CN108102724A - 一种煤气炉增氧制气的方法 - Google Patents

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周涛
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Abstract

本发明属于煤气制备技术领域，具体涉及一种煤气炉增氧制气的方法，本发明增氧间歇式气化合成氨原料气技术，实现优化了半水煤气质量和增加了半水煤气的产量，减少吹风和制气过程中不必要的有效碳的损失。大幅度降低原料煤的消耗，减少了CO2温室气和硫化物气体的减排。

Description

一种煤气炉增氧制气的方法
技术领域
本发明属于煤气制备技术领域，具体涉及一种煤气炉增氧制气的方法。
背景技术
目前造气主要以固定床间歇式蓄热法生产优质的半水煤气作为合成氨的原料气。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。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(CO+H2)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。
因此，近年来多采用富氧连续气化流程，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。
因此，目前多采用固定床间歇气化工艺，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。
发明内容
本发明为了解决以上技术问题，提供了一种煤气炉增氧制气的方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种煤气炉增氧制气的方法，将传统固定床间歇气话工艺的入炉空气中的氧浓度提高到24-28％。
进一步，所述的方法的一个循环包括回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤。其中下吹时间52s，上吹时间为23-25s。
进一步，所述方法是将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，通过自调阀与鼓风机配成所需浓度增氧空气后输送至煤气炉，增氧空气与低压蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤，其中回收为将吹风气全部回收进入起柜。
进一步，所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，是将压力控制在34-36kPa。
进一步，所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，混合后的氧气的浓度在70％。
有益效果，本发明在制气过程中增加O2的体积分数，一方面可以提高O2扩散推动力，另一方面可弥补制气温度的降低，提高蒸汽分解率，增加CO、H2的平衡浓度，以提高产气量，相应也减少吹风时间。同时，制气过程中也要避免过氧.蒸汽及富氧的配比适当，可获得较高的蒸汽分解率。
本发明增氧间歇式气化合成氨原料气技术，实现优化了半水煤气质量和增加了半水煤气的产量，减少吹风和制气过程中不必要的有效碳的损失。大幅度降低原料煤的消耗，减少了CO2温室气和硫化物气体的减排。
附图说明
图1增氧制气工艺示意图
图中：1：富氧空气；2：截止阀；3：自调阀；4：富氧分布器；5：鼓风机；6：氧气分析仪；7：煤气炉；8：低压蒸汽；9：半水煤气
具体实施方式
面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种煤气炉增氧制气的方法，将传统固定床间歇气话工艺的入炉空气中的氧浓度提高到24％。
所述的方法的一个循环包括回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤。
所述方法是将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，通过自调阀与鼓风机配成所需浓度增氧空气后输送至煤气炉，增氧空气与低压蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤，其中回收为将吹风气全部回收进入起柜。
所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，是将压力控制在34kPa。
所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，混合后的氧气的浓度在70％。
实施例2
一种煤气炉增氧制气的方法，将传统固定床间歇气话工艺的入炉空气中的氧浓度提高到26％。
所述的方法的一个循环包括回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤。
所述方法是将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，通过自调阀与鼓风机配成所需浓度增氧空气后输送至煤气炉，增氧空气与低压蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤，其中回收为将吹风气全部回收进入起柜。
所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，是将压力控制在35kPa。
所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，混合后的氧气的浓度在70％。
实施例3
一种煤气炉增氧制气的方法，将传统固定床间歇气话工艺的入炉空气中的氧浓度提高到28％。
所述的方法的一个循环包括回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤。
所述方法是将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，通过自调阀与鼓风机配成所需浓度增氧空气后输送至煤气炉，增氧空气与低压蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤，其中回收为将吹风气全部回收进入起柜。
所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，是将压力控制在36kPa。
所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，混合后的氧气的浓度在70％。
实施例4
实施例4入炉空气中的氧浓度提高到22％，其它操作与实施例2相同。
实施例5
实施例5入炉空气中的氧浓度提高到32％，其它操作与实施例2相同。
实验例
对实施例1-5制备的半水煤气的能耗进行测评，半水煤气质量进行评价，同时采用一般的空气制备半水煤气作为对照组，每个实施例测量三次求平均值，结果如下表所示。
表1 不同氧含量吹风效果
表2 制气效果
按照实施例1-5的方法制备半水煤气，分别对整个工艺过程进行分析。对于实施例4，当氧气浓度为22％时，气化层达不到理想温度，气量差，灰渣夹杂碳含量高；对于实施例5，当氧气浓度达到32％时，煤气炉气化程层的温度不稳定，尤其是灰仓温度容易跑高，灰渣出现大量夹杂碳。
制气过程中增加O2的体积分数，一方面可以提高O2扩散推动力，另一方面可弥补制气温度的降低，提高蒸汽分解率，增加CO、H2的平衡浓度，以提高产气量，相应也减少吹风时间。同时，制气过程中也要避免过氧.蒸汽及富氧的配比适当，可获得较高的蒸汽分解率。
此外，本发明可以使用粒径在1-2cm小粒煤，同样也能保证较好的产气效果。
本发明增氧间歇式气化合成氨原料气技术，实现优化了半水煤气质量和增加了半水煤气的产量，减少吹风和制气过程中不必要的有效碳的损失。大幅度降低原料煤的消耗，减少了CO2温室气和硫化物气体的减排。

Claims (5)

1.一种煤气炉增氧制气的方法，其特征在于，将传统固定床间歇气话工艺的入炉空气中的氧浓度提高到24-28％。
2.如权利要求1所述的煤气炉增氧制气的方法，其特征在于，所述的方法的一个循环包括回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤。
3.如权利要求1所述的煤气炉增氧制气的方法，其特征在于，所述方法是将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，通过自调阀与鼓风机配成所需浓度增氧空气后输送至煤气炉，增氧空气与低压蒸汽，间歇或混合进入煤气炉，分别经过回收、上吹、下吹段、二次上吹四个步骤，其中回收为将吹风气全部回收进入起柜。
4.如权利要求3所述的煤气炉增氧制气的方法，其特征在于，所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，是将压力控制在34-36kPa。
5.如权利要求3所述的煤气炉增氧制气的方法，其特征在于，所述的将来自制氧岗位的氧气和大气加压混合，混合后的氧气的浓度在70％。
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