[发明专利]一种固定床煤气发生炉的常压无酚方法

说明书

技术领域

本发明属于煤气发生领域，具体为一种固定床煤气发生炉的常压无酚方法。

背景技术

目前普遍采用的煤气发生炉的工艺方法为发生在煤气发生炉中的干馏段工艺步骤以及气化段工艺步骤两大步，该步骤的详细情况为当含有大量挥发份的原料煤从炉顶布煤器加入后，与在干馏段与气化段产生的热煤气的一部分逆向接触，受热而失去水分，进而脱去挥发份。煤料在干馏段脱除挥发份后，成为低温干馏半焦进入气化段，它们在气化段中与蒸汽、空气逆流接触，所有的碳几乎完全气化，最后灰渣从气化炉底排出。该工艺方法存在的缺点为产生的煤气水分含量高，煤气中的水分来源于燃料低温干馏热解水、燃料中的水分及蒸汽未分解部分。在后处理过程中由于冷却作用，使得工艺中产生的酚溶于水形成酚水，增加了煤气处理的的难度，后续的净化冷却工艺繁琐，生产成本高，并对环境不利，并且占地面积大，30％的站内面积为冷却水池，煤气中含水量高，煤气热值低。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种固定床煤气发生炉的常压无酚方法，该工艺方法使得原料煤中的95％的水分在进入煤气发生炉前就被高温去除，最后生成煤气的含水量大大降低，从而显著减少酚水的生成量。

本发明的煤气发生炉的工艺步骤为：

(1)原料煤的干燥步骤

上煤小车将原料煤装入单钟罩加煤箱，然后原料煤进入到煤炭热风烘干炉内，煤炭热风烘干炉内的原料煤与煤气净化冷却工艺中超速导向交换器放热段被加热的50～300℃的空气接触，在下降过程中被慢慢加热，到达110℃左右时煤炭中的表面水分和吸收水分被完全脱去，只有极少部分的化合水分残留，烘干后的煤炭最后从下部煤炭出口落出进入上煤斗。

(2)干馏段工艺步骤

干燥后的原料煤从上煤斗通过炉顶布煤器加入到煤气发生炉内，进入干馏段，在干馏段与气化段产生的一部分热煤气逆向接触，温度达到90～150℃，受热而失去剩余化合水分，进而逐渐被干馏脱除挥发份，温度达到150～550℃，挥发份成分为焦油、烷烃类气体、酚及H₂、CO₂、CO、H₂O等的混合物，烷烃类气体及H₂、CO₂、CO类做为干馏煤气和气化段产生的部分发生炉煤气混合成为上段煤气，也即顶煤气，其中，焦油、轻焦油随顶煤气进入后续净化程序被脱除。

由于上升热气体的量可由下段煤气出口调节阀加以控制，再加干馏段较高达6-7.5m，因此可维持干馏过程缓慢进行，时间为20-24小时。干馏生成的焦油和油品，不再产生裂解或聚合，故此种焦油的流动性好，轻质组分多，而沥青及游离碳含量低。

(3)气化段工艺步骤

原料煤在干馏段被底部煤气干馏后，形成半焦进入气化段，气化段产生的一部分煤气，通过耐火砖的煤气通道和上段炉体的中心管，在下段煤气出口汇集成为下段煤气，也即底部煤气，半焦的挥发份一般为3～5％。半焦因脱去煤中的活性组份，气化活性比烟煤有所降低，其气化强度一般可达270～350Kg/m²·h，两段式气化炉气化火层的温度一般为1000～1300℃。

半焦与蒸汽或空气混合气发生以下反应：

C+O₂＝CO₂+408840千焦/千摩尔

C+1/2O₂＝CO+123217千焦/千摩尔

CO₂+C＝2CO-162405千焦/千摩尔

C+H₂O＝CO+H₂-118821千焦/千摩尔

C+2H₂O＝CO₂+2H₂-75237千焦/千摩尔

底部煤气为完全气化煤气，几乎不含焦油。但含少量灰尘，其热值一般为1200～1300大卡/Nm³。根据气化原理，炉温高火层厚，煤气热值也提高，反之亦然。