本發(fā)明涉及一種高效的煤氣化方法，屬于煤化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤炭是一種儲(chǔ)藏豐富的資源。煤氣化是高效、清潔的煤炭利用方法。當(dāng)今煤氣化普遍采用的技術(shù)有富氧連續(xù)氣化、流化床氣化技術(shù)、兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)等。但是上述技術(shù)均存在缺陷。
富氧連續(xù)氣化具有以下的缺陷：
(1)該工藝用氧氣，需要建空分裝置，投資較高，且制氧成本高，這是制約富氧連續(xù)氣化發(fā)展和中小型合成氨廠采用該工藝廠家較少的最主要原因。
(2)富氧連續(xù)氣化氣體成分差，二氧化碳含量高達(dá)15～20％，甲烷含量高達(dá)2％，且氣體中含有苯、萘等有機(jī)物。給后續(xù)工段帶來極大的問題。特別是甲烷和有機(jī)物的問題，目前沒有太好的解決方案。
(3)富氧連續(xù)氣化氣體成分中氧含量較難控制，給后續(xù)工段帶來安全隱患。生產(chǎn)過程中為了控制氧含量，采取的措施是提高煤氣爐出口溫度高于500℃，這一措施又造成了煤耗增高。
流化床氣化技術(shù)具有以下的缺陷：
氣化壓力為常壓，單爐氣化能力還比較低，產(chǎn)品氣中CH4含量高達(dá)1.5-2％，飛灰量大、對(duì)環(huán)境污染及飛灰堆存和綜合利用問題有待解決
兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)具有以下的缺陷：
氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是合成氣中CH4含量較高，對(duì)制合成氨、甲醇、氫氣不利。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種煤氣化方法，具體制備步驟如下：
(1)磨煤及干燥單元
褐煤經(jīng)預(yù)干燥后，破碎的褐煤粒度小于15mm，上述經(jīng)過預(yù)干燥的褐煤通過斗提機(jī)提升到45米高，通過封閉的輸煤棧橋在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入氣化裝置原料煤儲(chǔ)倉，在重力的作用下，通過給煤機(jī)進(jìn)入到磨煤機(jī)內(nèi)磨成粉狀，熱風(fēng)爐出來的進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)成環(huán)狀分布進(jìn)入，同時(shí)控制進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)的溫度不大于褐煤的轉(zhuǎn)化溫度，控制由惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的惰性氣流進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)口時(shí)溫度約為150～250℃，離開磨煤機(jī)時(shí)溫度約為100～105℃，控制磨煤機(jī)內(nèi)的氧含量最大體積百分比為4％，粉碎后得到的粉煤通過粉煤袋式過濾器進(jìn)行分離凈化，粉煤的顆粒尺寸分布規(guī)格和粉煤的水分含量滿足以下要求：
顆粒尺寸≤90μm的重量占比為90％；
顆粒尺寸≤5μm的重量占為10％；
含水量＜5％重量；
(2)粉煤加壓及輸送
在一個(gè)加壓加料程序中，常壓煤斗內(nèi)的粉煤通過重力作用裝入粉煤鎖斗，粉煤鎖斗內(nèi)充滿粉煤后，即與所有低壓設(shè)備隔離，當(dāng)加壓到與粉煤給料罐具有相同的壓力時(shí)加壓完畢，位于粉煤鎖斗與粉煤給料罐之間平衡閥門打開，當(dāng)粉鎖斗與粉煤給料罐具有相同的壓力且粉煤給料罐內(nèi)的煤位降低到足以接收下一批粉煤時(shí)，只需打開煤粉鎖斗下部的兩個(gè)鎖斗閥就能將煤從鎖斗倒入加壓煤斗，到此完成一次加壓加料；開關(guān)程序控制煤粉鎖斗的截止、降壓和再次裝煤；
