[发明专利]一种煤炭气化冷却工艺方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于煤炭气化领域，具体为一种煤炭气化冷却工艺方法及装置。

背景技术

目前在我国工业煤气的生产中大都采用常压移动床或固定床气化技术，但是对煤的粒度与性质有严格要求，单炉生产能力较低，而且煤气中含有大量的N₂，造成煤气热值低，同时在煤气生产中伴生大量焦油和酚水，给净化煤气和环境保护带来很大困难。两段式煤气发生炉制气属于空气鼓风连续制气方式，炉体水夹套和废热换热器自产的低压蒸汽和鼓风空气混合组成的饱和气作为气化剂，饱和温度一般控制在55℃～65℃之间，经过干式止回阀从煤气炉底部风管经过炉栅进入气化炉内，在气化段内与逆向加入的原料煤所形成的热半焦发生气化反应生成热煤气，其中有近75％的热煤气经过中心钢管及环型炉墙内的通道导出，形成底煤气，其余约25％左右的热煤气直接对干馏段中的烟煤加热、干燥、干馏，与干馏煤气混合形成顶煤气。两段式煤气发生炉应用于煤炭气化领域后，煤炭气化冷却工艺方法及装置通常包括两段式煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、电捕轻油器、风冷器、间接冷却器，此种处理存在的缺陷和不足是，环境污染严重，能源消耗大，灰尘、酚水难以处理，给环境带来很大的压力。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的缺陷而提供一种煤炭气化冷却工艺方法及装置。该技术方案可以提高煤气质量，节能降耗，减少灰尘、酚水对环境的污染。

本发明的煤炭气化冷却装置的技术方案是，包括两段式煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、电捕轻油器、风冷器、间冷器，该装置按照煤炭气化冷却工艺顺序其相互的连接关系为：

(1)两段式煤气发生炉顶部出口与电捕焦油器入口连接，电捕焦油器出口与间冷器进口相连；

(2)两段式煤气发生炉底部出口与旋风除尘器入口连接，废热换热器入口连接旋风除尘器的出口，其出口与风冷器的入口连接，风冷器出口连接间冷器进口；

(3)间冷器出口与电捕轻油器相连；

(4)所述的连接为管道连接。

本发明的煤炭气化冷却装置的特点还有，所述的旋风除尘器采用内保温砖砌筑，排灰为水封式。

本发明的煤炭气化冷却工艺方法的步骤包括顶煤气处理步骤和底煤气处理步骤。所述的顶煤气处理步骤为：由两段式煤气发生炉顶部出口输出的顶煤气进入电捕焦油器，工作温度为90℃～150℃，脱除重质焦油，经初步脱焦油后的顶煤气接着进入间冷器，在间冷器内煤气被冷却至35℃～45℃，产生含有轻油的酚水混合物，轻油因比重轻于酚水而可被分层分离开，被间接冷却后的顶煤气再进入电捕轻油器，煤气中的轻焦油雾滴及灰尘被极化，汇集到极管管壁，自流至轻油池。所述的底煤气处理步骤为：由两段式煤气发生炉底部出口输出的底煤气进入旋风除尘器除尘，除尘后的煤气温度在450℃～550℃，继而进入废热换热器被回收煤气显热，所述的煤气进入废热换热器被回收煤气显热，在废热换热器换热管中采用下段煤气的显热处理产生的酚水。煤气温度降至180℃～220℃，再进入风冷器依靠自然风被冷却，温度降至65℃～80℃，进入间冷器，被循环冷却水间接冷却至35℃～45℃，与顶部煤气混合进入电捕轻油器，脱油、除尘到低压总管的冷净煤气经加压机加压，再经水雾捕滴器进一步脱除煤气中的水份后经过煤气管道进入窑炉。

本工艺方法的详细叙述为：

(1)顶煤气的产生

入炉的烟煤被气化段产生的热煤气加热，首先失去内外水分，工作温度为90℃～150℃，继而逐渐被干馏，工作温度为150℃～550℃，脱出挥发份，挥发份成分为焦油、轻焦油、烷烃类气体、酚及H₂、CO₂、CO、H₂O混合物，其中，焦油、轻焦油随顶煤气进入后续净化被脱除，而烷烃类及酚、H₂、CO₂、CO、H₂O等做为干馏煤气和气化段产生的部分发生炉煤气混合成为顶煤气。因为干馏煤气具有较高热值，因而，属于混合气的顶煤气热值一般可达到1650～1750大卡/Nm³，干馏产生的酚在净化冷却设备内逐渐被煤气中凝结的水溶解而形成酚水，酚类物属杂酚，以对苯二甲酚居多，酚水的浓度一般不超过5％，属有害有毒物质，需处理。

(2)顶煤气净化冷却处理过程