一种利用煤与天然气联合生产合成气的方法_3

文档序号:9343774阅读:来源:国知局
灰水通过冲洗水管道35进行补充。
[0088] 锁渣阀门39是采用的球阀结构。
[0089] 锁斗40中间为筒状结构,头部采用球形封头,底部为倒锥形结构,便于集、排渣。
[0090] F、粗合成气洗涤净化
[0091] 步骤D的粗合成气在对流废锅23中进行换热,粗合成气温度降至300~350°C,优 选地降低到320~340°C ;换热的粗合成气由换热粗合成气管道24送到除尘器25中除去 其中夹带的细灰,在除尘器25底部收集的细灰由细灰管道27排至外界,而除去细灰的粗合 成气通过粗煤气管道26送到洗涤塔28进行洗涤,再从洗涤塔28顶部通过净化合成气管道 29排出,得到所述的合成气;
[0092] 本发明使用的对流废锅23是目前市场上销售的产品,例如由哈尔滨锅炉厂有限 责任公司以商品名辐射对流换热器销售的产品。
[0093] 除尘器25是目前市场上销售的产品,例如由南方环保工程设备公司以商品名滤 筒除尘器销售的产品。
[0094] 洗涤塔28是目前市场上销售的产品,例如由苏州海陆重工股份有限公司以商品 名洗涤塔销售的产品。
[0095] G、含细灰水处理
[0096] 这个工序的具体情况参见附图3、附图4。
[0097] 在洗涤塔28底部收集的含细灰水通过黑水管道30、从复合反应器16的渣冷却收 集室21排出的含细灰水通过含细灰水管道41分别进入高温热水器42降压,在降压时逸出 的气体送到灰水换热器57或者回收热水塔60回收热量;经高温热水器42降压的浓缩含细 灰水进入低温热水器43再次进行降压,降压逸出的气体直接送到脱气水槽55作为热源;该 低温热水器43底部浓缩含细灰水与在步骤E收集的灰水送到负压蒸发器44进行降压;负 压蒸发器44逸出的气体通过负压冷凝器或冷凝器58降温冷却再送到负压分离器46分离 除去水分,接着送到抽气栗47与抽气栗分离器48分离除去水分,然后排空;让负压分离器 46分离的水与抽气栗分离器48分离的水流入储水槽52中;在负压蒸发器44底部浓缩含 细灰水经澄清槽给料栗49提压后进入澄清槽50 ;在澄清槽50内加入絮凝剂使细灰悬浮物 絮凝沉降,上部溢流水流入储水槽52 ;储水槽52中的灰水经灰水栗54提压后一部分送入 脱气水槽55, 一部分作为冲洗水,少部分外排;在脱气水槽55内,循环灰水中夹带的溶解气 体经加热后排空,同时在脱气水槽55内加入分散剂,以减轻换热器和灰水管道的结垢。
[0098] 本发明使用的高温热水器42、低温热水器43、负压蒸发器44、脱气水槽55等设备 都是本技术领域技术人员熟知的、在目前市场上销售的产品。
[0099] 本发明使用的絮凝剂可以是无机絮凝剂或有机高分子絮凝剂,它们都是目前市场 上销售的产品,例如由海乐尔公司以商品名聚丙烯酰胺销售的有机絮凝剂、由河南华明水 处理材料有限公司以商品名聚合氯化铝销售的无机絮凝剂。
[0100] 循环灰水经脱气水栗56提压后进入灰水换热器57或者回收热水塔60,与高温热 水器42逸出的气体进行换热,换热的灰水送到洗涤塔28循环使用;
[0101] 澄清槽50底部含灰量高的浓缩含细灰水经过滤机给料栗53提压进入真空带式过 滤机51将细灰与水分离,细灰收集后排出,分离出的水重新回到澄清槽50内。
[0102] 在本发明中,除特别指出的之外,所有化学元素、化合物含量等测定以及其它物理 参数测定都是根据相关国家标准、行业技术标准测定的,或者按照本技术领域技术人员熟 知测定方法测定的。
[0103] [有益效果]
[0104] 本发明具有下述的有益效果:
[0105] 1、由于本发明采用了与现有单一气化技术完全不同的联合气化方法,开启了煤、 天然气一体化综合开发利用的新模式,实现了不同工艺的优势互补,采用多级热回技术,收 提高了能量的利用效率,所以本发明的装置能耗大幅下降。目前,采用湿法气流床煤制甲醇 能耗约为48GJ/吨,采用天然气转化制甲醇能耗约为32GJ/吨,而采用本发明方法制备甲醇 综合能耗为35~38GJ/吨。在同等生产规模下,本发明方法与煤气化相比吨甲醇能耗低 20~27%,与煤气化及天然气转化算术平均能耗比吨甲醇能耗低8~16%。采用煤-天然 气联合气化比单一进行煤气化、天然气转化更加节能环保,因此本发明方法是一项节能环 保的新型气化技术。
[0106] 2、煤气化合成气氢碳比为0. 4~0. 8,天然气转化合成气氢碳比为3. 0~4. 2, 煤-天然气联合气化合成气氢碳比为1~2,而进行甲醇合成理论氢碳比为2,因此利用本 发明方法制取甲醇合成气比单一煤气化和天然气转化更具优势。
[0107] 3、采用本发明方法生产的合成气氢碳比在1~2,在进行合成甲醇时,无需进行变 换反应,或者最多需要将16%的有效气进行变化反应,采用煤气化则需要将22~38%的有 效气进行变化反应,采用天然气转化由于氢多,无法通过变换反应调节氢碳比,仍需从系统 外补充12. 5~20%的一氧化碳才能满足合成甲醇要求,从上面的数据可以看出采用本发 明方法生产合成甲醇原料气在变换工序较煤气化与天然气转化也有明显优势。