(3)氣化爐氣化
來自煤加壓及輸送單元的粉煤分三路進(jìn)入氣化爐燒嘴的三個(gè)煤粉管，氧氣經(jīng)預(yù)熱器加熱后先在混合器內(nèi)與一定量的蒸汽混合，然后按一定的配比量進(jìn)入燒嘴；氣化爐由上段的反應(yīng)段和下段的激冷室組成，粉煤在反應(yīng)段內(nèi)高溫不完全燃燒，生成的合成氣主要成分為CO和H2，在激冷室合成氣被激冷并被水飽和，熔渣迅速固化，出氣化爐的合成氣再經(jīng)文丘里洗滌器和合成氣洗滌塔用水進(jìn)一步潤濕洗滌，除去殘余的飛灰，生產(chǎn)的灰渣留在水中迅速沉淀并通過渣鎖斗定期排出界外；合成氣出激冷室后，在氣化爐出口管道處與噴入的冷凝液相接觸，以防止粗合成氣中夾帶的灰顆粒在出口管道處積聚而堵塞管口，然后粗合成氣進(jìn)入文丘里洗滌器，與激冷水泵送入的激冷水直接接觸形成霧化，粗合成氣進(jìn)一步被增濕，被水潤濕的固體顆粒增重，在合成氣洗滌塔內(nèi)加速沉降；合成氣氣液混合物離開文丘里洗滌器后進(jìn)入合成氣洗滌塔內(nèi)浸沒在液相中的氣體分布管，經(jīng)水浴后上升進(jìn)入洗滌塔的中部分離空間，氣體中夾帶的微量顆粒及夾帶的液滴在分離空間沉降于洗滌水中，氣體則進(jìn)入四塊沖擊式洗滌塔板被進(jìn)一步洗滌，洗滌后的合成氣進(jìn)入塔頂部的旋流板除沫器，分離出霧沫液滴后的合成氣離開洗滌塔；煤中約65％的灰以熔渣形式離開氣化區(qū)，進(jìn)入激冷室后固化成玻璃體，在渣鎖斗的底部沉積，大塊的渣由破渣機(jī)破碎，粗渣和其它沉降在氣化爐激冷室底部的固體由一股循環(huán)水輸送到渣鎖斗中，干凈的水從鎖斗頂部出來再通過渣鎖斗循環(huán)泵循環(huán)到氣化爐激冷室。
預(yù)干燥前的褐煤粒度≤30mm。
步驟(1)中，控制由惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的惰性氣流進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)口時(shí)溫度約為180～200℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明在磨煤機(jī)的選型上，將熱風(fēng)爐出來進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)成環(huán)狀分布進(jìn)入，同時(shí)保證進(jìn)入磨煤機(jī)的熱風(fēng)溫度不大于褐煤的轉(zhuǎn)化溫度，保證褐煤局部表面不超溫，減少褐煤中揮發(fā)份的逸出；
(2)常規(guī)氣化系統(tǒng)中采用密封風(fēng)機(jī)對(duì)磨煤機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行密封操作，控制系統(tǒng)氧氣含量為不大于8％。而本發(fā)明采用高揮發(fā)褐煤為原料，控制磨煤系統(tǒng)，氧氣濃度最大為4％，在系統(tǒng)內(nèi)新增加一股低壓氮?dú)庋a(bǔ)充到磨煤機(jī)密封系統(tǒng)，同時(shí)增大系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)膺M(jìn)口，減少對(duì)磨棍的沖擊，減少磨煤機(jī)振動(dòng)；
(3)程序會(huì)啟動(dòng)鎖斗卸料循環(huán)，鎖斗經(jīng)過減壓以后，用灰水對(duì)管線和鎖斗進(jìn)行沖洗，使渣和水傾倒進(jìn)入撈渣機(jī)。卸料完成后，渣鎖斗在高壓灰水作用下再次增壓，總的卸料循環(huán)過程(降壓、卸料、沖洗、增壓)時(shí)間大約為3min?？梢娬麄€(gè)過程自動(dòng)化程度高，效率高、用時(shí)短。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種煤氣化方法，具體制備步驟如下：
