2+Q (I)
[0053]二氧化碳和水蒸气被碳还原为一氧化碳和氢气的反应，主要反应有:
[0054]C02+C—C0-Q (2)
[0055]C+H2O^CO+H2-Q (3)
[0056]2H20+C^C02+H2-Q (4)
[0057]其中:“+Q”表示该化学反应放出热量，“-Q”表示该化学反应吸收热量。
[0058]经过气化反应后，煤粉中的可燃物燃烧形成以出和⑶为主要成分的粗煤气，而煤粉中的矿物成分则形成炉渣;即气化反应后，生成熔融态的粗煤气和炉渣的混合物。
[0059]S103、采用激冷介质对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，得到分离的粗煤气和炉渣；
[0060]气化反应生成的粗煤气的温度大约是1500°C，并且该粗煤气中含有大量的灰尘颗粒，若不降低粗煤气的温度，粗煤气的温度高于粗煤气中灰尘颗粒的熔点，灰尘颗粒处于熔融状态，在后续的粗煤气处理过程中，熔融状态的灰尘颗粒将粘结在处理设备上，造成处理设备受热面结焦，因此，要对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，以降低粗煤气的温度。
[0061]具体地，气化反应形成的熔融态的粗煤气和炉渣的混合物在重力的作用下，向下移动，进入激冷单元，激冷单元通过激冷喷孔，将冷却的气体或液体喷入到激冷单元，冷却的气体或液体与熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行热量交换，热量从高温物体传递到低温物体，即热量从熔融态的粗煤气和炉渣的混合物传递到冷却的气体或液体，随着温度的降低，粗煤气与炉渣逐渐分离，炉渣在重力的作用下向下移动进入炉渣收集系统，而粗煤气的温度也相应地降低到粗煤气中灰尘颗粒的熔点之下，避免了在后续的处理过程中，粗煤气中的灰尘颗粒因熔化而粘接在处理设备上。
[0062]通过激冷处理后，粗煤气的温度变为1200°C。
[0063]S104、逐级回收粗煤气中的热量，产生过热蒸汽和饱和蒸汽，并得到降温后的粗煤气；
[0064]经过激冷处理后，粗煤气的温度降低到1200°C，为避免造成能量的浪费，逐级回收粗煤气中的热量，例如，通过多级换热器逐级回收粗煤气中的热量，使热量从温度较高的粗煤气传递到换热器水冷壁管内的水，以产生过热蒸汽和饱和蒸汽，并得到降温后的粗煤气。具体地，在开始的几级换热器中，粗煤气首先与换热器水冷壁管内的水以辐射换热方式进行热量传递，产生中压饱和蒸汽(压力约I?4MpaG)，此后，该中压饱和蒸汽进入到后面的换热器中，与此处的换热器中的粗煤气以对流换热的方式进行热量传递，吸收粗煤气显热，转变为过热蒸汽;此时，粗煤气与水进行完热量交换后，温度变为380°C，之后，再进入多级换热器，得到降温后的粗煤气及低压饱和蒸汽(压力约0.5?IMpaG)，该降温后的粗煤气的温度为220°C左右。该过程产生的过热蒸汽和饱和蒸汽将用于系统伴热、外送用户等。
[0065]通过逐级回收粗煤气中的热量，提高了热量的有效利用率，避免了能量的浪费。
[0066]S105、除去降温后的粗煤气中的灰尘颗粒，并通过煤气冷却器再次回收降温后的粗煤气中的热量，得到冷却的粗煤气；
[0067]具体地，通过干湿式组合除尘单元，除去降温后的粗煤气中的灰尘颗粒。
[0068]例如，干湿式组合除尘单元包括除尘器、煤气冷却器、文丘里洗涤器及洗涤塔，除尘器中设置有除尘过滤用的过滤装置，该过滤装置可以为滤芯或者滤袋。降温后的粗煤气首先进入到除尘器中，当降温后的粗煤气进入到除尘器中后，降温后的粗煤气顺利通过过滤装置进入下一步骤，而降温后的粗煤气中的灰尘颗粒则被相应地过滤装置过滤下来，最后沉降到除尘器下锥部被收集起来。
[0069]经过除尘器后，降温后的粗煤气中的99.9%的灰尘颗粒被去除，此时，粗煤气的温度为220°C左右，为避免能量的浪费，将降温后的粗煤气通入到煤气冷却器中，通过煤气冷却器进一步回收降温后的粗煤气中的热量。具体地，煤气冷却器利用该温度为220°C的降温后的粗煤气的余热，来加热清洁煤气制备系统内的中低压汽包中的补水。降温后的粗煤气经过煤气冷却器后，得到冷却的粗煤气，该冷却的粗煤气的温度为100°C左右，相应地，中低压汽包内补水的温度由常温上升到105 °C左右。
[0070]最后，将冷却的粗煤气依次通入文丘里洗涤器及洗涤塔，冷却的粗煤气进入文丘里洗涤器后，与一部分洗涤水预混洗涤，之后再进入洗涤塔底部，此时，冷却的粗煤气在洗涤塔内自下而上逆流与洗涤水接触洗涤，以除去冷却的粗煤气中的灰尘颗粒，经过该过程后，含尘的洗涤水自洗涤塔底部排出，而冷却的粗煤气则从洗涤塔顶部出去进入下一步骤。
