一种流化床气化工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种流化床气化工艺，其包括如下步骤：首先需要对原煤进行粉碎获得粒径分布不同的粉煤，一种粉煤粒径为3-4mm，另一种粉煤粒径为7-8mm，后续进行活性剂对粉煤的处理，后续对粉煤混合后进行流化床气化处理。本发明所述的工艺可以大幅提高原料的使用程度、活化其性能，保证原煤的使用率即碳转化率，降低煤气中带出物碳含量都起到了积极的作用；另外，本发明所述的流化床气化工艺得到的粗煤气中没有检出S，降低了后续脱硫的成本。
【专利说明】一种流化床气化工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种流化床气化工艺，属于气化【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 流化床是利用气力实现颗粒悬浮的床体。具体来讲，是指当流体通过床层的速度 逐渐提高到某值时，颗粒开始出现松动，颗粒间的间距增大从而导致床层体积出现膨胀。进 一步提高流体速度后床层将不能维持固定床状态，此时，颗粒全部悬浮于流体中运动。随着 流体速度的进一步提高，颗粒的运动状态更加活跃，床层的膨胀度也随之增大，但是流化床 在增加流体速度的同时，对流体速度有着严格的要求，即流体速度必须保证颗粒在被流体 带动悬浮的同时仍需保持在床层内而不能被流体带出。
[0003] 气化工艺是煤有效利用的一种方式，该工艺主要是指利用气化的方法将煤原料转 化为合成气的过程。通过气化工艺的选择，可以有效地利用品质较低的煤种，从而得到各种 有价值的中质和重质煤焦油、轻质组分、粗酚等多种副产物。常用的气化工艺包括固定床气 化和气流床气化，随着技术的发展越来越多地研究朝向流化床气化进行发展。
[0004] 流化床气化又被称为沸腾床气化，该工艺大多采用粒径小于6mm的粉煤作为原 料，以水蒸汽与纯氧作为气化剂，气化剂同时兼任流化介质，从而获得合成气。
[0005] 虽然近年来流化床气化技术有了较大发展,但仍然存在产出煤气中带出物碳含量 高、煤气中有效成分低的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中的流化床气化工艺的产出煤气中带出 物碳含量高、煤气中有效成分低的问题，进而提供一种产出煤气中带出物碳含量低、煤气中 有效成分高的流化床气化工艺。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0008] 一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0009] (1)对原煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待用；
[0010](2)对原煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8_的粉煤待用；
[0011] (3)分别向步骤（1)和步骤（2)中获得的粉煤喷洒活性剂，所述活性剂为H3BO3A 溶液和MgCl2水溶液或CaCl2水溶液的混合液；
[0012] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别进行干燥；
[0013] (5)利用气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥后的粒径 为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0014] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在650-750摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤 在气化炉内部的粉煤悬浮；
[0015] (7)控制气化反应温度为950-1100摄氏度，反应生成粗煤气。
[0016] 所述粒径为3-4的粉煤和所述粒径为7-8mm的粉煤的质量比为（2-4) : (6-8)。
[0017] 所述活性剂中H3BO3和MgCl2或CaCl2的质量与所述粉煤的质量比为（1-2) : 30。
[0018]所述H3BO3水溶液和MgCl2水溶液或CaCl2水溶液的浓度为50_70wt%，在所述活 性剂中，驶03和1%(：12或〇&(：1 2的质量比为（1:1.784)-(1:1.084)。
[0019]所述活性剂中，H3BO3和MgCl2或CaCl2的质量比为2 : 3。
[0020] 所述步骤（4)中的干燥温度为50-70摄氏度，干燥时间为至少lh。
[0021] 在所述步骤（6)中，对所述气化剂进行升温处理使其温度保持在700-710摄氏度。
[0022] 所述粗煤气经旋风分离、换热、布袋除尘处理后排出。
[0023] 所述煤为褐煤、烟煤、无烟煤中的任意一种或几种。
[0024] 所述气化剂为氧气、水蒸气或氧气与水蒸气的混合物。
[0025] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0026] 本发明所述的流化床气化工艺，首先需要对原煤进行两种不同的处理，这两种不 同的处理重点在于获得粒径分布不同的粉煤，一种粉煤粒径为3-4_，另一种粉煤粒径为 7-8_，未来混合后可以实现两种粉煤在可几分布的作用下实现了悬浮状态下的相互摩擦 反应，可以提高其反应的充分程度；另一方面，本发明所述的工艺还需要对上述粉煤在混合 前进行活化处理，本发明选择了活性剂喷洒处理，其中对于活性剂的选择为H3BO3水溶液和 MgCl2水溶液或CaCl2水溶液的混合液，通过上述活性剂的选择可以进一步提高原料的使用 程度、活化其性能，保证原煤的使用率即碳转化率，降低了煤气中带出物碳含量；此外，本发 明还进一步限定了实现对粉煤进行悬浮处理的气化剂的温度，实现了气化剂对粉煤颗粒的 悬浮保护，使其先适应了温度的循序升温，进一步提高了原煤C的保护和利用，对提高原料 的使用程度、活化其性能，保证原煤的使用率即碳转化率，降低煤气中带出物碳含量都起到 了积极的作用；另外，本发明所述的流化床气化工艺得到的粗煤气中没有检出S。
【具体实施方式】
[0027] 实施例1
[0028] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0029] (1)取褐煤为原料，对褐煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0030] (2)对褐煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8mm的粉煤待用；
