CN202688283U

CN202688283U - 一种高灰熔点煤的气化装置

Info

Publication number: CN202688283U
Application number: CN 201220164924
Authority: CN
Inventors: 李发林; 任军平; 田文平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-04-18

Abstract

本实用新型公开了一种高灰熔点煤的气化装置，其包括有：煤浆制备输送机构，其包括有磨煤机、煤浆槽、煤浆泵和煤浆管线；粉煤制备输送机构，其包括有粉煤磨机、粉煤仓、粉煤锁斗和粉煤管线；加压气化机构，其包括有燃烧室和激冷室；煤浆管线和粉煤管线分别与混合喷嘴相连，混合喷嘴设置在燃烧室顶部，并与燃烧室内部相通；同时粉煤管线与二次气化喷嘴相连，二次气化喷嘴设置在燃烧室中部或中下部，并与燃烧室内部相通；本技术利用了高灰熔点煤良好的成浆性原理，通过高浓度煤浆和粉煤配合，同时加上粉煤二次气化，气化装置有效气提高10～15％，同时还减少了氧的消耗量，提高了碳的利用率，为高灰熔点煤提供了一个很好的气化技术。

Description

一种高灰熔点煤的气化装置

技术领域

本实用新型是关于一种高灰熔点煤的气化装置，更具体说，是一种专门针对高灰熔点煤进行气化的气流床煤气化装置。

背景技术

目前，国内外煤炭气化装置比较多，无论是水煤浆加压气化装置还是粉煤加压气化装置都可以归结为气流床煤加压气化技术，他们共同特点是在高温高压下煤与水蒸气、氧气发生缺氧燃烧反应，生成一氧化碳、氢气和二氧化碳等主要气体，煤在燃烧状态下煤灰分以熔融渣的形式排出，工艺气以采用激冷流程为主。但是，缺点是每种气化技术都有其一定的局限性，特别是适应煤质有一定的局限性。比如，水煤浆气化装置适合低灰熔点、成浆性较好的煤种，成本较低、安全可靠，深受用户青睐，但是缺点是煤浆浓度较低，有效气成分保持在80％左右，碳的利用率低一些；粉煤气化装置适合略高灰熔点、高灰煤种，有效气成分较高，碳利用率高些，但是缺点是成本较高，稳定性不好。

由于煤炭的品种较多，国内各种煤炭都有自己适合的煤气化装置，煤炭都得到有序开发。无烟煤当前使用间歇式气化装置，工艺落后，环境污染大，碳利用率低，效率低下。无烟煤有发热量较高、挥发分低优势，但其灰熔点特别高，大约1650度以上，以上的气流床加压气化技术全都不适合，所以，有必要开发一种煤气化装置来适应无烟煤。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型主要是提供一种可以气化类似无烟煤煤种的一种气化装置，通过采取高灰熔点煤气化装置可以对无烟煤进行高效率气化。本技术装置与其他气化装置区别在于：①本技术气化炉主要是采用耐火砖结构的绝热炉，炉子渣口较大，渣口倾斜度大于煤灰的安息角，同时炉子中下部有对喷粉煤的二次气化装置；②原料无烟煤通过磨机制作成高浓度水煤浆和较细的粉煤，分别通过煤浆输送泵和粉煤输送***进入气化炉顶部区域以及炉子中下部的二次气化区域；③气化炉燃烧温度与目前所有气流床气化有较大区别，由于无烟煤灰熔点较高，大于1600度以上，为了节能和排渣顺利本技术采取固态排渣技术，也就是实际炉子燃烧温度远低于煤的T₁、T₂、T₃、T₄温度，但是最低温度必须高于1100摄氏度，炉子正常运行在1100～1250摄氏度区间，煤灰经过煤燃烧后残余物以固态粉末状排出；④本技术装置利用气化炉中下部气体余热与碳发生二次气化原理，进一步提高气化效率；⑤本技术采用了固态灰渣激冷流程；⑥本技术利用了无烟煤良好的成浆性原理，通过高浓度煤浆和粉煤混合加入，折合煤浆浓度提高15～30％左右，同时加上二次气化，气化炉有效气含量提高10～15％，相对于目前间歇式气化技术效率和碳的利用率大幅度提高，为高灰熔点煤提供了一个很好的气化技术装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：高灰熔点煤气化装置，其包括有：