[0108] 总之,本发明采用联合气化方式,取长补短,实现煤和天然气综合转化,打破了传 统的煤化工和天然气化工单一转化模式,通过优化、创新和能源优化配置,实现了不同资源 的优势互补。煤和天然气联合转化既实现了热量互补,又有效弥补了煤气化中"碳多氢少" 和天然气转化中"氢多碳少"的不足,从而极大地降低生产能耗。从而,以较低成本与环境 友好地生产出具有高价值的能源与工业产品,实现循环经济的良性循环,为我国节能减排 作出重要贡献。 【【附图说明】】
[0109] 图1是原料气净化预热流程图;
[0110] 图2是煤-天然气联合气化流程图;
[0111] 图3是间接换热含细灰水处理流程图;
[0112] 图4是直接换热含细灰水处理流程图;
[0113] 图中:
[0114] 1-气化剂管道、2-气化剂加热器、3-热气化剂管道、4-天然气管道、5-天然气加热 器、6-热天然气管道、7-氧化锰脱硫槽、8- -级脱硫天然气管道、9-氧化锌脱硫槽、10-二级 脱硫天然气管道、11-混合气管道、12-磨机、13-料浆贮槽、14-高压料浆栗、15-三流道雾 化器、16-复合反应器、17-煤气化反应室、18- -段天然气转化器、19-上段天然气催化反应 管、20-下段天然气催化反应管、21-渣冷却收集室、22-合成气管道、23-对流废锅、24-换 热粗合成气管道、25-除尘器、26-粗煤气管道、27-细灰管道、28-洗涤塔、29-净化合成气 管道、30-黑水管道、31-喇叭状导气口、32-循环水栗、33- -段转化气管道、34-深度转化 器、35-冲洗水管道、36-深度转化气管道、37-上部气体喷嘴、38-下部气体喷嘴、39-锁渣阀 门、40-锁斗、41-含细灰水管道、42-高温热水器、43-低温热水器、44-负压蒸发器、45-气 水分离器、46-负压分离器、47-抽气栗、48-抽气栗分离器、49-澄清槽给料栗、50-澄清槽、 51-真空带式过滤机、52-储水槽、53-过滤机给料栗、54-灰水栗、55-脱气水槽、56-脱气水 栗、57-灰水换热器、58-负压冷凝器、59-灰水增压栗、60-回收热水塔。 【【具体实施方式】】
[0115] 通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
[0116] 实施例1 :本发明利用煤与天然气联合生产合成气
[0117] 该实施例的实施步骤如下:
[0118] 该实施例是按照附图1-3中描述的工艺流程实施的。
[0119] 气化料浆和天然气的投料比是Im3料浆为200Nm3天然气。所述原料煤发热量是 27070J/g,煤主要元素分析结果及天然气规格见下表1与表2。
[0120] 表1 :煤主要元素分析
[0125] 采用的操作条件如下:将神府煤破碎后与水、木质素磺酸钠添加剂水溶液混合物 送入磨机12制成料浆,将料浆送到料浆贮槽13,搅拌均匀后经高压料浆栗14送到煤气化反 应室17制取粗煤气,料浆消耗68719. 78kg/h,气化剂消耗27026. 37Nm3/h。料浆与气化剂 在操作压力6. 5MPa与反应温度1300°C的燃烧室内下进行剧烈的不完全燃烧反应,生成的 高温粗煤气、高温灰渣、未转化碳通过喇叭状导气口 31进入位于复合反应器16下部的一段 天然气转化器18中。
[0126] 来自空分系统5181. 46Nm3/h的氧气与3697. 14Nm3/h的饱和蒸汽经气化剂加热 器2升温至温度438°C,然后送到深度转化器34中。来自界区外11281. 49Nm3/h的天然气 经天然气加热器5加热至温度394. 5°C,再经过氧化锰脱硫槽7与氧化锌脱硫槽9二级脱 硫,将硫化氢脱除至以体积计彡0. lppm,然后与34102. 14Nm3/h饱和蒸汽混合,再次进入天 然气加热器5进行升温预热至温度450. 8°C,通过混合气管道11送往位于复合反应器16 下部的一段天然气转化室18,在上段天然气催化反应管19中在由四川天一科技股份有限 公司以商品名Z205型转化催化剂销售的初级催化剂的作用下,在下段天然气催化反应管 20中在由中国石油石油化工研究院以商品名PAN-Ol型转化催化剂销售的一段转化催化剂 的作用下,天然气与饱和蒸汽与利用高温合成气释放的热量实现转化反应,制备得到温度 686. 8°C、压力2. 6MPa的一段转化气。它的气体成分和流量是根据GB/T17132-1997进行 分析的,其分析结果列于表3:
[0127] 表3 :-段转化气成分和流量测定结果
[0129] -段天然气转化器18的转化气在出口处的温度是686. 8°C,压力是2. 6MPa,它通 过一段转化气管道33进入深度转化器34,与来自气化剂加热器2的温度为438°C与压力 为2. 7MPa的氧气/蒸汽混合气,在由四川天一科技股份有限公司以商品名Z204型转化催 化剂销售的深度转化催化剂作用下进行深度转化反应,经过深度转化后,转化气中的甲烷 含量低于< 〇. 5%
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