(1)磨煤及干燥單元
粒度≤30mm的褐煤經(jīng)預(yù)干燥后，破碎的褐煤粒度小于15mm，上述經(jīng)過預(yù)干燥的褐煤通過斗提機(jī)提升到45米高，通過封閉的輸煤棧橋在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入氣化裝置原料煤儲(chǔ)倉，在重力的作用下，通過給煤機(jī)進(jìn)入到磨煤機(jī)內(nèi)磨成粉狀，熱風(fēng)爐出來的進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)成環(huán)狀分布進(jìn)入，同時(shí)控制進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)的溫度不大于褐煤的轉(zhuǎn)化溫度，控制由惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的惰性氣流進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)口時(shí)溫度約為150℃，離開磨煤機(jī)時(shí)溫度約為100～105℃，控制磨煤機(jī)內(nèi)的氧含量最大體積百分比為4％，粉碎后得到的粉煤通過粉煤袋式過濾器進(jìn)行分離凈化，粉煤的顆粒尺寸分布規(guī)格和粉煤的水分含量滿足以下要求：
顆粒尺寸≤90μm的重量占比為90％；
顆粒尺寸≤5μm的重量占為10％；
含水量＜5％重量；
(2)粉煤加壓及輸送
在一個(gè)加壓加料程序中，常壓煤斗內(nèi)的粉煤通過重力作用裝入粉煤鎖斗，粉煤鎖斗內(nèi)充滿粉煤后，即與所有低壓設(shè)備隔離，當(dāng)加壓到與粉煤給料罐具有相同的壓力時(shí)加壓完畢，位于粉煤鎖斗與粉煤給料罐之間平衡閥門打開，當(dāng)粉鎖斗與粉煤給料罐具有相同的壓力且粉煤給料罐內(nèi)的煤位降低到足以接收下一批粉煤時(shí)，只需打開煤粉鎖斗下部的兩個(gè)鎖斗閥就能將煤從鎖斗倒入加壓煤斗，到此完成一次加壓加料；開關(guān)程序控制煤粉鎖斗的截止、降壓和再次裝煤；
(3)氣化爐氣化
來自煤加壓及輸送單元的粉煤分三路進(jìn)入氣化爐燒嘴的三個(gè)煤粉管，氧氣經(jīng)預(yù)熱器加熱后先在混合器內(nèi)與一定量的蒸汽混合，然后按一定的配比量進(jìn)入燒嘴；氣化爐由上段的反應(yīng)段和下段的激冷室組成，粉煤在反應(yīng)段內(nèi)高溫不完全燃燒，生成的合成氣主要成分為CO和H2，在激冷室合成氣被激冷并被水飽和，熔渣迅速固化，出氣化爐的合成氣再經(jīng)文丘里洗滌器和合成氣洗滌塔用水進(jìn)一步潤濕洗滌，除去殘余的飛灰，生產(chǎn)的灰渣留在水中迅速沉淀并通過渣鎖斗定期排出界外；合成氣出激冷室后，在氣化爐出口管道處與噴入的冷凝液相接觸，以防止粗合成氣中夾帶的灰顆粒在出口管道處積聚而堵塞管口，然后粗合成氣進(jìn)入文丘里洗滌器，與激冷水泵送入的激冷水直接接觸形成霧化，粗合成氣進(jìn)一步被增濕，被水潤濕的固體顆粒增重，在合成氣洗滌塔內(nèi)加速沉降；合成氣氣液混合物離開文丘里洗滌器后進(jìn)入合成氣洗滌塔內(nèi)浸沒在液相中的氣體分布管，經(jīng)水浴后上升進(jìn)入洗滌塔的中部分離空間，氣體中夾帶的微量顆粒及夾帶的液滴在分離空間沉降于洗滌水中，氣體則進(jìn)入四塊沖擊式洗滌塔板被進(jìn)一步洗滌，洗滌后的合成氣進(jìn)入塔頂部的旋流板除沫器，分離出霧沫液滴后的合成氣離開洗滌塔；煤中約65％的灰以熔渣形式離開氣化區(qū)，進(jìn)入激冷室后固化成玻璃體，在渣鎖斗的底部沉積，大塊的渣由破渣機(jī)破碎，粗渣和其它沉降在氣化爐激冷室底部的固體由一股循環(huán)水輸送到渣鎖斗中，干凈的水從鎖斗頂部出來再通過渣鎖斗循環(huán)泵循環(huán)到氣化爐激冷室。
