本实用新型专利技术涉及一种以高灰煤为原料制备燃气的装置，所述装置包括：依次顺序连接的预处理单元、气化制气单元、高温燃气除尘单元、高温燃气余热回收单元、燃气除尘单元、燃气冷却单元和燃气脱硫单元，还进一步包括高温燃气余热回收单元。本实用新型专利技术提供的装置通过充分回收气化残渣、高温气体热量多级利用技术和两级气化器等技术，解决现有燃气制备技术对高灰煤原料的适应性差的问题，同时可降低成本，减少污染物排放，提高能源利用率和系统热效率，进而实现高灰煤这种劣质资源的大规模、高效利用。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及燃气生产领域，具体涉及以高煤灰为原料制备燃气的装置。
技术介绍
我国是世界煤炭生产大国，年产煤炭10亿吨以上。煤炭是我国的主要能源和重要 化工原料。我国煤中灰分含量普遍较高，且变化较大，灰分小于10 %的特低灰煤全国仅占探 明储量的17%左右，显然提高煤炭资源的利用率，尤其是高灰分煤的利用率对发展我国的 国民经济意义重大。然而煤的灰分高，会增加运输量和运费。在燃烧时，灰分越高，热效率 越低，而且会增加烟尘排放量和炉渣量，加剧燃煤对大气的污染。炼焦时，精煤灰分越高，焦 炭的灰分就越高，炼铁的焦比就增加，高炉利用系数就降低，产铁量减少。如果可以将这部 分高灰分煤清洁、高效、低成本的转化为清洁燃气用于工业生产或民用燃料则对劣质煤资 源高效利用、减少环境污染起到积极的促进作用。 目前的煤制气技术主要包括固定床、流化床和气流床气化技术。但对于高灰煤 (灰分含量>25% )的利用方面，就目前的技术而言，气流床技术受液态排渣和氧耗等因素 影响，对高灰分煤的气化还存在一定难度；尽管加压固定床气化技术可以处理高灰煤，但其 对床层的均匀性、透气性要求较高，因而限制了原料范围，仅可处理一部分符合要求的块状 高灰煤，同时该类气化过程需要消耗大量激冷水，水中含焦油、酚、氨等物质需要增加污水 净化环节，因此增加投资与原材料消耗。流化床气化技术虽然不是最先进的气化技术，气化 压力也上不去，但比较适合利用高灰煤制备燃气。然而现有流化床气化技术在处理高灰煤 过程中仍然存在一系列的问题。如，灰分含量增大灰渣熔化吸收的热量增大，为了保证气 化炉顺利排渣和维持气化炉的热量平衡，需要增加氧量来燃烧更多的碳原子，因此，气化系 统的氧耗和煤耗增加。同样的气化条件下灰分每增加1%，氧耗增加0. 7-0. 8%，煤耗增加 1. 3-1. 5%。排渣系统灰渣的显热随灰渣一起排除，这部分热量无法回收利用，排渣量的增 加增大了系统的热损失，减少了高压蒸汽产量，同时灰渣激冷消耗激冷水量大，加剧锁斗热 负荷。因此，原煤中灰分高时设备维修费、排渣运输费增加，从而增加企业生产成本和能耗。
技术实现思路
本技术针对上述高灰煤利用过程中的技术问题，提出一种利用高灰煤制燃气 的装置，可利用高灰煤自身灰分含量高的特点充分回收系统热量进而实现高灰煤清洁、高 效制备净煤气的目的。该技术具有原料适应性广、处理量大、碳转化率和热效率高、无污染 能耗小、操作简单、成本低等特点。 本技术的目的在于提供一种低成本、清洁、高效率的制备燃气的装置。本实用 新型通过充分回收气化残渣、高温气体热量多级利用技术和两级气化器技术解决现有燃气 制备技术对高灰煤原料的适应性差的问题，同时可降低成本，减少污染物排放，提高能源利 用率和系统热效率，进而实现高灰煤这种劣质资源的大规模、高效利用。 本技术提供了一种以高灰煤为原料制备燃气的装置，所述装置包括依次顺序 连接的预处理单元、气化制气单元、高温燃气除尘单元、高温燃气余热回收单元、燃气除尘 单元、燃气冷却单元和燃气脱硫单元。 所述预处理单元包括相连的破碎装置和筛分装置。所述破碎装置设有高灰煤的进 料口。 所述气化制气单元包括制气单元。所述制气单元中包含相连的一级气化器和二级 气化器；所述一级气化器与筛分装置相连。 所述的高温燃气除尘单元包括高温除尘单元，并与制气单元的二级气化器相连。 高温除尘单元中包含高温旋风除尘器。根据除尘的实际需要，所述高温旋风除尘器可以为 一级或串联的多级，级数越尚，除尘效率越尚。 所述高温燃气余热回收单元包括依次顺序连接的空气预热器、过热蒸汽单元、饱 和蒸汽单元和省煤器。 所述燃气除尘单元包括干法除尘器。 所述燃气冷却单元包括间接冷却器。 所述燃气脱硫单元包括脱硫装置，所述脱硫装置设有净煤气出口。 