一种鲁奇炉气化无烟煤的方法技术

本发明专利技术公开了一种鲁奇炉气化无烟煤的方法。该方法包括以下步骤：1)向鲁奇炉中通入过热蒸汽对无烟煤进行加热至出口气体温度为100℃以上；2)通入空气对无烟煤进行点火，点火后通入空气和过热蒸汽的混合气体进行养炉3)通入氧气和过热蒸汽组成的气化剂进行气化，使出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％；4)将鲁奇炉的压力加压至3.6～3.8Mpa，控制气化剂温度和汽氧比，即得粗煤气。该方法炉渣含碳小于6％，吨氨耗无烟块煤1000～1050公斤，所得粗煤气成分稳定，适用于合成氨、甲醇、煤制天然气等煤化工企业的无烟煤气化生产，应用价值高，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤气化领域，具体涉及一种鲁奇炉气化无烟煤方法。
技术介绍
根据我国缺油、少气、富煤的能源资源特点，煤制天然气作为替代性能源是一种非常好的低碳产品，具有较强的经济、技术优势；我国丰富的煤炭资源为煤制气项目提供了广阔的应用前景。鲁奇炉气化属自热式逆流移动床连续加压气化工艺技术，其以碎煤为原料，向气化炉中通入气化剂进行气化反应生成一定比例的粗煤气原料。气化时，粒度为6～50mm的原料煤油储煤仓间断地加入到气化炉内，煤自上经下经干燥层、干馏层、气化层逐层下移，与底部进入的气化剂逆流接触发生气化反应，生成的煤气将热量传递给下降的煤层，经出口离开气化炉。鲁奇气化炉适用的原料为热值较低、挥发份较高的煤种；煤种不同、气化剂不同，都会影响气化效率和气化强度，并直接影响粗煤气的质量。无烟煤是煤化程度最高的煤，其固定炭含量高、挥发份低、密度大、硬度大、燃点高，燃烧时不冒烟，外观黑色坚硬、有金属光泽、断口呈贝壳状，燃烧时火焰短、温度高、少烟、不易结焦，一般含碳量大于70％，挥发份小于8.0％，热值在6000-7000cal/g。晋城无烟煤是全国最大的无烟煤生产基地，每年有上亿吨的产量，其中约50％产量为无烟块煤；传统无烟快煤的应用方式是作为间歇式固定床常压气化炉的原料，但间歇式固定床常压气化炉能耗较高，气化炉的炉渣含碳在15％以上，吨氨耗无烟块煤1200公斤以上，已不能满足国家节能减排的发展要求。现有技术中，鲁奇炉适用的煤种有限，如何因地制宜，开发一种适用于无烟煤的鲁奇气化工艺，对于实现无烟煤的气化转型具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种鲁奇炉气化无烟煤的方法，从而解决现有技术中，无烟煤的间歇式固定床气化存在炉渣含碳量和吨氨耗高的问题。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种鲁奇炉气化无烟煤的方法，包括以下步骤：1)向鲁奇炉中通入过热蒸汽对无烟煤进行加热至出口气体温度为100℃以上；2)通入空气对无烟煤进行点火，出口气体中CO2体积含量为12～15％，O2体积含量≤0.2％后，通入空气和过热蒸汽的混合气体进行养炉，控制混合气体的温度为120～160℃，养炉过程中维持出口气体中CO2体积含量为12～15％，O2体积含量≤0.2％；3)通入氧气和过热蒸汽组成的气化剂进行气化，使出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％；其中，气化剂的温度为320～350℃，气化剂中过热蒸汽和氧气的比值为7.0～8.0Kg/Nm3；4)将鲁奇炉的压力加压至3.6～3.8Mpa，维持气化剂的温度为320～350℃，气化剂中过热蒸汽和氧气的比值为4.3～5.0Kg/Nm3；控制出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％，即得粗煤气。步骤1)中，每处理110t～120t无烟煤，过热蒸汽的流量为8000kg/h～13000kg，鲁奇炉的压力为0.3～0.4Mpa，加热的时间为4～6h。该步骤中，对鲁奇炉中无烟煤从炉底部逐渐向上加热，通过过热蒸汽的升温使煤层达到一定温度，在该温度下煤与氧有较快的反应速度，利用煤的氧化、燃烧特性，便于后续的点火过程。步骤2)中，点火阶段，主要是从炉底部通入空气对炉內炉底无烟煤进行点火，使炉內炉底无烟煤进入燃烧状态。每处理110t～120t无烟煤，空气的流量为800～1000Nm3/h。养炉阶段，当炉內炉底无烟煤进入燃烧状态时，应适当增加空气量，以建立一定厚度的气化层，通入过热蒸汽以控制炉中气化层的温度。每处理110t～120t无烟煤，空气的流量为1500～2000Nm3/h，过热蒸汽的流量为3000～5000Kg/h，鲁奇炉的压力为0.3～0.4Mpa，养炉的时间为4～6h。经点火和养炉过程，利于稳定工况，为后期的稳定高负荷运行创造条件。步骤3)中，每处理110t～120t无烟煤，气化剂中氧气的流量为1500～2000Nm3/h。该步骤是在鲁奇炉内火层均匀建立后，通过过热蒸汽和氧气的比例调整使粗煤气成分满足要求。步骤4)中，待粗煤气成分稳定后，通过加压气化提高气化强度和气化效率，调整气化剂的温度、过热蒸汽和氧气的比例可使粗煤气的成分保持稳定。使气化炉转入生产状态，每处理1.0t无烟煤，气化剂中氧气的用量为390～400Nm3。所得粗煤气的温度为470～520℃；粗煤气的成分组成为：CO2 25～28％，O2≤0.2％，CO 22.5～24.5％，H2 38～41％，N2 0.2～0.5％，CH4 8～10％，H2S 0.1～0.5％。