煤制清洁燃气的工艺及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤制清洁燃气领域，具体涉及一种新型煤制清洁燃气的工艺及装置。
【背景技术】
[0002]碎煤加压气化炉是一种固定床煤气化炉，由于对原料煤要求低，即除强粘结性煤夕卜，其余煤种都可以气化，特别是低阶煤和高灰熔点的劣质煤。该气化炉被广泛地应用到煤制合成氨、甲醇、二甲醚、合成油以及煤气天然气领域。随着目前煤气化技术向着大直径、高压的方向发展，单位时间内煤的处理量逐步增加，煤锁作为碎煤加压气化的加煤口，需要不停地进行冲压泄压，也不能满足大规模煤气化的发展需求，另外高压使的煤气化能力提高，产生煤气量增加，再加上低阶煤的热稳定性差等，单一的煤气出口必然带出大量的煤尘，导致后续煤气洗涤冷却、废热回收等工段造成堵塞或分离困难的问题，同时在洗涤过程中使用过量水洗涤，造成煤气水产生量增加，高品位热降低。
[0003]中国专利号为200580041975.8的专利公开了采用的单煤锁，在静态分布器上有单一煤气出口的固定床煤气化炉，该气化炉是目前普遍使用的碎煤加压气化炉，突出问题是粗煤气带尘问题严重，副产低压蒸汽多，含尘含焦油煤气水含量多等问题。
[0004]中国专利:201320037548.4的专利公开了采用是单煤锁，没有静态分布器，单一煤气通道，同样存在上述问题。
[0005]中国专利:201220582157.6的专利公开了一种用于煤气化炉的两通道布煤装置，由煤入口，煤气出口，内筒，粗煤气通道组成等组成。该专利的目的是降低煤气富集面积，降低煤气流速，减少煤尘带出量，具有一定效果，但是作用效果有限。
[0006]中国专利:201320118045.X和201220583000.5都公开了一种旋转带有气体分布筒的可旋转炉箅，前者多用于气化炉直径在4.0米以下的碎煤加压气化炉，后者用于4.5米到5.0米的碎煤加压气化炉，这两种尺寸的炉箅能显著提高煤气化的稳定性，但是也解决不了上述存在的问题。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术中的不足，本发明的目的之一是提供一种节能型煤制清洁燃气的工艺。
[0008]本发明的另一目的是提供一种煤锁冲压煤气消耗低，运行成本低、煤尘带出量少，含焦油煤气水少的气化炉。
[0009]本发明提供的一种新型煤制清洁燃气的工艺包括如下步骤:
[0010]本发明工艺步骤如下:
[0011](I)将5-50_的碎煤经过连通双煤锁进料装置进入气化室顶部，通过双通道静态布煤器均匀分布后，依靠重力作用缓慢下降并从上到下经过干燥、干馏、甲烷化、气化和残碳燃烧各个床层。气化剂经气化剂入口进入气化室底部，通过旋转的炉箅装置，在热灰渣的辅助作用下，均匀分布于燃烧层床层。在此过程中，灰被冷却到300-400°C，由灰渣排放口排出气化室；预热后的气化剂向上通过燃烧层，在燃烧层里氧气与残余煤焦燃烧大部分生成co2，燃烧层是气化炉温度最高的区域，为上部的其他反应提供热量，随着热气体沿气化室上升经过气化层，生成大部分合成气，继续上升到甲烷化层，又生成部分甲烷气体，甲烷气体和合成气在甲烷化层通过气化室中部引出粗煤气装置时抽出5-60%，温度450-700°C的粗煤气，经旋风分离器I除尘，使粉尘含量小于lmg/L的粗煤气进入废热锅炉I回收余热后的粗煤气温度降到200-260 °C ；
[0012](2)甲烷化层剩余40-95%的粗煤气经过干馏层时对下降的煤样进行加热，使煤样热解产出含有气体、蒸汽和焦油的富氢挥发分，随着气体进一步上升，来自干馏区的挥发分及合成气在气化炉上部得以进一步冷却，而煤则得以预热和干燥。最终通过双通道静态布煤器上的粗煤气通道引出温度在210-300°C之间的粗煤气，经旋风分离器II除尘和焦油后，然后经过洗涤冷却器深度脱除尘和焦油后，使粉尘的含量降低到lmg/L，与通过废热锅炉I回收余热后温度降到200-260°C的粗煤气混合，进入废热锅炉II回收余热，使粗煤气的温度降至180-201°C，经气液分离器分离出冷凝液的粗煤气送到下游工序，气液分离冷凝液送去煤气水分离装置回收煤气水，从旋风分离器I分离出的灰尘送出厂区，从旋风分离器II脱除的含焦油粉尘进行后续焦油加工；
