CN113481033A - 一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，属于环保、生物化工、气化领域。该工艺包括酒糟的收贮和预处理方法、添加剂制备方法、粉煤加工方法、搅拌沤制方法、制棒方法、烘干方法和气化方法；水煤气经除尘、净化等处理后，可作为化工生产的原料气，用于生产多种化工产品；因水煤气有较高的热值，也可以用来做工业或民用燃气。实践证明，本发明可将酒厂大量难以处置的酒糟变废为宝，提高其残余价值，可取得较好的经济效益和环保效益，有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，属于环保、生物化工、气化领域。
背景技术
随着我国社会经济的飞速发展，人们的生活水平有了较大幅度的提高，酒类消费人群和数量在逐年增加，各类酒厂的经济效益随着酒的需求增加而提高。酒是由高粱、大麦、大米等粮食作物酿酒而来，酿酒后的剩余残渣即酒糟，酒糟随着酒产量的提高而大幅增加。
酒糟，别名红糟、酒醅糟、粕等等。酿酒后的酒糟若不能不及时利用或处理，则必然会占用大量场地，易出现污水泄漏，散发出大量的难闻气体，对周边的居住环境生产不良影响。
酒糟含有丰富的粗蛋白，赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸的含量也很高，同时还含有多种微量元素、维生素、酵母菌等。干酒糟热值≥4000kcal/kg。
酒糟过去被酒厂当作废物，到处堆积，如何做到合理、高效、环保利用好酒糟，许多人做了大量的研究，目前主要是用来做家畜饲料。酒糟经发酵后粗纤维含量较低，这样就注定了酒糟作为猪和牛的饲料有很好的适口性和容易消化的特点，所以酒糟被大量养殖户青睐。
尽管酒糟是很好的动物饲料，但只有小部分被消化利用，大部分还是被废弃了，对环境造成了一定影响。
酒糟除作动物饲料外，目前用来制化工原料气的技术和范例还没有，鉴于酒糟含有较高的有机质，具有较高的热值，热值≥4000kcal/kg，我们有一想法，即用酒糟来制化工原料气或工业燃气，这样既可以提高酒糟的综合价值，同时可解决日益严重的酒糟污染环境的问题。我公司是一家专业从事煤气化技术研发、设备制作、工程承建以及提供装置运营管理等的综合性高新技术企业，同时对各类危险废物进行终端无害化处置并对危废资源进行综合化再生利用有较多的经验，鉴于我们在煤气化、危废处理方面的优势，决定将酒糟与粉煤按一定比例混合制成煤棒，利用我公司现有的低压纯氧连续气化炉，进行酒糟高温气化试验，为酒糟的高效综合利用、解决环境污染提供一条新路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，提高酒糟的综合利用价值，为工业企业提供化工原料气或燃气，解决酒糟难以处置、占用土地、污染环境等问题。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，该工艺的方法如下：
该工艺包括酒糟的收贮和预处理方法、添加剂制备方法、粉煤加工方法、搅拌沤制方法、制棒方法、烘干方法和气化方法；
所述酒糟的收贮和预处理方法为：酒糟含水量为50-60%，同时会散发难闻气味，为了确保收集来的酒糟不会造成二次污染，建立固废存贮库，存贮酒糟的水泥池做好防渗防腐处理，并设置抽负压装置和VOC废气处理***；收集来的酒糟先暂存于上述水泥池中，在此分离和风干出一部分水分；
所述添加剂制备方法为：将褐煤、烧碱和水放入制备槽中，用蒸汽高温蒸煮4-6小时，制成腐植酸钠添加剂；
所述粉煤加工方法为：将无烟粉煤经振动筛筛分和除铁处理后，送笼式破碎机和立式破碎机，经二次破碎处理，使粉煤充分粉化，然后输送至粉煤库暂存备用；
所述搅拌沤制方法为：将已准备好的酒糟、粉煤、腐植酸钠添加剂按送至双轴搅拌机搅拌，搅拌均匀后的混合物料送至分隔好的堆场，在此沤制48小时以上，使之充分熟化；
所述制棒方法：沤制好的酒糟熟料，用皮带输送至制棒机上部的单轴搅拌机，并用水调节湿度，同时熟料进一步得到搅拌均匀，然后送酒糟制棒机挤压成一根根的圆棒或梅花棒；从制棒机机头出来的湿酒糟棒用皮带送至烘干炉；