原料高灰煤依次经过破碎装置、筛分装置、制气单元、高温除尘单元、空气预热器、 过热蒸汽单元、饱和蒸汽单元、省煤器、干法除尘器、间接冷却器以及脱硫装置后，即可获得 洁净的燃气。 为了实现废料的循环利用，高温除尘单元还可以通过飞灰循环管道与制气单元相 连，从而实现对飞灰的循环热解气化。 为了提高能源利用率和系统热效率，空气预热器还可以设置空气进气口，并通过 空气气化剂管道与制气单元相连。将室温的空气通入空气预热器，经热交换后，所得到的热 空气可以作为气化剂，通入制气单元。 为了提高能源利用率和系统热效率，所述装置还可以进一步包括高温灰渣余热回 收单元，所述高温余渣余热回收单元可包括灰渣冷却单元。 所述灰渣冷却单元设有冷灰渣出口；制气单元还可以通过灰渣冷却管道与灰渣冷 却单元相连。灰渣冷却后，取出，可实现废料的持续利用。 所述灰渣冷却单元还可进一步设置软化冷水的进水口，并通过蒸汽气化剂管道， 依次经由省煤器、饱和蒸汽单元和过热蒸汽单元，与制气单元相连。 本技术进一步提供了采用本技术提供的装置制备燃气的方法，所述方法 包括以下步骤： (I)取高灰煤，依次经破碎装置和筛分装置预处理后，得到粒径大于6_的颗粒少 于总量3%的气化原料； (II)将步骤（I)所得气化原料通入制气单元，依次经制气单元中的一级气化器和 二级气化器，在制气单元中的气化剂的作用下，热解气化，即得高温燃气和灰渣； (III)将步骤（II)所得高温燃气通入高温除尘单元，经过高温除尘单元中的一级 或串联的多级高温旋风除尘器，去除飞灰，即得一次净化的高温燃气； (IV)将步骤（III)所得一次净化的高温燃气依次与空气预热器中的室温空气、过 热蒸汽单元中的饱和蒸汽、饱和蒸汽单元中的高温水和省煤器中的低温水进行热交换，即 得低温燃气； (V)将步骤（IV)所得低温燃气通入干法除尘器，除去细微粉尘；通入间接冷却器， 再通入脱硫装置，脱硫净化后，即得洁净的燃气。 所述步骤（II)所得的高温燃气为气态，集中在制气单元的顶部，热解后残余的灰 渣为固态，位于制气单元的底部，高温燃气与灰渣因性质不同而自然分离。所述高温燃气 中，混有细小的固体颗粒状粉尘，即未热解气化的飞灰，需要经过步骤（III)将飞灰从高温 燃气中去除。 所述方法还可以包括对步骤（III)所得飞灰的循环利用；具体为：将步骤（III) 所得飞灰通过飞灰循环管道通入制气单元，进行循环热解气化。 所述方法还可以包括：将步骤（II)所得灰渣通过灰渣冷却管道通入灰渣冷却单 元，与其中的软化冷水进行热交换；灰渣冷却到室温后，输出，即得冷灰渣。 本技术所述制气单元中需要气化剂，所述气化剂可以通过对制备过程中产生 的副产物进行进一步加工获得，从而实现能源的高效利用。 具体而言，将室温的空气通入空气预热器，经过与一次净化的高温燃气进行热交 换后，所得到的空气可作为气化剂通过空气气化剂管道通入制气单元。 将软化冷水通入灰渣冷却单元，经过与灰渣进行热交换后，可得到低温水，所述低当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以高灰煤为原料制备燃气的装置，其特征在于，所述装置包括依次顺序连接的预处理单元、气化制气单元、高温燃气除尘单元、高温燃气余热回收单元、燃气除尘单元、燃气冷却单元和燃气脱硫单元；所述预处理单元包括相连的破碎装置(1)和筛分装置(2)；所述气化制气单元包括制气单元(3)；所述制气单元(3)中包含相连的一级气化器和二级气化器，所述一级气化器与筛分装置(2)相连；所述的高温燃气除尘单元包括高温除尘单元(4)，并与制气单元(3)的二级气化器相连；所述高温除尘单元(4)中包含高温旋风除尘器；所述高温燃气余热回收单元包括依次顺序连接的空气预热器(5)、过热蒸汽单元(6)、饱和蒸汽单元(7)和省煤器(8)；所述燃气除尘单元包括干法除尘器(9)；所述燃气冷却单元包括间接冷却器(10)；所述燃气脱硫单元包括脱硫装置(11)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：裴培，王其成，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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