[发明专利]一种煤炭固定床气化方法

说明书

本发明公布了一种煤炭固定床气化方法，这种方法在固定床气化技术的基础上耦合粉煤进行气化，可以全部采用任何煤种的粉煤作为固定床气化原料，原料粉煤由不同的预处理方法(热成型和粉化)形成固定床气化炉顶部与底部差异化的供料方式，解决了固定床只能使用块状原料的限制和煤气化效率与废水处理的问题，进而突破了固定床气化仅能采用块状原料而不能使用粉煤原料的制约。本项发明在固定床气化技术的基础上耦合粉煤进行气化，包括：顶部原料粉煤热成型预处理、底部原料粉煤预处理、顶部进料机构、底部粉煤输送机构、底部进料机构、气化炉体、熔融出渣机构、粗煤气冷却机构等。

技术领域

本发明涉及一种煤炭固定床气化方法，是一种将煤炭气化转化为合成气，从而进一步进 行化学产品合成、生产气体燃料、液体燃料、冶金产品等的方法。

本项发明属能源化工领域。

背景技术

煤炭是中国的最主要化石能源，占国内化石能源储备总量的60％以上。作为固体燃料、 工业生产原料，广泛用于燃烧、发电、化工生产、冶金生产等。现代煤化工行业的快速发展， 对煤炭气化技术进步提出新的需求。

目前公开和应用的气化技术，无论哪一种，在具有明显优势特征的同时，也各具不足。 例如：气流床粉煤气化技术具有煤种适用强、气化效率高、水蒸气分解率高、有效气体成分 高、气化强度大等优点。但是，也明显存在着热效率偏低、氧气消耗略高(相对于固定床熔 渣气化)，气化原料煤磨粉比例高(100％)而造成原料处理能耗高、成本高等问题。又例如： 固定床熔渣气化技术具有热效率高、气化强度大、有效气体成分高、水蒸气分解率高等优点， 但仅能用于块煤气化(虽然有粉煤冷成型工艺，但气化效果不理想，使用比例偏低)，使这项 技术的应用受到限制。如果能够在原有优势基础上，适当弥补不足，则对这种技术具有很大 意义。

本发明公布了一种煤炭固定床气化方法，这种方法在固定床气化技术的基础上耦合粉煤 进行气化，既可以采用粉煤作为气化原料，也可以采用粉煤和块煤的混合物作为气化原料， 既提高了煤炭资源的利用效率，又解决了固定床只能使用块状原料的限制和煤气化效率与废 水处理的问题。本项发明在固定床气化技术的基础上耦合粉煤进行气化，包括：顶部原料粉 煤热成型预处理、底部原料粉煤预处理、顶部进料机构、底部粉煤输送机构、底部进料机构、 气化炉体、熔融出渣机构、粗煤气冷却机构等。

气化原理

煤炭气化是一个吸热过程，温度高有利于气化进行。各种气化技术都采用煤料的氧化来 提供气化所需的热量，期间，也有部分挥发物质，如：CH₄、CO、H₂等与氧气反应发热。

C+O₂→CO₂ 97.0 Kcal/mol

C+1/2O₂→CO 29.4 Kcal/mol

这部分热量用于加热煤料、水蒸气和氧化产物，形成炉内自下而上的温度梯形分布。在 高温条件下，煤料、CO₂、H₂O等物质在炉内发生气化反应。

C+H₂O→CO+H₂

CO₂+H₂→CO+H₂O

CH₄+H₂O→CO+3H₂

C+CO₂→2CO

CH₄+CO₂→2CO+2H₂

气化原料在这一过程中，完成气化，剩余残渣以无机盐为主，熔融后进入排渣系统，而 产物气则通过管道进入冷却和初步净化系统。

发明内容