一种半水煤气生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种半水煤气生产工艺，包括工艺步骤A和工艺步骤B，其中所述工艺步骤A包括S1吹风、S2上吹制气、S31下吹制气、S4二次上吹、S5空气吹净；所述工艺步骤B依次包括步骤S1吹风，S2上吹制气，S32除汽上吹，S4二次上吹和S5空气吹净，通过在吹风阶段加入煤棒避免在制气阶段加入煤棒，所导致的水蒸汽直接和煤棒接触而影响煤棒的粘接和结壳现象，同时在现有工艺基础上增加除汽上吹阶段，用于完全烘干煤棒中水份，进一步除去煤棒中水份，使气化剂的均匀分布，确保煤气炉炉况的稳定,达到气质合格。

【技术实现步骤摘要】
一种半水煤气生产工艺
本专利技术涉及固定床煤气化工工艺领域，具体涉及一种半水煤气生产工艺。
技术介绍
合成氨造气主要任务是采用固定床间歇常压气化法，即在煤气发生炉内，以烘干煤棒为原料，并保持一定的床头层，在高温下，交替地吹入空气和水蒸汽，以制取合格的半水煤气。在保证煤气质量的前提下，尽可能提高煤气产量，降低燃料的消耗，即尽可能提高燃料和水蒸汽的利用率，为后工段提供优质的半水煤气。公开号为CN104845674中国专利公开了一种半水煤气的生产工艺，通过吹风阶段、上吹阶段、下吹阶段、二次上吹阶段和吹净阶段几个步骤连续循环在炉体中完成半水煤气的制备，然而在上述技术中，当煤棒质量不稳定时，易产生煤棒相互粘接，结壳、塌方和跨碳等问题，上述问题的存在会导致气体偏流、局部过热、热量不平衡、炉温不正常、气质气量下渣差，生棒多或渣块里面包有煤棒残碳高，严重时氧含量居高不下，产气量差、消耗大幅度上升，严重影响制约了安全生产，因此亟待研究一种可防止煤棒相互粘接，结壳、塌方和跨碳等问题出现的水煤气生产工艺。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术公开了一种半水煤气生产工艺，通过在吹风阶段加入煤棒避免在制气阶段加入煤棒，所导致的水蒸汽直接和煤棒接触而影响煤棒的粘接和结壳现象，同时在现有工艺基础上增加除汽上吹阶段，用于完全烘干煤棒中水份，进一步除去煤棒中水份，使气化剂的均匀分布，确保煤气炉炉况的稳定,达到气质合格。一种半水煤气生产工艺，包括多个工艺步骤A和工艺步骤B，其中：所述工艺步骤A包括如下步骤：S1吹风：加入固体燃料，空气从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，放出大量热量，使气化层温度升高，蓄热；S2上吹制气：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，上吹制气过程中水蒸汽流量为上吹设定值为7-9t/h，维持时间为40-50s；S31下吹制气：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉顶自上而下通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，用于保持气化层的位置和温度稳定在一定区域内，下吹制气过程中水蒸汽流量为下吹设定值7-9t/h，维持时间为55-60s；S4二次上吹：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，用于排净炉底残留的半水煤气，为空气通过燃料层创造安全条件，二次上吹过程中，水蒸汽流量为5-8t/h，维持时间为5-10s；S5空气吹净：空气经吹风阀进入炉体，回收管道中的剩余煤气；所述工艺步骤B依次包括步骤S1吹风，S2上吹制气，S32除汽上吹，S4二次上吹和S5空气吹净，其中S32除汽上吹为：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，在S2上吹制气之后，用于使气化层上升，增加燃料层中的温度，使燃料中的水蒸汽从炉顶排出，S32除汽上吹过程中水蒸汽流量为7-9t/h，维持时间为55-60s。具体地，每10-25个工艺步骤A的循环进行之后进行1个工艺步骤B。具体地，每15个工艺步骤A的循环进行之后进行1个工艺步骤B。具体地，在步骤S2上吹制气中，所述气化剂包括水蒸汽和空气。具体地，所述工艺步骤B包括多个连续的S32除汽上吹。本专利技术技术方案具备的有益效果如下：1.本技术方案通过将工艺步骤A和工艺步骤B的组合，既可保证半水煤气生产工艺中气化层的位置和温度稳定在一定区域内，同时也可以保证，煤棒中多余水份可随上吹从炉顶排出，使煤棒入炉后不形成相互粘接，不形成冷疤、热疤，不形成结壳、塌方、跨碳，使气化剂(蒸汽、空气)分布均匀，煤气发生炉炉况的稳定，达到气质合格。2.本技术方案通过在S1吹风步骤中加入固体燃料(煤棒)，避免煤棒加入初期和S2上吹制气或S31下吹制气中的高温气化剂直接接触，从而有效避免煤棒中水份遇高温急剧气化所引起的煤棒粘接现象。具体实施方式为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术公开了一种半水煤气生产工艺，通过在吹风阶段加入煤棒避免在制气阶段加入煤棒，所导致的水蒸汽直接和煤棒接触而影响煤棒的粘接和结壳现象，同时在现有工艺基础上增加除汽上吹阶段，用于完全烘干煤棒中水份，进一步除去煤棒中水份，使气化剂的均匀分布，确保煤气炉炉况的稳定,达到气质合格。为了更好的理解本专利技术技术方案，下面将结合具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本专利技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。实施例一在固定层固体燃料气化过程中，通入气化剂不同，所得到的气体成份也不同。以空气为气化剂时，制得的气体称为空气煤气，其中N2含量较高，CO和H2含量都很低；以水蒸汽为气化剂时，制得的气体为水煤气，其中CO和H2的含量虽然都很多，但N2很低。