专利名称：一种气流床煤气化固态排渣方法
技术领域：
本发明属于煤气化技术领域，特别涉及一种固态排渣方式的煤气流床气化操作方法。
背景技术：
国内的能源资源结构以煤炭为主，煤炭中灰份高、灰熔点高、灰份和灰熔点都高的煤质占有一定的份额。先进的煤气化技术是公认的洁净煤单元技术，当使用这些作工业原料时，现有技术的煤气化方法，无论是采用干法进料还是湿法进料，都必须使气化炉的操作温度提高，使气化伴生的灰渣以液态方式排出，这种方法导致气化炉在高温条件下操作，原料煤和氧气的消耗比较高，气化炉内件、耐火材料等处于高温的运行状态，缩短了炉内件的使用寿命，不利于气化炉的长周期运转，且气化指标差，限制了这种煤在工业上的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固态排渣方式的气流床煤气化方法，以高灰份、高灰熔点、灰份和灰熔点均高的煤为气化原料时，采用固态排渣的方式，实现了气化炉在低于灰熔点温度下操作，原料煤和氧气的消耗低，气化指标较好，气化炉的内件使用寿命长，气化炉的运行周期延长。
本发明所采用的技术方案是，一种气流床煤气化固态排渣方法，具体包括以下步骤
a)原料煤以干粉形式通过输入装置喷入气化反应器，或磨制成料浆，通过料浆加压泵送入气化反应器；b)在气化反应器内通入气化剂，使原料煤和气化剂在气化反应器中进行反应，控制气化反应器的操作温度，使气化反应器的操作温度低于原料煤的灰熔点，生成以CO+H2为主要组成的粗煤气，未反应的炭和煤中的灰组成灰渣以固态方式排出气化反应器排渣口；c)将上述生成的粗煤气经冷却、除尘处理后送出界区，灰渣以固态方式被冷却后排出气化炉。
本发明的特点还在于，原料煤和气化剂以并流的方式经气化喷嘴进入气化反应器，在气化反应器内进行气化反应，反应的条件为温度1150～2150℃，压力0～15.0MPa。
气化反应器为气流床气化炉。
气化剂为氧—水蒸汽、富氧空气—水蒸汽或空气—水蒸汽。
本发明的方法，尤其适用于以高灰熔点煤或高灰分煤为原料的煤气化工艺，可使气化炉的操作温度大大降低，渣(灰)以固态方式排出，延长了其使用寿命，热量散失少，固态排渣(灰)方法对气化炉中耐火材料的等级要求不高，可使成本降低，另外也可省去破渣机，使高灰熔点、高灰份、或灰熔点和灰份均高在工业上得到更充分的利用。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明进行详细说明。
本气化工艺方法是将原料煤以干粉形式通过输送和计量装置喷入气流床气化炉，或磨制成料浆，通过料浆加压泵送入气化炉，气化剂同时通入气化炉内。气化剂可选择氧—水蒸汽、富氧空气—水蒸汽或空气—水蒸汽，使原料煤(料浆或干粉形式)和气化剂在气化反应器内进行剧烈的气化反应，反应的条件为温度1150～2150℃，压力0～15.0MPa的下进行气化反应；气化反应器的操作温度低于原料煤的灰熔点，生成以CO+H2为主要组成的粗煤气，未反应的炭和煤中的灰组成灰渣以固态方式从气化炉排灰系统被排出，粗煤气经冷却、除尘处理成合格气体后送出界区。
气化的原料可以是煤或其它含碳氢的固态燃料为主的料浆或干粉。
现有气化技术对气流床气化炉的操作条件要求是使气化炉的操作温度高于煤灰熔点80℃～150℃，灰渣以液态形式被排出。本发明的方法克服了现有技术的偏见，没有采用常规的气化炉操作温度高于煤灰熔点80℃～150℃的操作条件，而是采用控制气化炉操作温度低于煤的灰熔点，使渣(灰)以固态排出，尤其适用于灰熔点高、灰份高或是灰份和灰熔点都高的煤种的气化。该方法不仅使气化炉的操作温度大大降低，延长了炉内配件的使用寿命，而且热量散失少，另外固态排渣技术对气化炉中耐火材料的等级要求不高，所以也可降低运行成本。由于渣(灰)以固态方式被排出，气流床气化炉无须配置破渣机。
