CN104164257A - 费托反应器纯氧连续气化装置及气化工艺 - Google Patents

Abstract

费托反应器纯氧连续气化装置，包括加焦机、纯氧气化炉、旋风分离器、显热回收器、气化剂预热器、混合罐，纯氧气化炉的炉体高径比为2.4~3.2，混合罐上设有氧气入口和水蒸汽入口，混合罐通过管路连接气化剂预热器，气化剂预热器通过管路与纯氧气化炉连接，纯氧气化炉的顶部连接加焦机，纯氧气化炉的上部通过管路连接旋风分离器，旋风分离器与显热回收器连接，本发明消除了常压煤气化工艺缺陷，无废气排放，有效气含量高，相比于其它常压煤气化，有效气含量可提高10%以上。

Description

费托反应器纯氧连续气化装置及气化工艺

技术领域

本发明涉及煤化工领域，尤其是涉及一种纯氧连续气化工艺。

背景技术

费托反应器纯氧连续气化工艺是一种煤气化工艺，主要应用在煤化工领域，在合成氨工业、氯碱工业、天然气工业及煤制油工业等，均需要用到此工艺。

目前煤气化领域已有的煤气化工艺有加压煤气化和常压煤气化，加压煤气化典型的气化工艺有SHELL气化、GSP气化、HT-L气化及水煤浆气化，加压煤气化的单炉产能较大，投资大，建设周期长，主要应用领域为大型煤化工；常压煤气化工艺主要有固定床间歇式气化和固定床富氧气化。

两者的优点是投资小，建设周期短，生产负荷调整方便。固定床间歇式气化的缺点是有废气排放、碳转化率低、煤气有效气含量低，工艺落后，设备运行周期短。固定床富氧气化工艺与间歇式工艺相比有一定的先进性，但产品气的有效气含量低，应用范围小。截至目前，在煤气化工艺领域，还没有一种工艺能完全满足下列条件：无废气排放、投资小、生产负荷调整方便、有效气含量高、碳转化率高、煤气适应性强等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种费托反应器纯氧连续气化装置及气化工艺，提高气化热效率。

本发明的技术方案是： 

费托反应器纯氧连续气化装置，包括加焦机、纯氧气化炉、旋风分离器、显热回收器、气化剂预热器、混合罐，纯氧气化炉的炉体高径比为2.4~3.2，混合罐上设有氧气入口和水蒸汽入口，混合罐通过管路连接气化剂预热器，气化剂预热器通过管路与纯氧气化炉连接，纯氧气化炉的顶部连接加焦机，纯氧气化炉的上部通过管路连接旋风分离器，旋风分离器与显热回收器连接，显热回收器的底部通过管路与气化剂预热器的下部连接。

纯氧气化炉的底部设有连续排渣装置。

费托反应器纯氧连续气化工艺流程：

第一步：原料煤经加焦机进入纯氧气化炉内，在气化炉内形成稳定的料层；

第二步：气化剂氧气和水蒸汽在混合罐内均匀混合，构成混合气化剂，送入经气化剂预热器；

第三步，利用余热加热：经气化剂预热器换热后提高混合气化剂的温度；

第四步：经余热加热后的混合气化剂从纯氧气化炉的底部进入纯氧气化炉，混合气化剂与炽热的碳发生气化反应，气化后的炉渣从纯氧气化炉底部的连续排渣装置中排出，产生的煤气从纯氧气化炉顶部出来；

第五步：出煤气的产品气进入旋风分离器，对产品气中的煤粉进行分离；

第六步：经旋风分离器分离煤粉后的煤气进入显热回收器，进行第一次回收显热；

第七步：从显热回收器出来的低温煤气进入气化剂预热器，进行第二次回收显热，经过第二次回收显热后的煤气送出界区。

第一步中，原料煤加热到炽热状态，温度为1000-1200℃。

第四步中，纯氧气化炉顶部出来的煤气温度为400-450℃。

第三步中，经气化剂预热器换热后混合气化剂的温度达到100-120℃。

第七步中经过第二次回收显热后送出界区的煤气温度应小于140℃。

费托反应器纯氧连续气化工艺是一种新型煤气化工艺，属常压连续气化工艺，本发明工艺是在原有常压气化工艺基础上的发明和创新，在气化炉结构方面进行发明创新，使之能适合高煤气温度的工艺需求。在工艺流程上进行优化，充分利用产品产品气的显热，以提高气化热效率。本发明消除了常压煤气化工艺缺陷，无废气排放，有效气含量高，相比于其它常压煤气化，有效气含量可提高10%以上。相比加压煤气化，本发明具有投资小，见效快，热效率高，适用于中小规模的煤化工企业，操作灵活，更容易稳定生产负荷。

本发明具有以下优点：

1、连续进料和排渣装置的应用，保证连续气化，无废气排放；

2、气化剂分布装置的优点是均匀分布气化剂的同时，回收气化炉下部的热量，提高气化炉热效率。

3、炉体高径比（依据煤种不同，高径比控制在2.8-3.2）；高径比控制在这个范围内时，气化炉更加稳定，气化效率更高。

4、采用二级显热回收工艺，使出界区煤气温度小于140℃，保证较高煤气炉热效率，有效利用能源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图及流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的装置包括加焦机1、纯氧气化炉2、旋风分离器3、显热回收器4、气化剂预热器5、混合罐6。纯氧气化炉2的炉体高径比为2.4~3.2，保证出气化炉的煤气温度为400-450℃。纯氧气化炉2的底部设有连续排渣装置7和气化剂分布装置8。原料煤可以是无烟块煤，也可以是焦碳，也可以是型煤。