①煤浆制备输送机构，所述煤浆制备输送机构包括有用于将原料煤制成水煤浆的磨煤机、用于储备所述水煤浆的煤浆槽、用于输送所述水煤浆的高压煤浆泵和高压煤浆管线；

②粉煤制备输送机构，所述粉煤制备输送机构包括有用于将原料煤制成粉煤的制粉***、用于储备所述粉煤的粉煤仓、粉煤锁斗和粉煤管线；

③加压气化机构，所述加压气化机构包括有在其内部发生气化反应形成工业煤气的燃烧室与用于将工业煤气水浴除尘形成原料气的激冷室；

④所述高压煤浆管线和粉煤管线分别与混合喷嘴相连，所述混合喷嘴设置在所述燃烧室顶部，并且与所述燃烧室内部相连通；

⑤所述的二次气化喷嘴与粉煤管线相连，所述的二次气化喷嘴设置在所述燃烧室中部或中下部，并且与所述燃烧室内部相通；

⑥所述混合喷嘴还连接有高压氧气管线；

高灰熔点煤气化装置，其实施步骤包括有：

①将破碎后的原料煤、水研磨制成水煤浆，所述水煤浆通过混合喷嘴进入燃烧室；

②将破碎后的原料煤制成粉煤，所述粉煤通过所述混合喷嘴和二次气化烧嘴进入所述燃烧室，高压二氧化碳气体作为粉煤载气一同通过所述喷嘴进入所述燃烧室；

③与所述混合喷嘴相连接的高压氧气管线向气化炉输入氧气；

④所述干粉煤、高压二氧化碳气体、水煤浆、高压氧气及水发生剧烈的化学反应，生成一氧化碳及氢气为主的工业煤气。

⑤所述的干粉煤通过二次气化烧嘴与炙热煤气发生二次气化反应，主要完成C+CO₂＝2CO-173.0KJ/mol

C+H₂O＝CO+H₂-131.9KJ/mol

C+2H₂O＝CO₂+2H₂-90.3KJ/mol

以上三种吸热反应，更进一步提高CO+H₂的含量。

⑥其实施步骤还包括有：所述工业煤气通过激冷室进行水浴除尘形成用于下一工序的原料气。

所述水煤浆的浓度为60％-85％。

所述干粉煤的直径为10-100微米。

采用上述技术方案后的有益效果是：本实用新型的高灰熔点煤气化装置以及工艺具有如下优点：

①本实用新型的高灰熔点煤气化装置以及工艺的进料方式包括有粉煤、水煤浆以及载气。其中，粉煤参与反应能够大幅度的提高反应物中总碳的含量，或者说相当于提高了煤浆浓度，降低了反应物中水的含量，减少了无用水，节省的热量用于提高有效气成分。

②本实用新型的高灰熔点煤气化装置引入二次气化概念，利用煤燃烧后的预热进行二次气化，由于在1200度高温下每摩尔碳可产生两摩尔的有效气，***的热量得到充分利用，所以进一步提高了有效气CO+H₂的含量。

③本实用新型的高灰熔点煤气化装置以及工艺操作简便，装置连续运行周期长，设备国产化率高，并且生产中得灰渣含碳量低，资源利用率高。

④本实用新型一种高灰熔点煤气化装置气化温度与其他技术有本质区别，本技术采用低于煤的灰熔点温度气化，采用了固态排渣技术，而其他技术基本都采用高于灰熔点温度气化，液态排渣技术。

⑤本实用新型的高灰熔点煤气化装置以及工艺气化炉燃烧室的渣口倾斜度大于煤灰的安息角设计，这是和其他技术有别的地方。

附图说明

图1为本实用新型一种高灰熔点煤气化装置的各个机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明中具体实施例作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种高灰熔点煤气化装置包括有加压气化结构、煤浆制备输送机构及粉煤制备输送机构。其中：

所述煤浆制备输送机构包括有用于将原料煤2、磨煤水槽1、形成水煤浆的磨煤机3、用于储备所述水煤浆的煤浆槽7、用于输送所述水煤浆的高压煤浆泵8及高压煤浆管线9；

所述粉煤制备输送机构包括有用于将原料煤2制成粉煤的粉煤磨机4、用于储备所述粉煤的粉煤储备仓5、用于输送所述粉煤的粉煤锁斗6和粉煤管线10；

所述加压气化机构包括有在其内部发生气化反应形成工业煤气的燃烧室13及用于将气化煤气水浴除尘形成原料气的激冷室15；

高压煤浆管线9和粉煤管线10分别与混合喷嘴11相连，混合喷嘴11设置在燃烧室13上，并且与燃烧室内部相连通；粉煤管线10与二次喷嘴14相连，并且与燃烧室内部相连通。