[0031] (3)取步骤⑴中获得的粉煤12. 5kg，取步骤⑵中的粉煤50kg，向上述粉煤中分 别喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为5〇Wt%的H3BO3水溶液（含H3BO3Ikg)和6〇Wt%的水溶 液（含MgCl2L083kg)的混合液；
[0032] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在50摄氏度干燥Ih;
[0033] (5)选择氧气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥后 的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0034] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在650摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0035] (7)控制气化反应温度为950摄氏度，反应生成粗煤气。
[0036] 实施例2
[0037] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0038] (1)取褐煤为原料，对褐煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0039] (2)对褐煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7_8mm的粉煤待用；
[0040] (3)取步骤⑴中获得的粉煤25kg，取步骤⑵中的粉煤50kg，向上述粉煤中分别 喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为50被％的H3BO3水溶液（含H3B032kg)和6〇Wt%的CaCl2 水溶液（含CaCl23kg)的混合液；
[0041] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在60摄氏度干燥2. 5h;
[0042] (5)选择水蒸气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥 后的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0043] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在700摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0044] (7)控制气化反应温度为1000摄氏度，反应生成粗煤气。
[0045] 实施例3
[0046] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0047] (1)取褐煤为原料，对褐煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0048] (2)对褐煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8_的粉煤待用；
[0049] (3)取步骤⑴中获得的粉煤30kg，取步骤⑵中的粉煤50kg，向上述粉煤中分别 喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为60wt%的H3BO3水溶液（含H3BO3Ikg)和50wt%的MgCl2 水溶液（含MgCl2L67kg)的混合液；
[0050] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在60摄氏度干燥2. 5h;
[0051] (5)选择氧气和水蒸气的混合物为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经 活性剂处理、干燥后的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床 气化炉中；
[0052](6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在680摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0053] (7)控制气化反应温度为1050摄氏度，反应生成粗煤气。
[0054] 实施例4
[0055] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0056] (1)取褐煤为原料，对褐煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3-4mm的粉煤待 用；
[0057] (2)对褐煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7_8mm的粉煤待用；
[0058] (3)取步骤（1)中获得的粉煤33· 5kg，取步骤（2)中的粉煤5〇kg，向上述粉煤中 分别喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为7〇Wt%的H3BO3水溶液（含H3B032kg)和7〇Wt%的 CaCl2水溶液（含CaCl23. 567kg)的混合液；
[0059] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在70摄氏度干燥5h;
[0060] (5)选择氧气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥后 的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0061] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在750摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0062] (7)控制气化反应温度为1100摄氏度，反应生成粗煤气。
[0063] 实施例5