實(shí)施例2
一種煤氣化方法，具體制備步驟如下：
(1)磨煤及干燥單元
粒度≤30mm的褐煤經(jīng)預(yù)干燥后，破碎的褐煤粒度小于15mm，上述經(jīng)過預(yù)干燥的褐煤通過斗提機(jī)提升到45米高，通過封閉的輸煤棧橋在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入氣化裝置原料煤儲(chǔ)倉，在重力的作用下，通過給煤機(jī)進(jìn)入到磨煤機(jī)內(nèi)磨成粉狀，熱風(fēng)爐出來的進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)成環(huán)狀分布進(jìn)入，同時(shí)控制進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)的溫度不大于褐煤的轉(zhuǎn)化溫度，控制由惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的惰性氣流進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)口時(shí)溫度約為200℃，離開磨煤機(jī)時(shí)溫度約為100～105℃，控制磨煤機(jī)內(nèi)的氧含量最大體積百分比為4％，粉碎后得到的粉煤通過粉煤袋式過濾器進(jìn)行分離凈化，粉煤的顆粒尺寸分布規(guī)格和粉煤的水分含量滿足以下要求：
顆粒尺寸≤90μm的重量占比為90％；
顆粒尺寸≤5μm的重量占為10％；
含水量＜5％重量；
(2)粉煤加壓及輸送
在一個(gè)加壓加料程序中，常壓煤斗內(nèi)的粉煤通過重力作用裝入粉煤鎖斗，粉煤鎖斗內(nèi)充滿粉煤后，即與所有低壓設(shè)備隔離，當(dāng)加壓到與粉煤給料罐具有相同的壓力時(shí)加壓完畢，位于粉煤鎖斗與粉煤給料罐之間平衡閥門打開，當(dāng)粉鎖斗與粉煤給料罐具有相同的壓力且粉煤給料罐內(nèi)的煤位降低到足以接收下一批粉煤時(shí)，只需打開煤粉鎖斗下部的兩個(gè)鎖斗閥就能將煤從鎖斗倒入加壓煤斗，到此完成一次加壓加料；開關(guān)程序控制煤粉鎖斗的截止、降壓和再次裝煤；
(3)氣化爐氣化
來自煤加壓及輸送單元的粉煤分三路進(jìn)入氣化爐燒嘴的三個(gè)煤粉管，氧氣經(jīng)預(yù)熱器加熱后先在混合器內(nèi)與一定量的蒸汽混合，然后按一定的配比量進(jìn)入燒嘴；氣化爐由上段的反應(yīng)段和下段的激冷室組成，粉煤在反應(yīng)段內(nèi)高溫不完全燃燒，生成的合成氣主要成分為CO和H2，在激冷室合成氣被激冷并被水飽和，熔渣迅速固化，出氣化爐的合成氣再經(jīng)文丘里洗滌器和合成氣洗滌塔用水進(jìn)一步潤濕洗滌，除去殘余的飛灰，生產(chǎn)的灰渣留在水中迅速沉淀并通過渣鎖斗定期排出界外；合成氣出激冷室后，在氣化爐出口管道處與噴入的冷凝液相接觸，以防止粗合成氣中夾帶的灰顆粒在出口管道處積聚而堵塞管口，然后粗合成氣進(jìn)入文丘里洗滌器，與激冷水泵送入的激冷水直接接觸形成霧化，粗合成氣進(jìn)一步被增濕，被水潤濕的固體顆粒增重，在合成氣洗滌塔內(nèi)加速沉降；合成氣氣液混合物離開文丘里洗滌器后進(jìn)入合成氣洗滌塔內(nèi)浸沒在液相中的氣體分布管，經(jīng)水浴后上升進(jìn)入洗滌塔的中部分離空間，氣體中夾帶的微量顆粒及夾帶的液滴在分離空間沉降于洗滌水中，氣體則進(jìn)入四塊沖擊式洗滌塔板被進(jìn)一步洗滌，洗滌后的合成氣進(jìn)入塔頂部的旋流板除沫器，分離出霧沫液滴后的合成氣離開洗滌塔；煤中約65％的灰以熔渣形式離開氣化區(qū)，進(jìn)入激冷室后固化成玻璃體，在渣鎖斗的底部沉積，大塊的渣由破渣機(jī)破碎，粗渣和其它沉降在氣化爐激冷室底部的固體由一股循環(huán)水輸送到渣鎖斗中，干凈的水從鎖斗頂部出來再通過渣鎖斗循環(huán)泵循環(huán)到氣化爐激冷室。
