CN102465038B - 一种低成本清洁煤气制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低成本清洁煤气制备方法，属于化工气体生产技术领域。本发明主要特征在于：原料有煤粉、空气；主要生产装置包括粉煤成型装置、煤气发生炉、煤气冷却装置、煤气脱硫装置；主要生产工艺为煤粉加工成型煤，型煤在煤气发生炉内气化生成粗煤气，粗煤气经除尘、冷却降温、脱硫形成清洁煤气产品。清洁煤气主要用于冶金、化工、建材等行业作为燃气。本发明提供的煤气制备方法具有生产工艺简单，设备投资费用低，安全可靠，煤气生产成本低，煤气燃烧后烟气达到排放标准。实现了产品和产品生产过程的双清洁。

Description

一种低成本清洁煤气制备方法

技术领域

本发明涉及到一种低成本的清洁煤气制备方法，属于化工气体生产技术领域。

背景技术

煤气广泛应用于冶金、化工、建材行业作为原料和产品的加热热源。具有快捷方便、易于操作、供热量大、成本较低、相对比较清洁的优点。每1000Kcal热量分别由电、液化气、柴油、天然气、煤气、煤来提供，其成本比约为100:100:110:50:40:30。电、液化气、柴油作为次生清洁能源，使用成本基本相当；天然气作为原生清洁能源，其使用成本较低，一方面是天然气本身开采加工成本较低，另一方面天然气主要作为城镇居民生活用能，国家限价；煤作为原生能源，使用成本最低，煤气是煤气化后的初级能源，使用成本也较低，但煤和煤气燃烧时产生较多的SO₂，怎样将煤转化为低成本的清洁能源是一个重要的节能减排课题。

目前，将煤转化为煤气一般用一段式煤气发生炉和二段式煤气发生炉，二段式煤气发生炉用烟煤作为原料，一段式煤气发生炉主要采用无烟煤作为原料。

1．一段式煤气发生炉产生的煤气温度较高(400-500℃)，一般采用两至三级水洗，煤气显热没有回收，浪费能源，另一方面浪费冷却水。冷却水中溶解了大量的硫化物、氰化物、酚类化合物，水处理难度相当大，很多厂甚至没有进行水处理，环境污染较大。

2．二段式煤气发生炉与一段式煤气炉相比煤气温度较低，煤气经除焦油、风冷后水洗，水洗时用水量大大减少。二段式煤气炉投资增了很多，只是减少了生产过程中的污染量，但还是没有根治冷却水中的硫化物、氰化物、酚类化合物。

3．以上两种煤气制取方法中都未涉及到煤气产品的脱硫，煤气中的H₂S达到1000-2000mg/m³，煤气燃烧后烟气中的SO₂超标。

4．以上两种煤气制取方法都采用块煤为原料，块煤资源相对有限，煤价较高。

发明内容

1．本发明的发明目的

本发明的目的在于克服以上煤气制取方法中存在的不足，提供一种生产工艺简单、设备投资费用低、生产费用低、安全、节能、环保的清洁煤气制取方法。既降低煤气生产成本，又减少生产过程中的污染，制取出清洁产品煤气，煤气燃烧后烟气可达标排放。

2．本发明的技术方案

粉煤成型：

无烟粉煤由振动筛(1)筛出15mm以上的颗粒后经笼式破碎机(2)破碎至3mm以下，3mm以下的煤粉在双轴搅拌机(3)中搅拌，同时加入粘结剂，粘结剂主要成分为腐植酸钠。搅拌均匀的煤粉须堆沤24小时以上，让粘结剂渗透。堆沤后的煤粉称之为熟料，熟料经单轴搅拌机(5)给料至煤棒挤出机(6)挤压成棒状(湿煤棒)。湿煤棒再经烘干塔干燥至水分≤4％成为干煤棒。

煤气制取：

干煤棒由自动加煤机加入煤气发生炉(7)，废热锅炉(9)与水夹套产生的水蒸汽和空气鼓风机送来的空气从煤气发生炉(7)底部进入，在炉内发生反应，生成煤气从炉顶送出。

煤气发生炉(7)采用不用打钎的炉型(已申请实用新型专利)，炉顶无煤气泄漏，煤气热值高，操作弹性大，劳动强度低。

煤气除尘：

煤气发生炉(7)顶部出来的含尘量5-10g/m³煤气经旋风除尘器(8)除去90％以上的粉尘。

煤气冷却降温：

旋风除尘器(8)出来的煤气温度400-500℃经废热锅炉(9)降至200℃以下，经外水冷排管(10)降至100℃以下，再经喷雾洗气塔(11)冷却至50℃以下。喷雾洗气塔(11)传热效率高，经过前二次间壁式冷却，煤气温度又低，故用水量很少，大大减少有害废水的处理量。

