[发明专利]一种生产合成气的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于一种以煤为原料制备合成气的方法和装置，具体地说 涉及一种干煤粉常压气流床气化方法生产合成气的装置和方法。

背景技术

目前，煤气作为工业燃料气，广泛的应用于冶金、建材、机械等 行业。如在陶瓷、玻璃行业，虽然全世界都在推广优质燃料，如天然 气、石油等，但我国现阶段的能源结构还难以改变，主要原因是煤多、 油气少；另一方面，由于油价远远高于煤炭，若采用煤作燃料，燃料 成本可大大降低，所以，煤气仍是炉窑常用的一种燃料。

煤气是由煤和气化剂经过气化反应制成的。煤的气化反应是发生 在碳和载氧的气化剂(O₂、H₂O、CO₂)之间的一种不完全氧化反应。 目前成熟的煤气化技术按照化学工程特征可分为固定床、流化床和气 流床三种。而其中气流床气化炉具有单炉处理能力强、煤种适应性广、 碳转化率高和负荷调节性好等优点，代表了今后煤气化技术的发展方 向。煤的气化反应既可以在常压下进行，又可以在加压条件下进行， 加压气化技术是在常压技术基础上发展起来的第二代粉煤气化技术， 由于其单炉生产能力大、气化效率高、比煤耗和比氧耗较低等突出优 点，成为大型煤气化技术的首选，并广泛应用在大型煤化工和IGCC 发电项目中。但是冶金、建材、机械等行业内的多数企业一般需要的 燃料煤气量相对较少，且不需要煤气有太高的压力，同时希望煤气站 的投资相对较小，所以，投资相对较低的常压气化技术成为其首选技 术。

目前典型的常压气化技术有一段式固定床气化炉、二段式固定床 气化炉和K-T炉。固定床气化炉有煤种适应性差、单炉生产能力小、 煤气中有烃类、焦油和酚等、环境问题多等缺点，是落后的气化技术。 K-T炉是一种常压气流床气化技术，气化温度高，环境友好，但是由 于常压设备受尺寸影响，煤粉颗粒在气化炉内停留时间不足，碳转化 率低，飞灰含碳量高。

发明内容

针对目前已有常压气流床气化炉存在的碳转化率低，飞灰含碳量 高，单元制气能耗高的缺点，本发明的目的是提供一种生产合成气的 装置和方法，具有碳转化率高、成渣率高、气化效率高、投资和工程 造价低的特点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生产合成气的装置，包括磨煤机1，磨煤机1煤粉出口连接常 压粉仓2入口，常压粉仓2出口通过煤粉烧嘴4连接气化炉5，在常压粉 仓2和气化炉5连通的管路上连通有输送气体管路并设置有煤粉泵3， 气化炉5的反应区出口布置捕渣设备13，气化炉5的下渣口连通渣罐8， 气化炉5的合成气出口连通废热锅炉9入口，废热锅炉9出口连通干法 除尘器10入口，干法除尘器10合成器出口连通合成气下游用户，干法 除尘器10飞灰出口依次连通灰锁斗11、飞灰储罐12和飞灰再循环管道 14，飞灰再循环管道14出口连接常压粉仓2入口。

所述输送气体管路内的输送气体为氮气、二氧化碳或空气。

所述气化炉5为常压气流床气化炉，采用液态排渣方法，气化温 度高于灰熔点。

所述煤粉泵3后设置有螺旋给料器。

上述所述生产合成气的装置生产合成气的方法，包括如下步骤：

步骤(a)：原煤经过磨煤机1磨煤和干燥后，送入常压粉仓2；

步骤(b)：利用煤粉泵3，煤粉通过煤粉烧嘴4送入气化炉5内；

步骤(c)：水蒸气和氧气也通过煤粉烧嘴4进入气化炉5内，与煤 粉反应，生产合成气；

步骤(d)：反应过程产生的液态的灰颗粒通过气化炉水冷壁和捕 渣设备13捕集，从下渣口排至渣罐8，并排出界区；

步骤(e)：气化炉5生产的高温合成气携带部分灰颗粒进入废热 锅炉9，在废热锅炉9内降温后，进入干法除尘器10，合成气和灰分离；

步骤(f)：含碳飞灰经过灰锁斗11和飞灰储罐12，通过飞灰再循 环管道14输送至常压粉仓2，与煤粉混合后重新进入气化炉5内反应， 事故状态时，含碳飞灰直接外排。

所述磨煤机1内煤粉干燥水分满足煤粉泵3输送要求。

所述气化炉5的原料为干煤粉，或含碳和氢的固体物料；气化炉5 的气化剂为纯氧和蒸汽或富氧。

与现有技术相比，本发明的创新点是：