所述烘干方法：制棒***送来的湿酒糟棒，装入烘干炉各个夹层中，利用锅炉来的烟气余热或用热风炉来的热空气烘干酒糟棒，使酒糟棒中的水分降至≤4%；
所述气化方法：烘干好后的酒糟棒输送至气化炉顶部的料仓，再从料仓进入自动加料机中，酒糟棒在此靠电脑控制自动定时定量加入炉中，酒糟棒经干燥层和干馏层，被气化层上升来的水煤气预热，同时被干燥和干馏；
制气用的气化剂氧气来自空分制氧工段，另一种气化剂蒸汽则来自锅炉和气化装置自己所副产的；
纯氧和蒸汽经计量和比例调节进入混合罐中混合，温度为180-200℃从底部进入气化炉，经灰渣层进一步预热，进入温度为1050℃-1250℃的气化层，在此高温下，气化剂与来自干馏层的酒糟棒进行氧化还原反应，连续生产出包含氢气、一氧化碳、二氧化碳气体的混合气，即水煤气；
高温水煤气从气化层往上经干馏层和干燥层，温度逐步下降至 450-550℃从炉顶排出，再经高效除尘器除尘，进入预热量回收器和热量回收器回收高温气体余热，副产压力为0.2-0.6MPaG的蒸汽；
出热量回收器温度为150-170℃的水煤气进入净化洗涤塔底部，在塔中用循环冷却水喷淋洗涤，洗涤其中夹带的尘埃和焦油，同时使水煤气温度进一步降低，出塔水煤气温度为35-45℃，然后再送往下工段进一步处理，经多级处理后的水煤气便就是我们所需要的化工原料气或工业燃气。
进一步的，该工艺还包括有蒸汽方法：气化炉耐压夹套副产的1.3-2.5MPaG饱和蒸汽经调节阀减压后送蒸汽缓冲罐给气化***自用；预热量回收器和热量回收器下部蒸发段副产的0.2-0.6MPaG饱和蒸汽送热量回收器上部过热段将蒸汽温度过热至220-250℃，送蒸汽缓冲罐给气化***自用。
进一步的，该工艺还包括有循环水方法：净化洗涤塔底部排出的含尘灰的热水通过管道或地沟排至气化装置所配套的循环水处理***，经处理后的循环冷却水由泵送回气化***继续循环使用。
本发明的有益效果为：
1、建设符合规范要求的固废库，将收集回厂的酒糟暂存于大型水泥池中，在此放置一段时间，风干酒糟中的部分水分。水泥池做好防渗防腐处理，避免酒糟进厂后造成二次污染。
2、自主配制优质腐植酸钠添加剂。在制备桶中加入褐煤、烧碱和水，用蒸汽蒸煮4-6小时，最终形成黏度较高的腐植酸钠添加剂。
3、添加剂的作用是用来提高原料之间的粘结作用，以保证酒糟棒的冷态强度和热态强度，使之在气化炉内高温状态下不易粉化。
4、在酒糟中加入无烟粉煤和腐植酸钠添加剂，用双轴搅拌机将上述三种物料混合均匀，然后送至堆场沤制48小时以上，使酒糟混合料充分熟化。
5、沤制好的熟料，送酒糟制棒机挤压成一根根的圆棒，也可制成梅花棒。制棒时要确保制棒机电流基本上达到电机的额定电流，这样制出来的酒糟棒强度才有保证。
6、建设酒糟棒烘干***，即利用锅炉烟气余热或用热风炉空气烘干酒糟棒，使酒糟棒中的水分降至≤4%。
7、烘干好后的酒糟棒由皮带输送至气化炉顶上的料仓中，再从料仓进入自动加料机中，加料机将酒糟棒定时定量加入气化炉中。
8、加入的酒糟棒在炉内先被气化层上升来的水煤气预热，并得到干燥和干馏。
9、酒糟棒经干燥层、干馏后，进入气化层，在此温度1050-1250℃，酒糟中的有机质成分和煤炭在此高温下，与氧气和水蒸汽反应，得到富含一氧化碳和氢气的水煤气，这正是我们做工业生产所需要的化工原料气或工业燃气。
10、酒糟棒气化完后，其中的灰分会形成固态炉渣。炉渣残碳低（C≤2%）。炉渣属固废，可用来制环保砖或用作制水泥的辅料。
11、气化炉的反应压力在0.03—3.0MPaG任意调节，满足客户不同的用气压力要求。
12、所产气体有效成分高，CO+H2≥76%；热值高，热值≥2250kcal/Nm³。
13、现场干净卫生，无废水、废气排放。
14、装置能实现长周期稳定运行，维护量少，维修费用低。
15、投资省，见效快。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的设备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，该工艺的方法如下：