[0064] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0065] (1)取褐煤为原料，对褐煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0066] (2)对褐煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7_8mm的粉煤待用；
[0067] (3)取步骤（1)中获得的粉煤33. 5kg，取步骤（2)中的粉煤50kg，向上述粉煤中 分别喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为7〇Wt%的H3BO3水溶液（含H3B032kg)和7〇Wt%的CaCl2水溶液（含CaCl23. 567kg)的混合液；
[0068] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在70摄氏度干燥5h;
[0069] (5)选择水蒸气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥 后的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0070] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在710摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0071] (7)控制气化反应温度为1100摄氏度，反应生成粗煤气。
[0072] 实施例6
[0073] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0074] (1)取烟煤为原料，对烟煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0075] (2)对烟煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8_的粉煤待用；
[0076] (3)取步骤（1)中获得的粉煤12. 5kg，取步骤（2)中的粉煤50kg，向上述粉煤中分 别喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为5〇Wt%的H3BO3水溶液（含H3BO3Ikg)和6〇Wt%的水溶 液（含MgCl2L083kg)的混合液；
[0077] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在50摄氏度干燥Ih;
[0078] (5)选择氧气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥后 的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0079] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在650摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0080] (7)控制气化反应温度为950摄氏度，反应生成粗煤气。
[0081] 实施例7
[0082] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0083] (1)取烟煤为原料，对烟煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0084] (2)对烟煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7_8mm的粉煤待用；
[0085] (3)取步骤⑴中获得的粉煤25kg，取步骤⑵中的粉煤50kg，向上述粉煤中分别 喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为50被％的H3BO3水溶液（含H3B032kg)和6〇Wt%的CaCl2 水溶液（含CaCl23kg)的混合液；
[0086] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在60摄氏度干燥2. 5h ;
[0087] (5)选择水蒸气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥 后的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0088] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在700摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0089] (7)控制气化反应温度为1000摄氏度，反应生成粗煤气。
[0090] 实施例8
[0091] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0092] (1)取烟煤为原料，对烟煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3_4mm的粉煤待 用；
[0093] (2)对烟煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7_8mm的粉煤待用；
[0094] (3)取步骤（1)中获得的粉煤30kg，取步骤（2)中的粉煤50kg，向上述粉煤中分别 喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为60wt%的H3BO3水溶液（含H3BO3Ikg)和50wt%的MgCl2 水溶液（含MgCl2L67kg)的混合液；
[0095] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在60摄氏度干燥2. 5h;
[0096] (5)选择氧气和水蒸气的混合物为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经 活性剂处理、干燥后的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床 气化炉中；
[0097] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在680摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0098] (7)控制气化反应温度为1050摄氏度，反应生成粗煤气。
