的气化段煤气经过气化段除尘器10除尘,然后经过废热锅炉11回收显热,再经过洗气塔12洗涤降温后送入气化段煤气气柜13。干馏段2原料煤经过间接干馏后产生干馏煤气,干馏段煤气经过干馏段除尘器4除尘,然后经过电除焦油器5捕集焦油,再经过冷却器6冷却,然后去电除轻油器7捕集轻油,再经过引风机8送入干馏段煤气气柜9。
本实施例以富氧空气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得符合合成氨生产的原料气,由于气化段是气化剂和干馏后的半焦进行的气化反应,故气化段煤气基本不含焦油且甲烷含量极低,气化段煤气成份和无烟煤固定床间歇法煤气发生炉煤气基本一致,可以直接作为生产合成氨的原料气使用。
干馏段煤气由于基本不含氮气,主要成分是甲烷和氢气,故其热值非常高,经过进一步净化后可以作为城市代用天然气使用。干馏段煤气由于热值高,也可以使用发电效率高的高热值燃气轮机发电。另外,干馏段煤气也可以经过甲烷的蒸汽重整反应产生H2和CO有效气成份,可以作为生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气使用,这样整个系统冷煤气效率也得到提高。
实施例二
如图1所示,连续制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图。
本实施例以氧气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气,其余同实施例一。
实施例三
如图1所示,连续制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图。
本实施例以氧气为氧化剂,以二氧化碳为气化剂连续通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。富含一氧化碳的原料气可用于生产醋酸、甲酸、甲酸钠等化工产品,其余同实施例一。
实施例四
如图2所示,循环制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图。
制气原料非无烟煤由锁气给煤装置1控制进入固定床煤气化干馏段2,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段3,在气化段3内与底部通入的氧化剂和上下交替通入的气化剂进行循环气化。
当气化段3从底部通入氧化剂时,对气化段3内的半焦进行燃烧蓄热为气化阶段提供热量,气化段3产生的吹风气去吹风气除尘器14除尘,然后送入吹风气显热燃烧热回收工序15处理。当气化段3上下交替通入的气化剂进行循环气化时,可产生上行煤气和下行煤气,产生的上行煤气离开气化段后和干馏段2原料煤间接换热,对其提供干馏热量,不足热量采用外来干馏热载体间接换热补充提供给干馏段2原料煤,换热后的气化段煤气经过气化段除尘器10除尘,然后经过废热锅炉11回收显热,再经过洗气塔12洗涤降温后送入气化段煤气气柜13;产生的下行煤气离开气化段后经过气化段除尘器10除尘,然后经过废热锅炉11回收显热,再经过洗气塔12洗涤降温后送入气化段煤气气柜13。氧化剂、气化剂、气化段上行煤气、气化段下行煤气均通过电磁油压阀门按程序进行切换控制。
干馏段2原料煤经过间接干馏后产生干馏煤气,干馏段煤气经过干馏段除尘器4除尘,然后经过电除焦油器5捕集焦油,再经过冷却器6冷却,然后去电除轻油器7捕集轻油,再经过引风机8送入干馏段煤气气柜9。
本实施例以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨的原料气,制气阶段按次序依次分为吹风、回收、上吹、下吹、二次上吹、吹净六个阶段。
实施例五
如图2所示,循环制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图。
本实施例以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产甲醇、甲烷、氢气的原料气,制气阶段分为吹风、一次吹净、上吹、下吹、二次上吹、二次吹净六个阶段。其余同实施例四。
实施例六
如图2所示,循环制气复合外热固定床两段式煤气化的方法流程示意图。