该工艺包括酒糟的收贮和预处理方法、添加剂制备方法、粉煤加工方法、搅拌沤制方法、制棒方法、烘干方法和气化方法；
所述酒糟的收贮和预处理方法为：酒糟含水量为50-60%，同时会散发难闻气味，为了确保收集来的酒糟不会造成二次污染，建立固废存贮库，存贮酒糟的水泥池做好防渗防腐处理，并设置抽负压装置和VOC废气处理***；收集来的酒糟先暂存于上述水泥池中，在此分离和风干出一部分水分；
所述添加剂制备方法为：将褐煤、烧碱和水放入制备槽中，用蒸汽高温蒸煮4-6小时，制成腐植酸钠添加剂；
所述粉煤加工方法为：将无烟粉煤经振动筛筛分和除铁处理后，送笼式破碎机和立式破碎机，经二次破碎处理，使粉煤充分粉化，然后输送至粉煤库暂存备用；
所述搅拌沤制方法为：将已准备好的酒糟、粉煤、腐植酸钠添加剂送至双轴搅拌机搅拌，搅拌均匀后的混合物料送至分隔好的堆场，在此沤制48小时以上，使之充分熟化；
所述制棒方法：沤制好的酒糟熟料，用皮带输送至制棒机上部的单轴搅拌机，并用水调节湿度，同时熟料进一步得到搅拌均匀，然后送酒糟制棒机挤压成一根根的圆棒或梅花棒；从制棒机机头出来的湿酒糟棒用皮带送至烘干炉；
所述烘干方法：制棒***送来的湿酒糟棒，装入烘干炉各个夹层中，利用锅炉来的烟气余热或用热风炉来的热空气烘干酒糟棒，使酒糟棒中的水分降至≤4%；
所述气化方法：烘干好后的酒糟棒输送至气化炉顶部的料仓，再从料仓进入自动加料机中，酒糟棒在此靠电脑控制自动定时定量加入炉中，酒糟棒经干燥层和干馏层，被气化层上升来的水煤气预热，同时被干燥和干馏；
制气用的气化剂氧气来自空分制氧工段，另一种气化剂蒸汽则来自锅炉和气化装置自己所副产的；
纯氧和蒸汽经计量和比例调节进入混合罐中混合，温度为180-200℃从底部进入气化炉，经灰渣层进一步预热，进入温度为1050℃-1250℃的气化层，在此高温下，气化剂与来自干馏层的酒糟棒进行氧化还原反应，连续生产出包含氢气、一氧化碳、二氧化碳气体的混合气，即水煤气；
高温水煤气从气化层往上经干馏层和干燥层，温度逐步下降至 450-550℃从炉顶排出，再经高效除尘器除尘，进入预热量回收器和热量回收器回收高温气体余热，副产压力为0.2-0.6MPaG的蒸汽；
出热量回收器温度为150-170℃的水煤气进入净化洗涤塔底部，在塔中用循环冷却水喷淋洗涤，洗涤其中夹带的尘埃和焦油，同时使水煤气温度进一步降低，出塔水煤气温度为35-45℃，然后再送往下工段进一步处理，经多级处理后的水煤气便就是我们所需要的化工原料气或工业燃气。
进一步的，该工艺还包括有蒸汽方法：气化炉耐压夹套副产的1.3-2.5MPaG饱和蒸汽经调节阀减压后送蒸汽缓冲罐给气化***自用；预热量回收器和热量回收器下部蒸发段副产的0.2-0.6MPaG饱和蒸汽送热量回收器上部过热段将蒸汽温度过热至220-250℃，送蒸汽缓冲罐给气化***自用。
进一步的，该工艺还包括有循环水方法：净化洗涤塔底部排出的含尘灰的热水通过管道或地沟排至气化装置所配套的循环水处理***，经处理后的循环冷却水由泵送回气化***继续循环使用。
工艺技术参数：
1 原料：
①酒糟：主要成分为有机质、氮、磷、钾、水，还含少量乙醇。
②无烟粉煤（产地贵州）
2 酒糟制棒配比：0-50%（干基）
3 气化压力：0.03-3.0MPaG
4 气化温度：1050-1250℃
5 气化强度：1500-3000Nm3/h·m2（干基），气化强度随着气化压力的升高而升高。
6 灰渣残炭：≤2%
7 气化炉蓄热形式：下段为冷壁炉，设半管式耐压夹套；上段是热壁炉，内衬耐高温浇注料。
8 酒糟棒：圆型棒或梅花棒
9 干酒糟棒含水量：≤4%
10 混合料中腐植酸钠含量：2-3%
11 褐煤中腐植酸含量：≥35%
12 酒糟混合料沤制时长：≥48h
13 水煤气热值：高位热值2450-2600kcal/Nm³
低位热值2250-2400kcal/Nm³
14 水煤气成分：
| 序号 | 组 分 | 指 标（%） |
| 1 | H<sub>2</sub> | 37-42 |
| 2 | C0 | 35-39 |
| 3 | CO<sub>2</sub> | 18-22 |
| 4 | CH<sub>4</sub> | 1.8-2.2 |