實(shí)施例3
一種煤氣化方法，具體制備步驟如下：
(1)磨煤及干燥單元
粒度≤30mm的褐煤經(jīng)預(yù)干燥后，破碎的褐煤粒度小于15mm，上述經(jīng)過預(yù)干燥的褐煤通過斗提機(jī)提升到45米高，通過封閉的輸煤棧橋在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)入氣化裝置原料煤儲(chǔ)倉，在重力的作用下，通過給煤機(jī)進(jìn)入到磨煤機(jī)內(nèi)磨成粉狀，熱風(fēng)爐出來的進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)成環(huán)狀分布進(jìn)入，同時(shí)控制進(jìn)入磨煤機(jī)的一次風(fēng)的溫度不大于褐煤的轉(zhuǎn)化溫度，控制由惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的惰性氣流進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)口時(shí)溫度約為250℃，離開磨煤機(jī)時(shí)溫度約為100～105℃，控制磨煤機(jī)內(nèi)的氧含量最大體積百分比為4％，粉碎后得到的粉煤通過粉煤袋式過濾器進(jìn)行分離凈化，粉煤的顆粒尺寸分布規(guī)格和粉煤的水分含量滿足以下要求：
顆粒尺寸≤90μm的重量占比為90％；
顆粒尺寸≤5μm的重量占為10％；
含水量＜5％重量；
(2)粉煤加壓及輸送
在一個(gè)加壓加料程序中，常壓煤斗內(nèi)的粉煤通過重力作用裝入粉煤鎖斗，粉煤鎖斗內(nèi)充滿粉煤后，即與所有低壓設(shè)備隔離，當(dāng)加壓到與粉煤給料罐具有相同的壓力時(shí)加壓完畢，位于粉煤鎖斗與粉煤給料罐之間平衡閥門打開，當(dāng)粉鎖斗與粉煤給料罐具有相同的壓力且粉煤給料罐內(nèi)的煤位降低到足以接收下一批粉煤時(shí)，只需打開煤粉鎖斗下部的兩個(gè)鎖斗閥就能將煤從鎖斗倒入加壓煤斗，到此完成一次加壓加料；開關(guān)程序控制煤粉鎖斗的截止、降壓和再次裝煤；
(3)氣化爐氣化
來自煤加壓及輸送單元的粉煤分三路進(jìn)入氣化爐燒嘴的三個(gè)煤粉管，氧氣經(jīng)預(yù)熱器加熱后先在混合器內(nèi)與一定量的蒸汽混合，然后按一定的配比量進(jìn)入燒嘴；氣化爐由上段的反應(yīng)段和下段的激冷室組成，粉煤在反應(yīng)段內(nèi)高溫不完全燃燒，生成的合成氣主要成分為CO和H2，在激冷室合成氣被激冷并被水飽和，熔渣迅速固化，出氣化爐的合成氣再經(jīng)文丘里洗滌器和合成氣洗滌塔用水進(jìn)一步潤濕洗滌，除去殘余的飛灰，生產(chǎn)的灰渣留在水中迅速沉淀并通過渣鎖斗定期排出界外；合成氣出激冷室后，在氣化爐出口管道處與噴入的冷凝液相接觸，以防止粗合成氣中夾帶的灰顆粒在出口管道處積聚而堵塞管口，然后粗合成氣進(jìn)入文丘里洗滌器，與激冷水泵送入的激冷水直接接觸形成霧化，粗合成氣進(jìn)一步被增濕，被水潤濕的固體顆粒增重，在合成氣洗滌塔內(nèi)加速沉降；合成氣氣液混合物離開文丘里洗滌器后進(jìn)入合成氣洗滌塔內(nèi)浸沒在液相中的氣體分布管，經(jīng)水浴后上升進(jìn)入洗滌塔的中部分離空間，氣體中夾帶的微量顆粒及夾帶的液滴在分離空間沉降于洗滌水中，氣體則進(jìn)入四塊沖擊式洗滌塔板被進(jìn)一步洗滌，洗滌后的合成氣進(jìn)入塔頂部的旋流板除沫器，分離出霧沫液滴后的合成氣離開洗滌塔；煤中約65％的灰以熔渣形式離開氣化區(qū)，進(jìn)入激冷室后固化成玻璃體，在渣鎖斗的底部沉積，大塊的渣由破渣機(jī)破碎，粗渣和其它沉降在氣化爐激冷室底部的固體由一股循環(huán)水輸送到渣鎖斗中，干凈的水從鎖斗頂部出來再通過渣鎖斗循環(huán)泵循環(huán)到氣化爐激冷室。