一種高溫含烴氣體制備合成氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種含控物料生產(chǎn)合成氣的方法，具體設(shè)及一種高溫含控氣體制備合 成氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] W褐煤、煙煤等為原料的固定床氣化爐在多年的運行過程中，一些工程問題始終 未得到有效解決。如：
[0003] (1)焦油的問題。固定床氣化爐氣體出口溫度較低，為低溫焦油，特別是其中含有 細粉，難W回收利用；由于焦油的產(chǎn)量與煤的特性密切相關(guān)，對部分煤種的焦油實際產(chǎn)量很 少。例如，某廠固定床氣化爐造氣用于煤制油，焦油基本沒有價值。?？诨厥粘杀靖?，操作困 難。
[0004] (2)能量利用問題。由于考慮回收合成氣中的焦油，先用大量水洗涂冷卻將焦油蒸 汽轉(zhuǎn)化為液態(tài)，降低了合成氣的溫度；另外，由于合成氣中含有焦油，易在廢熱鍋爐爐管上 冷凝，焦油和細粉凝結(jié)在爐管上，影響廢熱鍋爐的操作?，F(xiàn)有魯奇爐工藝流程只能副產(chǎn)低壓 蒸汽。
[0005] (3)廢水的問題?，F(xiàn)有固定床氣化爐最重要的問題是其中含有焦油、苯、酪類等有 機物且量大，使得廢水處理非常困難，投資巨大。
[0006] (4)C也進一步轉(zhuǎn)化問題。魯奇爐的出口合成氣甲燒隨煤種不同含量5~14%，與其 他技術(shù)相比，其熱值相對較高，可W用作工業(yè)燃氣或者作為合成天然氣，但用于合成氨、甲 醇等大宗化學(xué)品的生產(chǎn)，就必須采用天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化工藝或部分氧化工藝對C也進一步轉(zhuǎn) 化。
[0007] 垃圾、生物質(zhì)等通過熱解或者固定床氣化生成的氣相產(chǎn)物其總體氣體組成與上述 煤的固定床氣化爐的出口合成氣類似，是困擾工業(yè)界一個重要的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引針對W上提到的固定床氣化工藝的問題，核屯、集中在氣化爐出口溫度較低，甲燒 和焦油等未完全轉(zhuǎn)化，給后續(xù)能量回收、焦油的回收、廢水的處理等帶來問題。本發(fā)明的目 的是提出一種高溫含控氣體制備合成氣的方法，技術(shù)構(gòu)思如下：
[0009] (1)通過在固定床氣化爐的出口補氧提高轉(zhuǎn)化溫度，完成焦油和甲燒的轉(zhuǎn)化。焦油 等高分子化合物在高溫下完全轉(zhuǎn)化，使得廢水中不含有機物，廢水處理容易且量少。高溫氣 體不需冷卻直接進入轉(zhuǎn)化爐，能量利用充分。高溫氣體中含H2、H20等含氨的氣體，促進焦油 的解熱。
[0010] (2)在轉(zhuǎn)化爐的出口設(shè)置廢熱鍋爐，副產(chǎn)高壓蒸汽。合成氣經(jīng)過高溫，其中的高分 子有機物基本分解，不會在廢熱鍋爐爐管上冷凝，廢熱鍋爐能長周期操作。
[0011] 具體技術(shù)方案如下：
[0012] -種高溫含控氣體制備合成氣的方法，包括如下步驟：
[0013] 將高溫含控氣體(SI)依次通過入口腔（I)、分布孔（102)引入轉(zhuǎn)化爐(2);同時，將 氧化劑通過工藝燒嘴(3)引入轉(zhuǎn)化爐(2);
[0014] 高溫含控氣體在轉(zhuǎn)化爐（2)內(nèi)通過非催化部分氧化反應(yīng)生成WCO+出為主的合成 氣；
[0015] 出轉(zhuǎn)化爐（2)的高溫合成氣（S4)通過廢熱鍋爐（4)副產(chǎn)高壓蒸汽，出廢熱鍋爐（4) 的冷卻后合成氣(S5)進入下游裝置；
[0016] 工藝燒嘴（3)為雙通道，其中，內(nèi)通道為氧化劑（S2)通道，外通道為輔助氣化劑 (S3)通道；
[0017]工藝燒嘴(3)通過燒嘴法蘭(301)與入口腔（1)連接；
[001引入口腔(1)通過入口腔法蘭(101)與轉(zhuǎn)化爐(2)連接。
[0019] 所述高溫含控氣體是垃圾、生物質(zhì)、褐煤、煙煤等熱解或者固定床氣化的氣相產(chǎn) 物，含有甲燒W及焦油、苯、酪等有機物。
