[发明专利]一种富氧制煤气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮肥制造领域，特别涉及一种富氧制煤气的方法。 

背景技术

我国氮肥行业受我国富煤少油缺气的能源结构影响，生产合成氨是以煤为主，占到总量的近70%。主要是用煤制煤气再合成氨。目前我国化肥企业通常采用的是间歇式固定层煤气发生炉生产煤气，该方法对煤的选择较单一，碳的有效利用率不高，通常残炭在18%以上，使得生产成本较高。近年来随着化肥生产需要的煤炭、天然气等能源及其他原料逐年上涨，氮肥行业的生存空间也越来越小，如何降低生产成本，目前一些企业采用了水煤浆、壳牌炉等，但对中小型的氮肥行业投入大，成本高。 

发明内容

本发明的目的是解决用现有技术制气残碳过高的问题而提供一种富氧制气的技术方案，该技术方案有效提高了进入煤气发生炉的氧浓度，使煤气发生炉中的反应完全，从而降低消耗，提高产气量、降低企业运行成本。 

本发明的技术方案是：一种富氧制煤气方法，具体步骤为： 

（1）原料：褐煤、煤棒，气化剂为蒸汽；

（2）纯氧减压：纯氧减压至25kPa进入纯氧缓冲罐，然后进入富氧缓冲罐；

（3）调节氧浓度：在富氧缓冲罐中与压力空气混合，成为富氧，控制富氧浓度在44-46%；

（4）富氧与蒸汽混合：富氧经管道进入气化剂混合罐，与来自蒸汽缓冲罐的蒸汽混合；

（5）造气：将富氧蒸汽由炉底进入造气炉，产生半水煤气；

（6）降温：所产水煤气进入废锅产过热蒸汽，温度降至330℃±10℃;

（7）净化：进入单炉洗气塔用循环水直接喷淋冷却并洗涤煤灰和焦油，成为合格然后进煤气总管。

步骤（1）所述的蒸汽压力45-60kPa，温度155℃±10℃；步骤（4）蒸汽与富氧混合后的温度130℃±10℃。 

步骤（2）所述的纯氧流量为2500-2650Nm³/h。 

步骤（3）所述的空气压力为25kPa。 

步骤（4）所述的纯氧与蒸汽混合的汽氧比：3.7-4.0 kg/Nm³ 。 

步骤（5）所述的造气时入炉固定碳与入炉纯氧量的碳氧比：1.17kg/Nm³，炭层高度：3100-4100mm。 

步骤（6）所述的废锅出口煤气温度：300-380℃，废锅产蒸汽温度：200-230℃，废锅产蒸汽压力：75-110kPa，灰仓温度：80-150℃，下灰间隔：1-2 h。 

经分析，现有氮肥行业制气后残炭过高，主要是燃料在炉中燃烧不充分。为此本发明在制气时向炉中加入富氧，使炉中处于富氧状态燃料充分燃烧，提高碳的利用率。本发明具体是将纯氧减压，进入纯氧缓冲罐，再进入富氧缓冲罐，在富氧缓冲罐中通入空气，使纯氧成为富氧，再与蒸汽混合后进入造气炉造气。所产生的水煤气经降温、净化成为合格的煤气。本发明的主要化学反应： 

C+O2=CO2+409.1kJ

2C+O2=2CO+246.6 kJ

2CO+O2=2CO2+573.2 kJ

C+H2O＝CO+H2-122.7 kJ

C+2H2O＝CO2+2H2-80.4 kJ

CO2+C＝2CO-165.0 kJ

为使炉内的氧气与煤的化学反应进行的充分，本发明设计了合理的各步骤的压力、温度、流量、空气压力、汽氧比、碳氧比等技术参数，从而使燃料充分燃烧，残炭含量明显的降低，制气率提高，消耗低，企业运行成本下降。本发明的方法所采用的燃料可以是较优质的焦炭和无烟煤，也可以是烟煤、煤棒和小籽煤等品质较差的煤。与传统的间歇固定层制气相比较，本发明可提高40-60%的制气量，可大量节约原料煤和优质煤，降低了生产成本。本发明设计合理，工艺先进，使残炭含量显著的降低，制气率提高，消耗低，企业运行成本下降。

具体实施方式

富氧制煤气方法，各实施例的技术参数见表1，本发明与传统间歇式制气方法产气量的比较见表2，本发明具体步骤为： 

   （1）原料：无烟煤、烟煤、焦炭、兰炭的块煤、小籽煤、煤棒或煤球等为原料，气化剂为蒸汽；蒸汽压力45-60kPa，温度155℃±10℃；

（2）纯氧减压：40kPa纯氧减压至25kPa进入纯氧缓冲罐，然后进入富氧缓冲罐，纯氧流量为2500-2650Nm³/h；