[0099] 实施例9
[0100] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0101] (1)取烟煤为原料，对烟煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3-4mm的粉煤待 用；
[0102] (2)对烟煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8mm的粉煤待用；
[0103] (3)取步骤（1)中获得的粉煤33. 5kg，取步骤（2)中的粉煤50kg，向上述粉煤中 分别喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为7〇Wt%的H3BO3水溶液（含H3B032kg)和7〇Wt%的 CaCl2水溶液（含CaCl23. 567kg)的混合液；
[0104] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在70摄氏度干燥5h;
[0105] (5)选择水蒸气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥 后的粒径为3-4mm的粉煤和粒径为5-6mm的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0106] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在710摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0107] (7)控制气化反应温度为1100摄氏度，反应生成粗煤气。
[0108] 实施例10
[0109] 本发明所述的一种流化床气化工艺，包括如下步骤：
[0110] (1)取烟煤为原料，对烟煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3-4mm的粉煤待 用；
[0111] ⑵对烟煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8mm的粉煤待用；
[0112] (3)取步骤（1)中获得的粉煤33. 5kg，取步骤（2)中的粉煤50kg，向上述粉煤中 分别喷洒活性剂，所述活性剂为浓度为7〇Wt%的H 3BO3水溶液（含H3B032kg)和7〇Wt%的 CaCl 2水溶液（含CaCl23. 567kg)的混合液；
[0113] (4)对经喷洒活性剂后的粉煤分别在70摄氏度干燥5h ;
[0114] (5)选择水蒸气为气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥 后的粒径为3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中；
[0115] (6)待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉 前先对其进行升温处理，使其温度保持在710摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮；
[0116] (7)控制气化反应温度为1100摄氏度，反应生成粗煤气。
[0117] (8)所述粗煤气经旋风分离、换热、布袋除尘处理后排出。
[0118] 测丨试例
[0119] 以上述实施例1-10产出的粗煤气进行测试，粗煤气中没有S检出，其余测试结果 如表1所示。
[0120] 表1粗煤气测试结果
[0121]
【权利要求】
1. 一种流化床气化工艺，包括如下步骤： ⑴对原煤进行第一次的破碎、筛分，得到粒径为3-4mm的粉煤待用； ⑵对原煤进行第二次的破碎、筛分，得到粒径为7-8mm的粉煤待用； ⑶分别向步骤⑴和步骤⑵中获得的粉煤喷洒活性剂，所述活性剂为驶03水溶液 和MgCl2水溶液或CaCl2水溶液的混合液； (4) 对经喷洒活性剂后的粉煤分别进行干燥； (5) 利用气化剂对流化床气化炉进行烘炉处理，再将经活性剂处理、干燥后的粒径为 3-4_的粉煤和粒径为5-6_的粉煤混合，并将其送入流化床气化炉中； (6) 待粉煤进入所述流化床气化炉中后，对所述气化剂在进入所述流化床气化炉前先 对其进行升温处理，使其温度保持在650-750摄氏度；利用升温后的气化剂控制粉煤在气 化炉内部的粉煤悬浮； (7) 控制气化反应温度为950-1100摄氏度，反应生成粗煤气。
2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述粒径为3-4的粉煤和所述粒径为 7-8_的粉煤的配煤比为（2-4) : (6-8)。
3. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述活性剂中Η3Β03和MgCl2或CaCl 2的 质量与所述粉煤的质量比为（1-2) : 30。
4. 根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述Η3Β03水溶液和MgCl2水溶液或 CaClyK溶液的浓度为5〇-7〇Wt%，在所述活性剂中，！^03和1%(：12或0 &(：12的质量比为 (1 : 1.784)-(1 : 1.084)。
5. 根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述活性剂中，Η3Β03和MgCl2或CaCl 2的 质量比为2 : 3。
6. 根据权利要求1-5任一所述的工艺，其特征在于，所述步骤（4)中的干燥温度为 50-70摄氏度，干燥时间为至少lh。
7. 根据权利要求1-5任一所述的工艺，其特征在于，在所述步骤￠)中，对所述气化剂 进行升温处理使其温度保持在700-710摄氏度。
8. 根据权利要求1-5任一所述的工艺，其特征在于，所述粗煤气经旋风分离、换热、布 袋除尘处理后排出。
9. 根据权利要求1-5任一所述的工艺，其特征在于，所述煤为褐煤、烟煤、无烟煤中的 任意一种或几种。
10. 根据权利要求1-5任一所述的工艺，其特征在于，所述气化剂为氧气、水蒸气或氧 气与水蒸气的混合物。
【文档编号】C10J3/54GK104263417SQ201410550691
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】李燕强 申请人:山西恒泰重型机械有限公司