优选的，无烟煤的粒度组成为：≤6mm：≤1％，6～13mm：11～12％，13～25mm：35～40％，25～60mm：50～55％。所述过热蒸汽的温度为350～400℃。本专利技术提供的鲁奇炉气化无烟煤的方法，通过过热蒸汽鲁奇炉内无烟煤升温、空气点火、养炉、氧气蒸汽进行气化、系统加压气化等步骤，减少了带出物损失，加快了气化反应速度，延长气、固相接触反应时间，从而提高了气化强度；该方法的炉渣含碳小于6％，吨氨耗无烟块煤1000～1050公斤，所得粗煤气成分稳定，可用于合成氨、甲醇、天然气等化工工艺产品生产使用，应用价值高，具有良好的经济效益。附图说明图1为本专利技术鲁奇炉气化无烟煤所用鲁奇气化炉系统的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下实施例中，鲁奇炉的具体操作为：(1)点火前的准备气化炉经过气压试验合格；运转设备经过试运行符合使用条件；电气仪表可正常使用；各阀门按照开车要求开关到位；各种安全阀经过检验合格并安装到位；气化炉夹套液位及废锅壳侧、集水槽液位均正常且自动控制可正常投用；煤锁引射器投用正常；气化炉控制盘加煤7-8锁，确认气化炉满料，然后关闭煤锁下阀，稍转炉篦以排放煤尘；确认充压管线阀门关闭、盲板盲位正确；确认煤锁气阀门关闭；确认火炬投运，气化剂倒淋全开，夹套及洗涤冷却器安全阀旁路开；确认开车煤气压力控制阀门打开，去火炬排放正常；确认煤锁及气化炉系统测压蒸汽投用正常，仪表完好准确；(2)过热蒸汽升温2.1蒸汽暖管：缓慢打开蒸汽旁路对气化炉系统进行暖管，直至全开；煤锁上下阀关闭，15分钟排放冷凝液一次；打开气化炉夹套的加热蒸汽，将夹套锅炉给水加热到90℃；用蒸汽吹扫气化剂管线30分钟，直至气化剂倒淋有干蒸汽冒出；2.2气化炉升温：关闭中压蒸汽管线上控制阀电动阀，缓慢打开中压蒸汽截止阀8-10扣，关闭蒸汽旁路阀门；控制蒸汽电动阀开度为10％，视泄漏量确定开度，注意气化炉与夹套压差变化，控制在30KPa以下，压差高表明蒸汽流量大，应减少蒸汽量；煤锁上下阀关闭，灰锁15分钟排放冷凝液一次；(3)空气点火、养炉空气点火前，气化炉夹套液位及废锅壳侧、集水槽液位均正常且自动控制投用正常；气化炉夹套安全阀旁路关闭；空气盲板倒通，两道截止阀全开，放空关闭；煤锁上下阀关闭，灰锁排放冷凝液后上阀关，下阀开；若有其他气化炉运行，确认开工火炬熄灭，否则
加大蒸汽量将其吹灭或切换火炬；打开本炉去开工火炬阀门开度至50％左右，保证去取样点路线通畅，提前对取样点进行排放；关闭中压蒸汽调节阀、电动阀，缓慢打开空气阀，气化炉空气点火；缓慢打开过热蒸汽控制阀，配入过热蒸汽；通过控制气化剂温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鲁奇炉气化无烟煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向鲁奇炉中通入过热蒸汽对无烟煤进行加热至出口气体温度为100℃以上；2)通入空气对无烟煤进行点火，出口气体中CO2体积含量为12～15％，O2体积含量≤0.2％后，通入空气和过热蒸汽的混合气体进行养炉，控制混合气体的温度为120～160℃，养炉过程中维持出口气体中CO2体积含量为12～15％，O2体积含量≤0.2％；3)通入氧气和过热蒸汽组成的气化剂进行气化，使出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％；其中，气化剂的温度为320～350℃，气化剂中过热蒸汽和氧气的比值为7.0～8.0Kg/Nm3；4)将鲁奇炉的压力提加压至3.6～3.8Mpa，维持气化剂的温度为320～350℃，气化剂中过热蒸汽和氧气的比值调整为4.3～5.0Kg/Nm3；控制出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％，即得粗煤气。

【技术特征摘要】
1.一种鲁奇炉气化无烟煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向鲁奇炉中通入过热蒸汽对无烟煤进行加热至出口气体温度为100℃以上；2)通入空气对无烟煤进行点火，出口气体中CO2体积含量为12～15％，O2体积含量≤0.2％后，通入空气和过热蒸汽的混合气体进行养炉，控制混合气体的温度为120～160℃，养炉过程中维持出口气体中CO2体积含量为12～15％，O2体积含量≤0.2％；3)通入氧气和过热蒸汽组成的气化剂进行气化，使出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％；其中，气化剂的温度为320～350℃，气化剂中过热蒸汽和氧气的比值为7.0～8.0Kg/Nm3；4)将鲁奇炉的压力提加压至3.6～3.8Mpa，维持气化剂的温度为320～350℃，气化剂中过热蒸汽和氧气的比值调整为4.3～5.0Kg/Nm3；控制出口气体中CO2体积含量为25～28％，O2体积含量≤0.2％，即得粗煤气。2.如权利要求1所述的鲁奇炉气化无烟煤的方法，其特征在于，步骤1)中，每处理110t～120t无烟煤，过热蒸汽的流量为8000kg/h～13000kg，鲁奇炉的压力为0.3～0.4Mpa，加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫国，宋三奎，
申请(专利权)人：河南晋煤天庆煤化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41