专利名称：煤(焦)常压连续富氧空气造气工艺技术的制作方法
技术领域：
本发明是利用煤(无烟煤)、焦为原料，采用廉价富氧空气，以连续方式制取半水煤气(水煤气)。
我国中小型化肥厂合成氨生产长期以来一直沿用常压固定间歇式气化工艺。1990年产量分别达到468万吨、890万吨(以N计)。无烟煤、焦炭是我国目前中小型合成氨厂生产的主要原料，造气工序是合成氨生产的首要环节，这个过程40年来都是采用美国U.G.I固定层间歇式气化炉。该型气化炉在我国已有数千台之多(国外早已废弃)，它存在以下主要缺点1)气化操作采用间歇方式，生产能力低，消耗高。
2)气化剂通过气化炉的流速较高，又有上、下吹交替进行制气，因此，对原料粒度要求较高(焦炭25-75m/m;无烟煤50～100m/m)。
3)流程长，设备结构复杂，各台炉系统都有各自的水压阀门控制系统，不能实现集中控制。
当今国内外合成氨(煤气化)生产已无采用加压(常压)连续气化无烟煤的固定层气化技术，只有加压连续气化烟煤制作合成气体的固定层气化技术，如德国鲁奇(Lurge)炉，英国熔渣(Slagging)炉等，但这些气化技术都存在对烟煤质量要求高，煤气净化技术复杂，投资和生产成本高，对环境造成污染等，不适合我国国情，而难以广泛应用。本发明的目的是提供一种热效率较高，节能降耗，提高生产能力，易于实现集中控制，生产成本低，利用原设备稍加改造，投资少、又能提高原燃料利用率的连续式气化工艺。
本发明是按如下方式实现的本发明利用加料机将原料加入气化炉的顶部(可以使用8～25m/m的焦粒料)，依次进入干燥层、干馏层、还原层、氧化层，然后排出灰渣;含富氧的空气和蒸汽按比例作为气化剂从气化炉底部连续通入，首先在氧化层进行以下化学反应
以上热气体进入还层再进行下列反应
本发明所用富氧空气系来自非深冷法空分装置(例如变压吸附法、膜分离法或其他方法)。因此成本较为低廉。
富氧空气中，氧的浓度是控制在40-60%;制取的半水煤气具有如下组成V% CO2O2CO H2CH4N211～13 0.05～0.2 40～42 24～28 0.1～0.3 20.5～23每吨合成氨焦炭(折84%固定炭)消耗～1250kg每吨合成氨纯氧(折100%氧)消耗～490标米3本发明从气化炉制取的半水煤气温度约为650～700℃，直接进入废热锅炉付产1.5～4.0兆帕压力的过热蒸汽(温度约380℃)，可以实现本系统蒸汽自给有余。从废热锅炉出口的气体温度约220℃，经洗涤塔净化降温后，直接送往变换工序。本发明由于气化效率提高，炉底排出灰渣中含碳量可以降低至＜6%。利用本发明对以煤(焦)为原料的中小型合成氨厂进行技术改造时，只需保留原U.G.I煤气炉，废热锅炉，洗涤塔，其余如燃烧室，水封柱，三通阀，液压控制阀等均可取消，大大简化流程，甚至可实现无气柜操作。
本发明的附图有
图1 工艺流程2 连续气化炉原理图
权利要求
1.无烟煤、焦炭是我国目前中小型合成氨工厂生产的主要原料。造气工序是合成氨生产的首要环节。该过程长期采用间歇式气化工艺生产，单台炉系统生产能力低、消耗高、流程长、难于实现集中控制。针对上述缺点，本发明采用常压连续式富氧空气造气技术生产半水煤气(水煤气)。其主要原理及过程是利用原U.G.I型气化炉经改进，将原料从炉顶加入，气化剂采用蒸汽、富氧空气(制水煤气则加氧气)，在炉内连续进行下述反应1)在氧化层2)在还原层经反应后的半水煤气(水煤气)温度约为650～700℃直接进入废热锅炉付产热蒸汽回收热量；蒸汽压力可根据用户自行选择，其压力等级为1.5～4.0MPa，过热温度约为220℃，直接进入洗涤塔净化降温，然后送往后续工段。连续式气化工艺制取的半水煤气具有如下组成，可以满足制造合成氨工艺的要求V% CO2O2CO H2CH4N211～13 0.05～0.2 40～42 24～28 0.1～0.3 20.5～23
2.根据权利要求1所述的常压连续式富氧空气造气工艺其特点是氧气在富氧空气中的含量为40～60%(体积比)。氧气来自廉价的非深冷法空分装置(例如变压吸附法、膜分离以及其他方法)。
3.根据权利要求1或2所述的常压连续式富氧空气造气工艺其流程(见说明书图1)是原燃料(无烟煤、焦)经加料机从炉顶加入，气化剂(蒸汽、富氧空气)从炉之底部送入，制取的半水煤气直接进入废热锅炉产生蒸汽，经热回收后的半水煤气再经洗涤塔降温除尘后送往变换工序。来自非深冷法空分装置(用变压吸附法、膜分离法或其他方法)的富氧在空气鼓几机之前同空气相混合进行升压，然后同蒸汽一道加入气化炉。
4.根据权利要求1-3所述的工艺特点，本发明的主要设备-连续富氧空气气化炉是在原U.G.I型间歇式固定层煤气炉经改造后实现的。加料机可以满足连续气化给料、密封、实现安全生产
5.根据权利要求1-4所述，常压连续富氧空气气化炉系统系同变压吸附装置或膜分离装置以及其他制氧新技术装置联成一体来实现的。
全文摘要
本发明是以无烟煤、焦炭为原料，利用原U.G.I型间歇式固定层煤气炉经改进，采用连续式富氧空气造气技术；用非深冷法空分装置提供氧气，所制取的半水煤气供合成氨使用。本发明具有提高生产能力、节能、降耗、实现集中控制、成本低、利用原设备改造投资少等特点，特别适用于我国中小型氮肥工厂的节能技术改造，提高经济效益。
文档编号C10J3/06GK1092799SQ9311091
公开日1994年9月28日 申请日期1993年3月23日 优先权日1993年3月23日
发明者金群英, 罗思训, 林孟军 申请人:四川蜀华化工新技术开发有限公司