| 5 | N<sub>2</sub> | 0.3-0.6 |
| 6 | O<sub>2</sub> | 0.1-0.3 |
| 7 | H<sub>2</sub>S | 0.1-0.2 |
| 8 | COS | ≤0.02 |
| 9 | 有效气H<sub>2</sub>+CO | 76—79（做化工原料气） |
| 10 | 有效气H<sub>2</sub>+CO+CH<sub>4</sub> | 78—81（做工业燃气） |
15 消耗指标：
按干基的质量份（酒糟:无烟粉煤=4:5 ）
| 序号 | 内 容 | 单 位 | 指 标 |
| 1 | 酒糟消耗（干基） | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 205.04 |
| 或酒糟消耗（湿基30%） | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 266.6 | |
| 2 | 无烟粉煤消耗(干基) | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 256.3 |
| 3 | 氧气消耗(99.6%) | Nm<sup>3</sup>/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 185.4 |
| 4 | 蒸汽水消耗 | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 315.1 |
| 5 | 脱盐水消耗 | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 320 |
| 6 | 褐煤消耗 | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 32 |
| 7 | 烧碱消耗 | kg/kNm<sup>3</sup>水煤气 | 2.6 |
试验过程中所产的水煤气作为化工原料气，用来生产合成氨和甲醇。
本次试验取得了较满意的效果，装置运行稳定，气质好、消耗低，热值高、发气强度大，安全环保，完全达到了预期目的，为今后有效处置酒糟、解决酒糟污染环保问题、提高酒糟的综合利用价值创出了一条新路。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (3)
1.一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，该工艺的特征在于：
该工艺包括酒糟的收贮和预处理方法、添加剂制备方法、粉煤加工方法、搅拌沤制方法、制棒方法、烘干方法和气化方法；
所述酒糟的收贮和预处理方法为：酒糟含水量为50-60%，同时会散发难闻气味，为了确保收集来的酒糟不会造成二次污染，建立固废存贮库，存贮酒糟的水泥池做好防渗防腐处理，并设置抽负压装置和VOC废气处理***；收集来的酒糟先暂存于上述水泥池中，在此分离和风干出一部分水分；
所述添加剂制备方法为：将褐煤、烧碱和水放入制备槽中，用蒸汽高温蒸煮4-6小时，制成腐植酸钠添加剂；
所述粉煤加工方法为：将无烟粉煤经振动筛筛分和除铁处理后，送笼式破碎机和立式破碎机，经二次破碎处理，使粉煤充分粉化，然后输送至粉煤库暂存备用；
所述搅拌沤制方法为：将已准备好的酒糟、粉煤、腐植酸钠添加剂送至双轴搅拌机搅拌，搅拌均匀后的混合物料送至分隔好的堆场，在此沤制48小时以上，使之充分熟化；
所述制棒方法：沤制好的酒糟熟料，用皮带输送至制棒机上部的单轴搅拌机，并用水调节湿度，同时熟料进一步得到搅拌均匀，然后送酒糟制棒机挤压成一根根的圆棒或梅花棒；从制棒机机头出来的湿酒糟棒用皮带送至烘干炉；
所述烘干方法：制棒***送来的湿酒糟棒，装入烘干炉各个夹层中，利用锅炉来的烟气余热或用热风炉来的热空气烘干酒糟棒，使酒糟棒中的水分降至≤4%；
所述气化方法：烘干好后的酒糟棒输送至气化炉顶部的料仓，再从料仓进入自动加料机中，酒糟棒在此靠电脑控制自动定时定量加入炉中，酒糟棒经干燥层和干馏层，被气化层上升来的水煤气预热，同时被干燥和干馏；
