[发明专利]一种高温含烃气体制备合成气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含烃物料生产合成气的方法，具体涉及一种高温含烃气体制备合 成气的方法。

背景技术

以褐煤、烟煤等为原料的固定床气化炉在多年的运行过程中，一些工程问题始终 未得到有效解决。如：

(1)焦油的问题。固定床气化炉气体出口温度较低，为低温焦油，特别是其中含有 细粉，难以回收利用；由于焦油的产量与煤的特性密切相关，对部分煤种的焦油实际产量很 少。例如，某厂固定床气化炉造气用于煤制油，焦油基本没有价值。专门回收成本高，操作困 难。

(2)能量利用问题。由于考虑回收合成气中的焦油，先用大量水洗涤冷却将焦油蒸 汽转化为液态，降低了合成气的温度；另外，由于合成气中含有焦油，易在废热锅炉炉管上 冷凝，焦油和细粉凝结在炉管上，影响废热锅炉的操作。现有鲁奇炉工艺流程只能副产低压 蒸汽。

(3)废水的问题。现有固定床气化炉最重要的问题是其中含有焦油、苯、酚类等有 机物且量大，使得废水处理非常困难，投资巨大。

(4)CH₄进一步转化问题。鲁奇炉的出口合成气甲烷随煤种不同含量5～14％，与其 他技术相比，其热值相对较高，可以用作工业燃气或者作为合成天然气，但用于合成氨、甲 醇等大宗化学品的生产，就必须采用天然气蒸汽转化工艺或部分氧化工艺对CH₄进一步转 化。

垃圾、生物质等通过热解或者固定床气化生成的气相产物其总体气体组成与上述 煤的固定床气化炉的出口合成气类似，是困扰工业界一个重要的技术问题。

发明内容

针对以上提到的固定床气化工艺的问题，核心集中在气化炉出口温度较低，甲烷 和焦油等未完全转化，给后续能量回收、焦油的回收、废水的处理等带来问题。本发明的目 的是提出一种高温含烃气体制备合成气的方法，技术构思如下：

(1)通过在固定床气化炉的出口补氧提高转化温度，完成焦油和甲烷的转化。焦油 等高分子化合物在高温下完全转化，使得废水中不含有机物，废水处理容易且量少。高温气 体不需冷却直接进入转化炉，能量利用充分。高温气体中含H2、H2O等含氢的气体，促进焦油 的解热。

(2)在转化炉的出口设置废热锅炉，副产高压蒸汽。合成气经过高温，其中的高分 子有机物基本分解，不会在废热锅炉炉管上冷凝，废热锅炉能长周期操作。

具体技术方案如下：

一种高温含烃气体制备合成气的方法，包括如下步骤：

将高温含烃气体(S1)依次通过入口腔(1)、分布孔(102)引入转化炉(2)；同时，将 氧化剂通过工艺烧嘴(3)引入转化炉(2)；

高温含烃气体在转化炉(2)内通过非催化部分氧化反应生成以CO+H₂为主的合成 气；

出转化炉(2)的高温合成气(S4)通过废热锅炉(4)副产高压蒸汽，出废热锅炉(4) 的冷却后合成气(S5)进入下游装置；

工艺烧嘴(3)为双通道，其中，内通道为氧化剂(S2)通道，外通道为辅助气化剂 (S3)通道；

工艺烧嘴(3)通过烧嘴法兰(301)与入口腔(1)连接；

入口腔(1)通过入口腔法兰(101)与转化炉(2)连接。

所述高温含烃气体是垃圾、生物质、褐煤、烟煤等热解或者固定床气化的气相产 物，含有甲烷以及焦油、苯、酚等有机物。

所述氧化剂是氧气、空气或者富氧空气。

所述工艺烧嘴的辅助气化剂通道的介质可以是水蒸汽、CO₂、N₂等不能燃烧的气体 或者液态水等。

转化炉(2)的向火面衬里的材料是耐火砖。

所述废热锅炉(4)可以是水管锅炉或者火管锅炉。

所述转化炉(2)的工作压力为0.1～12MPa；所述高温含烃气体(S1)的温度为300～ 800℃；所述出转化炉(2)的高温合成气(S4)的温度为900～1700℃；所述出废热锅炉(4)的 冷却后合成气(S5)的温度为200～400℃。