在合成氨生产过程中，要求N2、H2混合气体的组成是CO+H2与N2之比为3.1:3.2。如用空气煤气则N2太多，用水煤气，则N2不足。为满足制氨需要，在水煤气中混合一定量的空气煤气，成为具有一定H2、N2的混合气体，称之为半水煤气。煤气发生炉内固体燃料包括五层燃料层，从上至下分具体为：干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层。其中，干燥层在燃料层的最上部，燃料在此受热分解，燃料中水分蒸发；干燥层往下一个区域为干馏层，燃料在干馏层受热分解，放出低分子烃，燃料本身也逐渐焦化；干馏层向下依次是还原层、氧化层，还原层和氧化层统称为气化层；气化层下方为灰渣层，灰渣层由炉箅上面固体残渣形成，可以用于预热自炉底进入的气化剂，同时灰渣被冷却，以保护炉箅不致过热而损坏。第一，空气煤气的生产过程具体为：以空气作为气化剂，在吹风阶段，空气从炉底进入，经灰渣层预热后到在氧化层，此时气体中的O2与固体燃料中的C接触，发生下列反应：2C+O2＝2CO+Q(1)2CO+O2＝2CO2+Q(2)C+O2＝CO2+Q(3)气体再往上升到达还原层，此时，气体中的CO2与C反应：此反应为吸热反应，在高温下进行，反应所需的热量是从氧化层氧化反应产生。气体继续上升，进入干馏层和干燥层，气体把自身的热量传给干馏层和干燥层中的固体燃料，进行干馏和干燥进而把固体燃料中的水份蒸发出去。上述(1)、(2)、(3)式的反应，均为放热反应，在煤气发生炉气化层的温度范围内，上述反应均为不可逆的，反应速度较快，而且进行相当完全。(4)式的反应为可逆的吸热反应，反应速度较慢，反应速度随温度的提高而加快。第二，水煤气的生产过程具体为：以水蒸汽作为气化剂，在上吹阶段，H2O从炉底进入，经灰渣层预热后到在气化层，此时气体中的H2O与固体燃料中的C接触，发生下列反应：副反应：提高温度有利于(5)、(6)、(7)三式的反应向右进行，而不利于(8)、(9)两式的反应，提高温度能加速反应，且可以降低水煤气中CH4和CO2的含量，煤气发生炉的温度必须控制在900℃以上，否则会使气体中CH4和CO2含量增多，半水煤气的质量和数量均会下降。第三，半水煤气的生产过程由于热量平衡与气体成分之间的矛盾，在生产中不可能采取同时通入空气和蒸汽的方法连续生产半水煤气，只能采用间歇法制气，即向煤气发生炉先通入空气，以提高燃料层温度，然后通入水蒸汽生成水煤气，再将气体混合，获得半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半水煤气生产工艺，其特征在于，包括多个工艺步骤A和工艺步骤B，其中：所述工艺步骤A包括如下步骤：S1吹风：加入固体燃料，空气从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，放出大量热量，使气化层温度升高，蓄热；S2上吹制气：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，上吹制气过程中水蒸汽流量为7‑9t/h，维持时间为40‑50s；S31下吹制气：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉顶自上而下通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，用于保持气化层的位置和温度稳定在一定区域内，下吹制气过程中水蒸汽流量为7‑9t/h，维持时间为55‑60s；S4二次上吹：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，用于排净炉底残留的半水煤气，为空气通过燃料层创造安全条件，二次上吹过程中，水蒸汽流量为5‑8t/h，维持时间为5‑10s；S5空气吹净：空气经吹风阀进入炉体，回收管道中的剩余煤气。所述工艺步骤B依次包括步骤S1吹风，S2上吹制气，S32除汽上吹，S4二次上吹和S5空气吹净，其中S32除汽上吹为：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，在S2上吹制气之后，用于使气化层上升，增加燃料层中的温度，使燃料中的水蒸汽从炉顶排出，S32除汽上吹过程中水蒸汽流量为7‑9t/h，维持时间为55‑60s。...

【技术特征摘要】
1.一种半水煤气生产工艺，其特征在于，包括多个工艺步骤A和工艺步骤B，其中：所述工艺步骤A包括如下步骤：S1吹风：加入固体燃料，空气从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，放出大量热量，使气化层温度升高，蓄热；S2上吹制气：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，上吹制气过程中水蒸汽流量为7-9t/h，维持时间为40-50s；S31下吹制气：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉顶自上而下通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，用于保持气化层的位置和温度稳定在一定区域内，下吹制气过程中水蒸汽流量为7-9t/h，维持时间为55-60s；S4二次上吹：以水蒸汽为气化剂，水蒸汽从炉底自下而上通过燃料层，与燃料层中碳反应，生成水煤气，用于排净炉底残留的半水煤气，为空气通过燃料层创造安全条件，二次上吹过程中，水蒸汽流量为5-8t/h，维持时间为5-10s；S5空气吹净：空气经吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗忠和，杨飞，张道军，马声忠，
申请(专利权)人：襄阳泽东化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42