混合喷嘴11可以设置在燃烧室13顶部，如图1所示，混合喷嘴11还连有高压氧气管线12，所述高压氧气管线输送氧气进入燃烧室13。

本实用新型的高灰熔点煤气化装置实施如下：

①经破碎后其粒度小于10mm的原料煤2和磨煤水槽1的水送往磨煤机3，共同研磨制成浓度为60％-85％左右的水煤浆，然后经煤浆槽7、高压煤浆泵8沿高压煤浆管线9通过混合喷嘴11进入燃烧室13。

②经破碎后其粒度小于10mm的原料煤2输往粉煤磨机4，制成直径为10-100微米的粉煤，然后经粉煤仓5进入粉煤锁斗6，通过载气沿粉煤管线10经过混合喷嘴11进入燃烧室13；同时粉煤沿粉煤管线10通过二次喷嘴14进入燃烧室13；

③与混合喷嘴11相连接的高压氧气管线12输入氧气进入燃烧室13；

④粉煤、粉煤载气二氧化碳、水煤浆、高压氧气进入混合喷嘴11以后，在混合喷嘴11内进行充分预混合，在高温高压的环境下，水煤浆、粉煤和气化剂氧气以及二氧化碳气体发生剧烈的气化反应，生成以一氧化碳和氢气为主的工业煤气，经过燃烧室13中下部的二次气化区域时，与进入二次喷嘴14的粉煤发生二次气化，再通过激冷室15进行水浴除尘后，经煤气出口排出激冷室15，形成用于下一工序的原料气；

⑤固态灰渣经锁斗16进入灰池17排出。

⑥从激冷室15排出的原料气经过激冷水泵19的激冷水在文丘里18雾化洗涤后，从碳洗塔20顶部送往下一工序；所形成的灰水经灰水处理***21循环使用。

综上，本实用新型所述的一种高灰熔点煤气化装置首先在进料方式上采用粉煤和水煤浆混合进料参与反应，大幅度提高反应物中总碳的含量，相当于提高了煤浆浓度，降低了反应物中水的含量，减少了无用水，节省的热量用于提高有效气成分，同时减少氧气消耗。其次本实用新型利用煤燃烧后的余热进行二次气化，提高了有效气CO+H₂的含量，***的热量得到充分利用；最后本实用新型的高灰熔点煤气化装置气化温度与其他技术有很大区别，本技术采用低于煤的灰熔点温度气化，采用了固态排渣技术。可以解决目前国内高灰熔点煤气化装置技术中存在的诸多缺点，并实现节能的综合回收利用，同时具碳转化率高、气化强度大等技术优势，为高灰熔点煤气化提供先进的工艺与装置。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种高灰熔点煤的气化装置，其特征在于，包括有煤浆制备输送机构、粉煤制备输送机构、加压气化机构和二次气化喷嘴：所述煤浆制备输送机构，包括有用于将原料煤制成水煤浆的磨煤机、用于储备所述水煤浆的煤浆槽、用于输送水煤浆的高压煤浆泵和高压煤浆管线；所述粉煤制备输送机构，包括有用于将原料煤制成粉煤的粉煤磨机、用于储备所述粉煤的粉煤仓、粉煤锁斗和粉煤管线；所述加压气化机构，包括有在其内部发生气化反应形成工业煤气的燃烧室和用于将工业煤气水浴除尘形成原料气的激冷室；所述高压煤浆管线和粉煤管线分别与混合喷嘴相连，所述混合喷嘴设置在燃烧室顶部，并且与所述燃烧室内部相连通；所述二次气化喷嘴设置在所述燃烧室中部或中下部，所述二次气化喷嘴分别与粉煤管线和和所述燃烧室内部相连通。

2.根据权利要求1所述的高灰熔点煤的气化装置，其特征在于，所述混合喷嘴还连接有高压氧气管线。

3.根据权利要求1所述高灰熔点煤的气化装置，其特征在于，所述燃烧室的渣口倾斜度大于煤灰的安息角。