[0013](3)从旋风分离器I出来的煤气进入废热锅炉I的底部初步分离的尘和水送煤气水分离装置，从洗涤冷却器洗涤下来的含尘的煤气水进入废热锅炉II的底部初步分离尘和水，大部分不含尘的煤气水由煤气洗涤循环水泵加压和补充煤气洗涤水混合后返回到洗涤冷却器循环使用，其余含尘的煤气水送煤气水分离装置进行分离，得到煤气水返回洗涤冷却器循环使用；
[0014](4)废热锅炉II所需锅炉给水是经过低压锅炉给水水泵加压到4.0MPa-6.0MPa后送入废热锅炉II产生温度为161-181°c的低压蒸汽，一部分作为废热锅炉I给水，生产中高压蒸汽，另一部分作为低压蒸汽产品。
[0015]为了实现本发明的目的，发明了碎煤加压干排灰气化炉，它包括连通双煤锁进料装置和炉体，在炉体之上有连通双煤锁进料装置，炉体上部有双通道静态布煤器，炉体中部有气化室中部引出粗煤气装置，炉体下部有旋转炉箅子，在炉体底部有气化剂入口和灰渣排放口，气化剂入口位于旋转炉箅子和灰渣排放口之间，气化剂入口与旋转炉箅子中的气体分布筒连接。
[0016]一、所述的连通双煤锁进料装置，它包括煤锁、煤锁上阀、煤锁下阀，进煤口、过渡仓和出煤口，煤锁有2个，每个煤锁顶部是进煤口，进煤口下方是煤锁上阀，煤锁底部与连接管顶部相通，在连接管顶部装有煤锁下阀，连接管底部与过渡仓连接，过渡仓的底部为出煤口，2个煤锁之间通过至少I个煤锁气通道相连。
[0017]所述的煤锁气通道是由两端煤锁气通道扩大段和中间煤锁气通道直段组成，在煤锁气通道直段内装有连接煤锁通道阀门，位于煤锁气通道扩大段与煤锁壁连接口上设置带有小孔的挡板，煤锁气通道扩大段壁与煤锁壁的夹角α为30 — 60°。
[0018]所述的挡板开孔率在45 - 65%之间，小孔的孔径为0.2 — 1.0毫米。
[0019]所述的煤锁气通道位于整个煤锁高度的0.45 - 0.55倍之间的位置。
[0020]如上所述的连通双煤锁进料装置，使得煤锁气循环使用，循环使用率达到60%以上。
[0021]二、所述的双通道静态布煤器由双通道静态布煤器煤样入口，内筒，煤样进入气化室的第I通道，煤样进入气化室的第2通道以及粗煤气通道组成，具体的结构见中国专利201220582157.6。
[0022]如上所述的双通道静态布煤器也可以采用对称的双煤气通道，比单煤气通道面积增加50%，再加上气化室中部增加了对称的煤气通道引出30 — 60%的煤气，与现有技术中粗煤气出口的流速相比降低了 65 — 80%，显著减少了煤气中粉尘的携带量。
[0023]三、所述的气化室中部引出粗煤气装置它包括气化炉外壁、气化炉内壁和煤气通道，在气化炉外壁和气化炉内壁上开有至少2个的煤气通道，煤气通道在气化炉外壁同一水平面上均匀分布，煤气通道的开口向上，煤气通道由煤气通道外壁和煤气通道内壁组成，煤气通道外壁与气化炉外壁连接，并成30 - 45度的夹角β，煤气通道内壁与气化炉内壁连接，在煤气通道内壁与气化炉内壁的上中部连接处设置带有小孔的挡板，挡板与气化炉内壁平行。
[0024]所述的煤气通道在气化炉内壁的位置是从气化室底部起计量，是气化室高度的0.41-0.62 倍。
[0025]所述挡板的开孔率在30-40%之间，小孔孔径为4-8毫米。
[0026]所述挡板为1/10-1/3圆。
[0027]所述煤气通道有2-6个。
[0028]如上所述的中部对称的气化室中部的煤气通道抽出的煤气温度高，副产中压蒸汽，提升蒸汽品质。
[0029]四、所述的旋转炉箅子包括支撑体上面固定的气体分布筒，气体分布筒位于支撑体的中心线，气体分布筒具有中央气化剂中心管，气体分布筒顶端有钟罩，气体分布筒与钟罩之间是气化剂在炉箅子内的通道，支撑体上面固定有中空旋转底部支撑体，中空旋转支撑体上部固定有中心托架和可旋转炉箅板，可旋转炉板是4层布气的5层结构或是5层布气的6层结构，具体的结构见中国专利201320118045.X或201220583000.5。
[0030]如上所述的气化炉炉箅，即设有一个气体分布筒的旋转炉箅子，确保气化剂均匀分布，形成稳定火层，确保气化炉长期稳定运行。
[0031]本发明的有益效果:
[0032]I)采用双通道布煤器使煤样布置更均匀，有利于形成稳定的火层。
[0033]2)双通道布煤器的第三通道拥有足够的流通面积，又采用双通道，显著降低煤气出口的流速，减少粗煤气的带尘问题，降低入炉煤的粒径。
[0034]3)气化室中部引出气化层气化生成不含焦油的煤气，主要成分为甲烷，氢气，一氧化碳和二氧化碳，在降低上部煤气出口的流速同时，还能在废热锅炉中利用450?650°C的高温煤气生产较高品质的中压蒸汽。
[0035]4)双煤锁连接，煤锁气循环使用，减少煤锁冲