一种鲁奇炉气化无烟煤的方法技术

技术编号:13637004 阅读:191 留言:0更新日期:2016-09-03 00:36
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
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【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

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