本发明专利技术涉及一种固定床间歇式增氧自然气化生产合成氨、甲醇原料气的方法，是将传统固定床间歇气化工艺的入炉空气中氧气浓度提高到22％～65％。其克服传统间歇式气化工艺吹风效率低、单炉产气量低、煤耗高、环境污染大，富氧连续气化运行不稳定、煤气二氧化碳、甲烷高等弊端，继承富氧连续气化产气量高、煤耗低优点，创新性整合两种气化工艺优点，做到扬长避短。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用固定床气化炉间歇式气化工艺生产合成氨、甲醇原料气。
技术介绍
传统固定床间歇气化工艺的一个循环分为吹风、上吹、下吹、二次上吹、吹净五个阶段，其工艺流程按阶段表述为(见图1)1.吹风空气一鼓风机1 —空气总管2 —吹风阀3 —煤气炉一上气道一除尘器一回收阀 11—吹风气回收总管13—吹风气余热集中回收一放空(吹风气余热回收流程)；或空气一鼓风机1 —空气总管2 —吹风阀3 —煤气炉一上气道一除尘器一上吹煤气阀7 —煤气总阀8 —煤气总管12 —煤气余热锅炉一洗气塔一气柜(吹风气回收流程)；或空气一鼓风机1 —空气总管2 —吹风阀3 —煤气炉一上气道一除尘器一烟囱阀 10 —烟囱放空(吹风气直接放空，煤气炉点火升温用)2.上吹蒸汽总管一蒸汽总阀4—上吹蒸汽阀5—煤气炉一上气道一除尘器一上吹煤气阀 7 —干式水封一煤气总阀8 —煤气总管12 —煤气余热锅炉一洗气塔一气柜3.下吹蒸汽总管一蒸汽总阀4 —下吹蒸汽阀6 —上气道一煤气炉一下吹管线一下吹煤气阀9 —干式水封一煤气总阀8 —煤气总管12 —煤气余热锅炉一洗气塔一气柜4. 二次上吹与上吹工艺流程相同5.空气吹净与吹风气回收流程相同工艺描述来自大气的空气经鼓风机加压至^kPa,经各炉吹风阀、供造气炉使用，空气与蒸汽间歇进入煤气炉内，经吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净五个阶段制取半水煤气供后工段使用。煤气炉夹套锅炉生产的蒸汽经管道14去余热锅炉过热后由过热管15输送至低压蒸汽总管供煤气炉使用。传统固定床间歇气化工艺特点技术成熟、操作简单；煤气中有效成分较高，上吹有效气(CCHH2)平均85%，下吹有效气平均96%;适用煤种范围广；投资少；吹风效率低，单炉产气量低，由于进入气化炉燃烧所需的氧气来源于大气，氧气浓度低(21% )，单位时间与炭反应放出的热量少，只能靠延长吹风时间来提高气化层温度，造成吹风效率低，能量利用率低，单炉产气量低；环境污染大，生成的吹风气中含有粉尘、二氧化碳和硫化物，排入大气对环境造成污染。富氧连续气化流程为(见图2)富氧空气经富氧空气阀2+过热蒸汽经蒸汽阀3 —混合器1 —煤气炉一上气道一除尘器一干式水封一煤气总阀4 —煤气总管6 —煤气余热锅炉一洗气塔一气柜煤气炉升温气或不合格煤气经烟囱阀5放空。煤气炉夹套锅炉生产的蒸汽经管道7去余热锅炉过热后由过热管8输送至低压蒸汽总管供煤气炉使用。工艺描述来自空分系统的纯氧通过减压，在富氧鼓风机岗位配成50-75% (依不同原料而定)富氧空气，与220°C左右的过热蒸汽混合，从造气炉底部同时进入与炉内炽热的炭反应，产生的煤气经除尘器、煤气总阀进入煤气总管，再经煤气余热锅炉回收显热和洗气塔降温送气柜。富氧连续气化工艺的特点技术成熟、运行不稳定(针对现有劣质原料)；需配套空分装置，一次性投资大，工业化装置尚未普及；对煤种选择性强；煤气中二氧化碳高，甲烷含量高，有效气体65-72% ；单炉产气量高，约为间歇气化1倍以上；始终为连续上吹制气，无吹风气放空，环境污染小。经过多年对固定床间歇气化工艺调优的实践，固定床间歇气化工艺过程简单，采用空气、蒸汽气化剂分阶段入炉制气，属蓄热制气法，温差幅度大，而气体总体质量好，尤其是下吹阶段，气质比上吹更好，该工艺目前能耗高居不下，主要原因是吹风升温采用空气， 热效率差、热损失大。富氧气化为连续上吹制气，供热和制气一并进行的自热式制气法，温差幅度小，产气量大，环境污染小，但煤气中二氧化碳、甲烷含量高，连续稳定运行时间短， 在气化劣质原料时易结渣结块，需定时停炉人工扒块处理。由于两种气化工艺采用相近的装置设备，通用性强，通过提高入炉空气中氧气的浓度，提高吹风效率，使传统间歇气化工艺的能源利用率及装置能力得到大幅度提高，随着氧气浓度的提高，可最终实现该工艺吹风气零排放。