有害废水处理：

喷雾洗气塔(11)出来的含氰、含硫、含酚废水经蒸发出有害物质后循环使用。蒸发出的含有害物质的气体送煤气发生炉(7)燃烧。

煤气脱硫：

喷雾洗气塔(11)出来的煤气经脱硫塔(12)脱去H₂S，煤气中H₂S由1000-2000mg/m³，脱至100ppm以下，煤气燃烧后烟气达到国家排放标准。脱硫剂主要成分为Na₂CO₃、栲胶，脱硫液在喷射再生塔(13)中再生后循环使用，脱硫过程的副产品工业硫磺可作为硫磺制酸的原料，可作为产品出售。

3．本发明的有益技术效果

采用粉煤成型制取煤气降低煤气成本25-30％。

产品煤气中H₂S≤100ppm。

煤气生产过程实现清洁生产。

附图说明

图1是本发明的低成本清洁煤气制备方法的工艺原理图。

具体实施方式

1、原料煤要求

煤种

水分

灰分

挥发分

硫分

固定碳

灰熔点

无烟粉煤

≤8％

≤20％

5-9％

≤1％

≥70％

≥1350℃

2、粘结剂要求

腐植酸钠(褐煤)：≥45％。

片碱：96％。

3、煤棒操作技术指标

粘结剂加入量：≥4％。

煤粉破碎要求：≤3mm以下的占90％。

粉煤成型前水分：13-15％。

湿煤棒水分：≤13-14％。

干煤棒水分：≤4％。

4、煤棒质量技术要求

制作成型干燥后的煤棒达到以下技术要求：

5、煤气发生炉制气主要技术指标：

6、煤气成分

CO2

O2

CO

H2

CH4

N2

热值

3-6％

≤1％

25-30％

10-15％

0.5-1％

52-56％

5000-5500KJ/m3

7、单台Ф3000煤气发生炉产气量：5000-7000Nm³/h。

8、旋风除尘器除尘效率：

除尘前煤气中含尘量：5-10g/m³，除尘后含煤气中含尘量：0.5-1g/m³，除尘效率≥90％。

9、废热锅炉

换热前煤气温度：400-500℃，换热后煤气温度：≤200℃。副产蒸汽100kg/Km³煤气。

10、外水冷排管

冷却前煤气温度：200℃，换热后煤气温度：≤100℃。冷却循环水量50-60t/h。

11、喷雾洗气塔

冷却前煤气温度：100℃，换热后煤气温度：≤50℃。冷却循环水量3-5t/h。

12、脱硫塔

脱硫前煤气硫含量(H₂S)：1000-2000mg/m³，脱硫后煤气硫含量(H₂S)≤100ppm。

脱硫液循环量：80t/h。副产品硫磺产率：副产硫磺1-2kg/Km³煤气。

13、主要经济指标

以煤棒为原料，制取热值为5000-5500KJ/m³的清洁煤气，每Km³煤气耗煤270-300kg，每Km³煤气综合制造成本300-330元。采用块煤为原料时，每Km³煤气综合制造成本380-420元。采用煤棒为原料可降低成本25-30％。

本专利方法已成功应用于冷水江钢铁有限公司镀锌板生产线中，运行稳定，取得良好的经济效益和社会效益。

尽管在以上的叙述说明中提供了本发明的实施方案，但是，这仅仅是为了进一步说明专利的内容，不应该是本专利局限的内容。

Claims (1)

1.一种低成本清洁煤气制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

粉煤成型：无烟粉煤由振动筛筛出15mm以上的颗粒后经笼式破碎机破碎至3mm以下，3mm以下的煤粉在双轴搅拌机中搅拌，同时加入粘结剂，粘结剂主要成分为腐植酸钠；搅拌均匀的煤粉须堆沤24小时以上，让粘结剂渗透；堆沤后的煤粉称之为熟料，熟料经单轴搅拌机给料至煤棒挤出机挤压成棒状的湿煤棒；湿煤棒再经烘干塔干燥至水分≤4％成为干煤棒；

煤气制取：干煤棒由自动加煤机加入煤气发生炉，废热锅炉与水夹套产生的水蒸汽和空气鼓风机送来的空气从煤气发生炉底部进入，在炉内发生反应，生成煤气从炉顶送出；其中，该煤气发生炉采用不用打钎的炉型，炉顶无煤气泄漏；

煤气除尘：煤气发生炉顶部出来的含尘量5-10g/m³煤气经旋风除尘器除去90％以上的粉尘；

煤气冷却降温：旋风除尘器出来的煤气温度400-500℃经废热锅炉降至200℃以下，经外水冷排管降至100℃以下，再经喷雾洗气塔冷却至50℃以下；

有害废水处理：喷雾洗气塔出来的含氰、含硫、含酚废水经蒸发出有害物质后循环使用，蒸发出的含有害物质的气体送煤气发生炉燃烧；

煤气脱硫：喷雾洗气塔出来的煤气经脱硫塔脱去H₂S，煤气中H₂S由1000-2000mg/m³脱至100ppm以下，脱硫剂主要成分为Na₂CO₃、栲胶。

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