本实施例以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得可供生产醋酸、甲酸钠等富一氧化碳的原料气,制气阶段分为吹风、一次吹净、上吹、下吹、二次上吹、二次吹净,其余同实施例四。
实施例七
如图3所示,复合外热固定床两段式煤气炉,包括锁气加煤装置101、干馏段炉体108、气化段炉体111、炉栅113、炉底除灰装置114。锁气加煤装置101和干馏段炉体108相连,干馏段炉体108和气化段炉体111相连,气化段炉体111和炉底除灰装置114及炉栅113相连,炉底的中间连接炉底气体接口115,干馏段炉体108顶部连接干馏段煤气接口102,气化段炉体111周围有水夹套112;干馏段炉体内腔的中心有一个中心管109,中心管109的上端有侧支管117,每个侧支管117通过环形煤气通道104汇总到一起连接气化段煤气出口116;干馏段炉体108侧壁设有耐火砖砌体103,干馏段炉体108侧壁中下部耐火砖砌体的中间按圆周均布若干个燃气通道107,每个燃气通道107的底部入口连接燃气燃烧器110,每个燃气通道内设置有若干个测温点118,若干个燃气通道107的顶部通过环形废气通道106汇总连接燃烧烟气出口105。
原料煤经过锁气加煤装置101进入干馏段炉体108,在干馏段炉体108内间接干馏成为半焦,干馏热量来源于中心管109中气化段煤气的显热以及燃气通道107中燃烧烟气的显热。
干馏煤气经过干馏段煤气接口102排出,进入干馏煤气净化工序。干馏后的半焦落入气化段炉体111内进行煤气化,气化完成产生的灰渣由炉栅113破渣及炉底除灰装置114排出。
本实施例气化段采用连续制气,炉底气体接口115连接氧化剂和气化剂管道阀门,上行的气化段煤气经过干馏段炉体中心的中心管109间接换热给干馏段原料煤,回收了气化段煤气的显热,上行的气化段煤气最后通过气化段煤气出口116排出,进入气化段煤气显热回收及净化工序。燃料气经过干馏段的燃气燃烧器110燃烧后,产生的高温烟气经过耐火砖砌体燃气通道107,燃气通道107内的燃烧烟气不和气化段以及干馏段连通,只通过间接换热的形式对干馏段原料煤进行热量的提供。这样原料煤在干馏段经过两种外热间接干馏,不仅干馏均匀彻底,而且燃烧烟气不混合上段干馏煤气,提高了干馏煤气的利用价值。
实施例八
如图3所示,复合外热固定床两段式煤气炉,包括锁气加煤装置101、干馏段炉体108、气化段炉体111、炉栅113、炉底除灰装置114,其特征是:锁气加煤装置101和干馏段炉体108相连,干馏段炉体108和气化段炉体111相连,气化段炉体111和炉底除灰装置114及炉栅113相连,炉底的中间连接炉底气体接口115,干馏段炉体108顶部连接干馏段煤气接口102,气化段炉体111周围有水夹套112;干馏段炉体内腔的中心有一个中心管109,中心管109的上端有侧支管117,每个侧支管117通过环形煤气通道104汇总到一起连接气化段煤气出口116;干馏段炉体108侧壁设有耐火砖砌体103,干馏段炉体108侧壁中下部耐火砖砌体的中间按圆周均布若干个燃气通道107,每个燃气通道107的底部入口连接燃气燃烧器110,每个燃气通道内设置有若干个测温点118,若干个燃气通道107的顶部通过环形废气通道106汇总连接燃烧烟气出口105。
原料煤经过锁气加煤装置101进入干馏段炉体108,在干馏段炉体108内间接干馏成为半焦,干馏热量来源于中心管109中气化段煤气的显热以及燃气通道107中燃烧烟气的显热。
干馏煤气经过干馏段煤气接口102排出,进入干馏煤气净化工序。干馏后的半焦落入气化段炉体111内进行煤气化,气化完成产生的灰渣由炉栅113破渣及炉底除灰装置114排出。
本实施例气化段采用循环制气,炉底气体接口115连接氧化剂和下行煤气管道阀门,上行的气化段煤气及吹风气都经过干馏段炉体中心的中心管109间接换热给干馏段原料煤,回收了气化段煤气及吹风气的显热。当气化段从底部通入氧化剂时,对气化段内的半焦进行燃烧蓄热为气化阶段提供热量,气化段产生的吹风气去吹风气除尘、显热燃烧热回收工序处理。当气化段从底部通入气化剂时,上行的气化段煤气最后通过气化段煤气出口116排出,进入气化段煤气显热回收及净化工序。
燃料气经过干馏段的燃气燃烧器110燃烧后,产生的高温烟气经过耐火砖砌体燃气通道107,燃气通道107内的燃烧烟气不和气化段以及干馏段连通,只通过间接换热的形式对干馏段原料煤进行热量的提供。这样原料煤在干馏段经过两种外热间接干馏,不仅干馏均匀彻底,而且燃烧烟气不混合上段干馏煤气,提高了干馏煤气的利用价值。