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种固定床间歇式增氧自然气化的方法来生产合成氨、甲醇原料气；其克服传统间歇式气化工艺吹风效率低、单炉产气量低、煤耗高、环境污染大，富氧连续气化运行不稳定、煤气二氧化碳、甲烷高等弊端，继承富氧连续气化产气量高、煤耗低优点，创新性整合两种气化工艺优点，做到扬长避短。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种，是将传统固定床间歇气化工艺的入炉空气中氧气浓度提高到22% 65%。本专利技术的方法，一个循环包括回收、上吹、下吹、二次上吹四个步骤，所述方法为将来自空分系统的纯氧和大气加压混合，配成所需浓度增氧空气后输送至煤气炉；增氧空气与过热蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过回收、上吹、下吹、二次上吹四个步骤；其中回收为将吹风气全部回收进入气柜。以本专利技术的一个优选实施方式为例，本专利技术的方法的具体工艺描述为来自空分系统的纯氧(>96%)经总阀、流量调节阀、支管阀、气动开关阀进入增氧鼓风机，鼓风机另一入口空气管线连接大气，空气管线由阀门控制，两种气体在鼓风机内加压混合，配成所需浓度增氧空气后经出口气动开关阀、手动阀，由出口管线(增氧空气总管)输送至各台煤气炉，经煤气炉各增氧空气阀、混合罐供其使用。为了稳定增氧空气入炉压力防止总管超压， 在总管上设置自动放空阀和放空管，当压力大于30kpa时，放空阀自动开启，平时处于稳压调节状态。增氧空气(氧浓度22%-65%)与过热蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净五个阶段，灼热的炭与增氧空气中的氧气和蒸汽反应生成半水煤气供合成氨使用，当增氧空气中氧浓度达到一定程度时，吹风阶段时间为零，增氧空气中的氧气与炭反应放出的热量积聚在炽热的炭层中，能满足炭与蒸汽反应所需要的吸收热量，且生产的半水煤气能满足合成氨工艺的需要。此时原有间歇气化的五个阶段即改为回收、上吹、下吹、二次上吹等四个阶段，原有的吹风阶段产生的吹风气此时全部回收进入气柜，不再对大气造成放空或者送吹风气余热锅炉燃烧利用后再放空，减少对大气的污染。本专利技术的的特点1.煤种适应性强间歇法造气气化层温度峰谷值变化大，气体流向周期变化，对燃料粒度、热稳定性、灰熔点要求高。富氧连续气化由于料层温度、介质流向与流量恒定，因而对燃料要求较低，能适应小粒燃料及型煤和无烟块煤，但富氧连续气化出气温度高，不太适应热稳定性差的煤种，长周期稳定运行受到限制，需定时人工辅助扒块处理，经济性不高。固定床间歇式增氧自热气化，气化层温度峰谷值变化小，温度相对恒定，出气温度低，对燃料要求较低，煤种适应广，对小粒煤、型煤和低挥发份，机械强度与热稳定性差的无烟块煤均能发挥较好的气化效果。2.热量利用合理间歇法采用蓄热供热方式，先吹风燃烧放热，吹风气放空带走部分热量，造成燃料多余的损失，燃料层温度峰谷交变，床温波动大，气化效率低。富氧连续气化可以维持气化反应的热平衡，床温平稳，具备了高气化效率的条件，但由于持续上吹气化，出气温度高，上吹带走的热量多，床层气化层底顶温度散而温变大，使得合成氨生产成本和能耗的降低受到限制。而间歇增氧自热气化工艺能够维持气化反应飞热平衡，增设下吹使得气化层底顶温度集中而温变小，床温更加平稳，从而使热量尽量地积蓄在炉内被利用，在高气化效率的状态下，节约了燃料，使得合成氨生产成本和能耗进一步降低。3.设备通用性固定床间歇式增氧自热气本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种固定床间歇式增氧自然气化生产合成氨、甲醇原料气的方法，其特征在于：将传统固定床间歇气化工艺的入炉空气中氧气浓度提高到２２％～６５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆军，
申请(专利权)人：安徽淮化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34
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