制气用的气化剂氧气来自空分制氧工段，另一种气化剂蒸汽则来自锅炉和气化装置自己所副产的；
纯氧和蒸汽经计量和比例调节进入混合罐中混合，温度为180-200℃从底部进入气化炉，经灰渣层进一步预热，进入温度为1050℃-1250℃的气化层，在此高温下，气化剂与来自干馏层的酒糟棒进行氧化还原反应，连续生产出包含氢气、一氧化碳、二氧化碳气体的混合气，即水煤气；
高温水煤气从气化层往上经干馏层和干燥层，温度逐步下降至 450-550℃从炉顶排出，再经高效除尘器除尘，进入预热量回收器和热量回收器回收高温气体余热，副产压力为0.2-0.6MPaG的蒸汽；
出热量回收器温度为150-170℃的水煤气进入净化洗涤塔底部，在塔中用循环冷却水喷淋洗涤，洗涤其中夹带的尘埃和焦油，同时使水煤气温度进一步降低，出塔水煤气温度为35-45℃，然后再送往下工段进一步处理，经多级处理后的水煤气便就是我们所需要的化工原料气或工业燃气。
2.根据权利要求1所述的以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，该工艺的特征在于：
该工艺还包括有蒸汽方法：气化炉耐压夹套副产的1.3-2.5MPaG饱和蒸汽经调节阀减压后送蒸汽缓冲罐给气化***自用；预热量回收器和热量回收器下部蒸发段副产的0.2-0.6MPaG饱和蒸汽送热量回收器上部过热段将蒸汽温度过热至220-250℃，送蒸汽缓冲罐给气化***自用。
3.根据权利要求1所述的以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺，该工艺的特征在于：
该工艺还包括有循环水方法：净化洗涤塔底部排出的含尘灰的热水通过管道或地沟排至气化装置所配套的循环水处理***，经处理后的循环冷却水由泵送回气化***继续循环使用。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202110828508.0A Pending CN113481033A (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种以酒糟为主要原料利用移动床纯氧连续气化炉制取化工原料气或燃气的工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113481033A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114574249A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-06-03 | 北京清创晋华科技有限公司 | 一种三废混燃气化炉*** |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101437780A (zh) * | 2006-05-01 | 2009-05-20 | Lpp燃料有限公司 | 产生和汽化用于燃烧的液态烃燃料的集成***和方法 |
| CN205170785U (zh) * | 2015-10-26 | 2016-04-20 | 应城市新都化工有限责任公司 | 一种型煤加工*** |
| CN206970530U (zh) * | 2017-05-31 | 2018-02-06 | 北京神源环保有限公司 | 一种酒糟处理*** |
| CN111171874A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-05-19 | 江西昌昱实业有限公司 | 牛粪原料用移动床纯氧连续气化炉制合成气或燃气的工艺 |
-
2021
- 2021-07-22 CN CN202110828508.0A patent/CN113481033A/zh active Pending
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