[0020] 所述氧化劑是氧氣、空氣或者富氧空氣。
[0021] 所述工藝燒嘴的輔助氣化劑通道的介質(zhì)可W是水蒸汽、0)2、化等不能燃燒的氣體 或者液態(tài)水等。
[0022] 轉(zhuǎn)化爐(2)的向火面襯里的材料是耐火磚。
[0023] 所述廢熱鍋爐(4)可W是水管鍋爐或者火管鍋爐。
[0024] 所述轉(zhuǎn)化爐(2)的工作壓力為0.1~12MPa;所述高溫含控氣體(SI)的溫度為300~ 800°C ;所述出轉(zhuǎn)化爐(2)的高溫合成氣(S4)的溫度為900~1700°C ;所述出廢熱鍋爐(4)的 冷卻后合成氣(S5)的溫度為200~400°C。
[0025] 本發(fā)明設(shè)及一種高溫含控氣體制備合成氣的方法，將高溫含控氣體中的甲燒W及 焦油、苯、酪等進一步轉(zhuǎn)化為CO和出為主的合成氣。該方法環(huán)境友好，合成氣洗涂過程中的 廢水不含有機物;高溫含控氣體的轉(zhuǎn)化率可達99 % W上;工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資成 本低。
【附圖說明】
[00%]圖1是實施例1生產(chǎn)合成氣方法的工藝流程示意圖。
[0027] 符號說明
[00巧]1入口腔；101入口腔法蘭；102分布孔;2轉(zhuǎn)化爐;3工藝燒嘴；
[0029] 301燒嘴法蘭;4廢熱鍋爐;Sl高溫含控氣體;S2氧化劑；
[0030] S3輔助氣化劑;S4高溫合成氣;S5冷卻后合成氣。
【具體實施方式】
[0031] 下面用實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于實施例。本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下做出的其它的變化和修改，仍 包括在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
[0032] 實施例1
[0033] 參見圖1，將高溫含控氣體Sl依次通過入口腔1、分布孔102引入轉(zhuǎn)化爐2;同時，將 氧化劑通過工藝燒嘴3引入轉(zhuǎn)化爐2;高溫含控氣體在轉(zhuǎn)化爐2內(nèi)通過非催化部分氧化反應(yīng) 生成WCO+出為主的合成氣；出轉(zhuǎn)化爐2的高溫合成氣S4通過廢熱鍋爐4副產(chǎn)高壓蒸汽，出廢 熱鍋爐4的冷卻后合成氣S5進入下游裝置。
[0034]工藝燒嘴3為雙通道，其中，內(nèi)通道為氧化劑S2通道，外通道為輔助氣化劑S3通道； [00巧]工藝燒嘴3通過燒嘴法蘭301與入口腔1連接；
[0036] 入口腔1通過入口腔法蘭101與轉(zhuǎn)化爐2連接。
[0037] 對某廠褐煤氣化制合成氣裝置，采用固定床氣化。出固定床氣化爐的合成氣中的 甲燒W及含有的焦油、苯、酪等組分，合成氣進入本發(fā)明的非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐進一步轉(zhuǎn) 化為CO和出。
[0038] 出固定床氣化爐合成氣的溫度為23(TC，非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的操作壓力為 4. OMPaG，非催化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的材料采用耐火磚襯里。
[0039] W日處理1000噸煤(干基）的裝置為例，表1給出了固定床氣化氣體組成及出非催 化部分氧化轉(zhuǎn)化爐的氣體組成。出固定床氣化爐的合成氣經(jīng)過高溫處理，已不含焦油、苯、 酪類等有機物。表2考慮了固定床氣化消耗的固定床氣化和非催化部分氧化的合計從氣化 工藝指標，總體來看，冷煤氣效率與國內(nèi)廣泛采用的神府煤水煤漿氣流床氣化技術(shù)相當(dāng)，應(yīng) 該說本技術(shù)適合于褐煤等含碳原料制備合成氣。
[0040] 表1合成氣組成
[0041]
[0042] 表2固定氣化和非催化部分氧化合計氣化工藝指標
[0043]