实施例对于国内某煤种，其灰分为22.5wt％，灰熔点1480℃，采用湿法进料技术，料浆浓度为64wt％，液态排渣气化技术，现有的气化炉无法正常操作，需添加助熔剂，加量为其灰分的50wt％，气化炉的温度操作达1420℃，可实现液态排渣，气化压力为4.0Mpa，粗煤气中有效气体(H2+CO)为77.43％，冷煤气为67.5％，生产1000Nm3(H2+CO)煤耗为768kg，生产1000Nm3(H2+CO)氧耗为432Nm3。同样以该煤种为原料，湿法进料技术，料浆浓度为64wt％，采用本发明的固态排渣气化方法，无需添加助熔剂，1350℃温度下操作，气化压力为4.0Mpa，粗煤气中有效气体(H2+CO)为79.33％，冷煤气为69.5％，生产1000Nm3(H2+CO)煤耗为735kg，生产1000Nm3(H2+CO)氧耗为420Nm3。
对于上述煤种采用干粉进料技术，液态排渣气化技术，气化炉的操作温度1600～1650℃，液态排渣，气化压力为3.0Mpa，粗煤气中有效气体(H2+CO)为86.54％，冷煤气为78.5％，生产1000Nm3(H2+CO)煤耗为668kg，生产1000Nm3(H2+CO)氧耗为358Nm3。同样以该煤种为原料，干法进料技术，采用本发明的固态排渣气化方法，1350℃温度下操作，气化压力为3.0Mpa，粗煤气中有效气体(H2+CO)为88.12％，冷煤气为79.8％，生产1000Nm3(H2+CO)煤耗为620kg，生产1000Nm3(H2+CO)氧耗为340Nm3。
可见，本发明的气流床煤气化固态排渣(灰)方法，对于煤气化装置，原料消耗较低，气化性能指标良好，同时可实现煤气化装置的长周期平稳经济运行。
权利要求
1.一种气流床煤气化固态排渣方法，其特征在于，具体包括以下步骤a)原料煤以干粉形式通过输入装置喷入气化反应器，或磨制成料浆，通过料浆加压泵送入气化反应器；b)在气化反应器内通入气化剂，使原料煤和气化剂在气化反应器中进行反应，控制气化反应器的操作温度，使气化反应器的操作温度低于原料煤的灰熔点，生成以CO+H2为主要组成的粗煤气，未反应的炭和煤中的灰组成灰渣以固态方式排出气化反应器排渣口；c)将上述生成的粗煤气经冷却、除尘处理后送出界区，灰渣以固态方式被冷却后排出气化炉。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原料煤和气化剂以并流的方式经气化喷嘴进入气化反应器，在气化反应器内进行气化反应，反应的条件为温度1150～2150℃，压力0～15.0MPa。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的气化反应器为气流床气化炉。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的气化剂为氧—水蒸汽、富氧空气—水蒸汽或空气—水蒸汽。
全文摘要
本发明公开了一种气流床煤气化固态排渣方法，其特点是控制气化炉的操作温度，使其低于煤的灰熔点。本发明的方法，克服了现有煤气化工艺常规的操作条件，尤其使用为工业原料时，使渣(灰)以固态排出，不仅使气化炉的操作温度大大降低，延长了其使用寿命，热量散失少，而且可使成本降低，气化炉无需配置破渣机，实现高灰熔点、高灰份、或灰熔点和灰份均高在煤气化装置得到更充分的利用，煤气化装置扩大了原料煤的使用范围。
文档编号C10J3/74GK101024781SQ20071001741
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者张勇, 门长贵, 贺根良, 郑化安, 徐红东, 徐宏伟, 薛薇, 李璞, 袁善录, 崔意华, 郑亚兰 申请人:西北化工研究院