Claims (9)

1.一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:制气原料非无烟煤由锁气给煤装置控制进入固定床干馏段,在干馏段原料煤被外热干馏成为半焦,干馏终温900℃以下,炽热半焦然后进入气化段,在气化段内氧化剂和气化剂与半焦进行连续气化或者循环气化,气化段气化产生的煤气经过气化煤气除尘器、余热锅炉、冷却洗涤塔送入气化段煤气气柜,干馏段产生的煤气经过干馏煤气除尘器、电除焦油器、冷却器、电除轻油器、引风机后送入干馏段煤气气柜。
2.根据权利要求1所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:所述的非无烟煤为烟煤中的不粘煤、弱粘煤、长焰煤及褐煤的块煤或其制作的型煤。
3.根据权利要求1所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:所述的气化段连续制气,是以富氧空气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供合成氨生产的原料气;或以氧气为氧化剂,以蒸汽为气化剂连续通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以氧气为氧化剂,以二氧化碳为气化剂连续通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。
4.根据权利要求1所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:所述的气化段循环制气,是以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和蒸汽作为气化剂交替通过气化段制得可供生产合成氨、甲醇、甲烷、氢气的原料气;或以空气、富氧空气、氧气任何一种作为氧化剂和二氧化碳作为气化剂交替通过气化段制得富含一氧化碳的原料气。
5.根据权利要求1所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是:所述的外热干馏的热载体为气体热载体、液体载热体、固体热载体的任何一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是所述的外热干馏的气体热载体为气化段煤气和可燃物质的燃烧高温烟气。
7.根据权利要求6所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是所述的可燃物质为可燃气体、可燃固体、可燃液体的任何一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种复合外热固定床两段式煤气化的方法,其特征是所述的可燃气体为干馏段煤气。
9.一种复合外热固定床两段式煤气炉,包括锁气加煤装置(101)、干馏段炉体(108)、气化段炉体(111)、炉栅(113)、炉底除灰装置(114),其特征是:锁气加煤装置(101)和干馏段炉体(108)相连,干馏段炉体(108)和气化段炉体(111)相连,气化段炉体(111)和炉底除灰装置(114)及炉栅(113)相连,炉底的中间连接炉底气体接口(115),干馏段炉体(108)顶部连接干馏段煤气接口(102),气化段炉体(111)周围有水夹套(112);干馏段炉体内腔的中心有一个中心管(109),中心管(109)的上端有若干个侧支管(117),每个侧支管(117)通过环形煤气通道(104)汇总到一起连接气化段煤气出口(116);干馏段炉体(108)侧壁设有耐火砖砌体(103),干馏段炉体(108)侧壁中下部耐火砖砌体的中间按圆周均布若干个燃气通道(107),每个燃气通道(107)的底部入口连接燃气燃烧器(110),每个燃气通道内设置有若干个测温点(118),若干个燃气通道(107)的顶部通过环形废气通道(106)汇总连接燃烧烟气出口(105)。
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