混合罐6上设有氧气入口和水蒸汽入口，混合罐6通过管路连接气化剂预热器5，气化剂预热器5的上部设有管路与纯氧气化炉2连接，纯氧气化炉2的顶部连接加焦机1，纯氧气化炉2的上部通过管路连接旋风分离器3，旋风分离器3与显热回收器4连接，显热回收器4的底部通过管路与气化剂预热器5的下部连接。显热回收器4底部设有软水进水管。

费托反应器纯氧连续气化工艺流程：

第一步：原料煤经加焦机1进入纯氧气化炉2内，在气化炉内形成稳定的料层。碳加热到炽热状态。炽热状态的温度为1000-1200℃。

第二步：气化剂氧气和水蒸汽在混合罐6内均匀混合，构成混合气化剂，送入经气化剂预热器5；

第三步，利用余热加热。经气化剂预热器5换热后混合气化剂的温度为100-120℃。同时降低了煤气温度，回收煤气显热；

第四步：经余热加热后的混合气化剂从纯氧气化炉2的底部进入纯氧气化炉2，混合气化剂与炽热的碳发生气化反应，气化后的炉渣从纯氧气化炉2底部的连续排渣装置7中排出，产生的煤气从纯氧气化炉2顶部出来，此时煤气温度为400-450℃；

第五步：出煤气的产品气进入旋风分离器3，对产品气中的煤粉进行分离；

第六步：经旋风分离器3分离煤粉后的煤气进入显热回收器4，进行第一次回收显热；

第七步：从显热回收器4出来的低温煤气进入气化剂预热器5，进行第二次回收显热，经过第二次回收显热后的煤气送出界区，可以使出界区的煤气温度小于140℃。

本发明的工艺过程第三步中气化剂预热器5换热时，煤气已经从显热回收器4出来的低温煤气进入气化剂预热器5，提供热量。

本发明工艺的原料适应性广，可以是无烟块煤，也可以是焦碳，也可以是型煤，可以应用于多种煤化工行业。依据煤种不同，可以对现有间歇式气化进行改造，也可以新建。在不影响生产的情况下，可逐步取代污染大、能耗高的落后气化工艺装置，以提高经济效益和环保效益。 

Claims (7)

1.费托反应器纯氧连续气化装置，其特征在于：包括加焦机、纯氧气化炉、旋风分离器、显热回收器、气化剂预热器、混合罐，纯氧气化炉的炉体高径比为2.4~3.2，混合罐上设有氧气入口和水蒸汽入口，混合罐通过管路连接气化剂预热器，气化剂预热器通过管路与纯氧气化炉连接，纯氧气化炉的顶部连接加焦机，纯氧气化炉的上部通过管路连接旋风分离器，旋风分离器与显热回收器连接，显热回收器的底部通过管路与气化剂预热器的下部连接。

2.根据权利要求1所述的费托反应器纯氧连续气化装置，其特征在于：纯氧气化炉的底部设有连续排渣装置。

3.采用权利要求1或2所述的费托反应器纯氧连续气化装置的气化工艺，其特征在于：费托反应器纯氧连续气化工艺流程：

第一步：原料煤经加焦机进入纯氧气化炉内，在气化炉内形成稳定的料层；

第二步：气化剂氧气和水蒸汽在混合罐内均匀混合，构成混合气化剂，送入经气化剂预热器；

第三步，利用余热加热：经气化剂预热器换热后提高混合气化剂的温度；

第四步：经余热加热后的混合气化剂从纯氧气化炉的底部进入纯氧气化炉，混合气化剂与炽热的碳发生气化反应，气化后的炉渣从纯氧气化炉底部的连续排渣装置中排出，产生的煤气从纯氧气化炉顶部出来；

第五步：出煤气的产品气进入旋风分离器，对产品气中的煤粉进行分离；

第六步：经旋风分离器分离煤粉后的煤气进入显热回收器，进行第一次回收显热；

第七步：从显热回收器出来的低温煤气进入气化剂预热器，进行第二次回收显热，经过第二次回收显热后的煤气送出界区。

4.根据权利要求3所述的费托反应器纯氧连续气化工艺，其特征在于：第一步中，原料煤加热到炽热状态，温度为1000-1200℃。

5.根据权利要求3或4所述的费托反应器纯氧连续气化工艺，其特征在于：第四步中，纯氧气化炉顶部出来的煤气温度为400-450℃。

6.根据权利要求3或4所述的费托反应器纯氧连续气化工艺，其特征在于：第三步中，经气化剂预热器换热后混合气化剂的温度达到100-120℃。

7.根据权利要求3或4所述的费托反应器纯氧连续气化工艺，其特征在于：第七步中经过第二次回收显热后送出界区的煤气温度应小于140℃。