[0044] W上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的認識能夠了解本 發(fā)明的內(nèi)容并加 W實施，并不能W此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)所 做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高溫含烴氣體制備合成氣的方法，其特征在于，包括如下步驟： 將高溫含烴氣體(S1)依次通過入口腔（1)、分布孔（102)引入轉(zhuǎn)化爐（2);同時，將氧化 劑通過工藝燒嘴(3)引入轉(zhuǎn)化爐(2);高溫含烴氣體在轉(zhuǎn)化爐(2)內(nèi)通過非催化部分氧化反 應(yīng)生成以CO+H2為主的合成氣； 出轉(zhuǎn)化爐（2)的高溫合成氣（S4)通過廢熱鍋爐(4)副產(chǎn)高壓蒸汽，出廢熱鍋爐(4)的冷 卻后合成氣(S5)進入下游裝置； 其中，工藝燒嘴(3)為包括內(nèi)通道和外通道的雙通道，內(nèi)通道內(nèi)為氧化劑（S2)通道，外 通道為輔助氣化劑(S3)通道； 工藝燒嘴(3)通過燒嘴法蘭(301)與入口腔（1)連接； 入口腔（1)通過入口腔法蘭（101)與轉(zhuǎn)化爐(2)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高溫含烴氣體是熱解或者固定床氣化 的氣相產(chǎn)物，含有有機物。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述高溫含烴氣體是垃圾、生物質(zhì)、褐煤或 煙煤，所述有機物是甲烷、焦油、苯或酚。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑是氧氣、空氣或者富氧空氣。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工藝燒嘴的輔助氣化劑(S3)通道的介 質(zhì)是水蒸汽、C〇2、N2或者液態(tài)水。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化爐（2)的向火面襯里的材料是耐 火磚。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述廢熱鍋爐(4)是水管鍋爐或者火管鍋 爐。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化爐(2)的工作壓力為0.1~12MPa; 所述高溫含烴氣體(S1)的溫度為300~800°C ;所述出轉(zhuǎn)化爐（2)的高溫合成氣（S4)的溫度 為900~1700°C;所述出廢熱鍋爐(4)的冷卻后合成氣(S5)的溫度為200~400°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫含烴氣體制備合成氣的方法，該方法主要由工藝燒嘴、高溫含烴氣體入口腔和轉(zhuǎn)化爐三部分，通過轉(zhuǎn)化爐內(nèi)的非催化部分氧化反應(yīng)過程，將高溫含烴氣體中的甲烷以及焦油、苯、酚等進一步轉(zhuǎn)化為CO和H2為主的合成氣。高溫含烴氣體來源廣泛，可以是垃圾、生物質(zhì)、褐煤、煙煤等熱解或者固定床氣化的氣相產(chǎn)物，通過該方法生產(chǎn)的合成氣可用于制氫、合成氨、甲醇、乙二醇、FT合成等工藝，用途極為廣泛。該方法環(huán)境友好，合成氣洗滌過程中的廢水不含有機物；高溫含烴氣體的轉(zhuǎn)化率可達99％以上；工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投資省。
【IPC分類】C10K1/00, C01B3/36
【公開號】CN105668517
【申請?zhí)枴緾N201610017699
【發(fā)明人】代正華, 王輔臣, 于廣鎖, 許建良, 郭慶華, 劉海峰, 龔欣, 王亦飛, 陳雪莉, 梁欽鋒, 李偉鋒, 王興軍, 郭曉鐳, 趙輝, 陸海峰, 龔巖, 劉霞, 王立
【申請人】華東理工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月12日