[0071]本实施例提供的清洁煤气制备方法，通过在该步骤中采用煤气冷却器再次回收降温后的粗煤气中的热量，并将回收的热量用来为清洁煤气制备系统内的中低压汽包中的补水加热，避免了热量的浪费，提高了能源的利用率。
[0072]S106、脱除冷却的粗煤气中的杂质硫，形成清洁煤气。
[0073]根据国标大气污染物综合排放标准，煤气作为燃料和煤化工的原料时，要求终端二氧化硫排放浓度小于550mg/m3，若硫含量太高会污染环境、腐蚀设备，因此，要脱除冷却的粗煤气中的杂质硫。
[0074]煤粉在常低压煤气发生炉内发生气化反应后，煤粉中80%?85 %的硫转化为H2S的形式进入到粗煤气中，可以采用现有技术中的脱硫方法脱除冷却的粗煤气中的杂质硫，使冷却的粗煤气中H2S的含量降低到低于20mg/Nm3，形成清洁煤气。例如:可以采用湿法脱硫，应用能够与H2S反应的脱硫液与冷却的粗煤气直接接触，让H2S溶解在脱硫液中，冷却的粗煤气经过脱硫液后，形成清洁煤气，进入下一工序。
[0075]本实施例提供的清洁煤气制备方法，通过使煤粉与气化剂在常低压煤气发生炉内发生气化反应，能够减小清洁煤气制备系统的规模，使得本实施例提供的清洁煤气制备方法能够应用于中小型煤化工企业。并且，通过逐级回收粗煤气中的热量，能够提高热量的利用率，避免热量的浪费。此外，通过煤气冷却器再次回收降温后的粗煤气中的热量，能够进一步避免热量的浪费，提高能源的利用率。
[0076]实施例二
[0077]图2为本发明实施例二提供的清洁煤气制备方法的流程图，如图2所示，本实施例提供的清洁煤气制备方法，在将煤粉加压输送至常低压煤气发生炉之前，还包括:
[0078]将原煤制备为煤粉；
[0079]在采用激冷介质对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，得到分离的粗煤气和炉渣之后，还包括:
[0080]收集炉渣，并将收集到的炉渣定期排出；
[0081 ]具体地，在将煤粉加压输送至常低压煤气发生炉之前，可以通过破碎、研磨、干燥、过滤等步骤，将原煤制备为煤粉，该煤粉的含水量低于2%，并且90% (质量百分比)以上的煤粉颗粒的粒径小于100微米。在采用激冷介质对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，得到分离的粗煤气和炉渣之后，收集炉渣，并将收集到的炉渣定期排出，收集到的炉渣可以用作建材原料，可以用作烧制砖的原料。
[0082]本实施例提供的清洁煤气制备方法，将炉渣收集起来，并将收集到的炉渣定期排出。收集到的炉渣用作建材原料或烧制转的原料，避免因炉渣堆积造成环境污染及资源浪费。
[0083]进一步地，本实施例提供的清洁煤气制备方法，气化反应在常压?1.0Mpa的压力条件下进行。现有的气流床气化技术中，煤气化反应发生的压力一般为2.5?4.0Mpa，煤气化技术的规模相应的较大，不适合应用于中小型企业。
[0084]本实施例，通过使气化反应在常压?1.0Mpa的压力条件下进行，能够减小清洁煤气制备系统的规模，使得本实施例提供的清洁煤气制备方法能够应用于中小型煤气化企业中。
[0085]进一步地，本实施例提供的清洁煤气制备方法，采用激冷介质对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，得到分离的粗煤气和炉渣，包括:
[0086]采用水蒸气、水、循环煤气的其中之一对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，得到分离的粗煤气和炉渣。
[0087]当采用水蒸气对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理时，能够使常低压煤气发生炉内的水蒸气的浓度增加，对于反应c+h2o—co+h2-q，
[0088]由于水蒸气的浓度增加，能够使得该反应的反应平衡向右移动，有利于提高碳的转化率以及粗煤气中O^PH2的含量。
[0089]本实施例提供的清洁煤气制备方法，通过采用水蒸气对熔融态的粗煤气和炉渣的混合物进行激冷处理，能够增加常低压煤气发生炉内水蒸气的浓度，使气化反应C+H20—C0+H2-Q的反应平衡向右移动，提高碳的转化率及粗煤气中CO和出的含量。
[0090]进一步地，本实施例提供的清洁煤气制备方法，逐级回收粗煤气中的热量，产生过热蒸汽和饱和蒸汽，并得到降温后的粗煤气，包括:
[0091]采用烟道式与管壳式组合结构形式的串联或并联的多级换热器逐级回收粗煤气中的热量，产生过热蒸汽和饱和蒸汽，并得到降温后的粗煤气。