[实用新型]一种复合外热固定床两段式煤气炉

说明书

技术领域

本实用新型属于煤气化制取化工合成原料气领域，具体涉及一种复合外热固定床两段式煤气炉。

背景技术

目前我国合成氨、甲醇生产中，以焦炭、无烟煤或无烟型煤为原料的固定床间歇煤气炉占有相当大的比重，由于该炉为一段炉，故其不能直接使用高挥发份的烟煤为原料，否则会产生原料气甲烷高及较为严重的焦油酚水污染等问题。由于无烟煤的价格越来越高，这也给固定床间歇煤气炉生产合成氨、甲醇的厂家带来很大的成本压力，迫切需要采用合适的非无烟煤气化技术以降低成本。

对非无烟煤制合成原料气技术，按煤的运动状态分为三种方法：流化床煤气化方法、气流床煤气化方法、固定床(移动床)煤气化方法。

流化床煤气化方法中有代表性的是恩德炉、灰融聚炉等。流化床煤气化方法由于其操作温度不能超过原料煤的灰融点，故其制得的原料气中二氧化碳及甲烷较高，有效气成份较低，且该方法不能提取原料煤中经济价值较高的焦油轻油。

气流床煤气化方法中有代表性的是Texaco水煤浆炉、Shell粉煤气化炉、GSP粉煤气化炉、HTL粉煤气化炉等。气流床煤气化方法由于其操作温度高，故其制得的原料气有效气成份高，但该方法建设周期长、投资大运行财务费用高，喷嘴高温烧蚀磨损严重，开停车及维修费用高，且该方法也不能提取原料煤中经济价值较高的焦油轻油。

流化床煤气化方法及气流床煤气化方法还有一个共同的不足是：制得的煤气温度在1000℃以上，这样高温度的煤气显热只能采用产生蒸汽的形式予以回收，降低了制气冷煤气效率。气流床煤气化由于反应温度更高，虽然高温利于气化反应，有效气成分好，但煤气显热浪费更加严重。例如Texaco水煤浆炉、Shell粉煤气化炉、GSP粉煤气化炉、HT-L粉煤气化炉的操作温度均在1300℃以上，甚至高达1600℃以上，对这样高温的煤气显热几家气流床煤气化方法普遍只能采用激冷及废热锅炉回收热量流程，降低了冷煤气效率。对此，有的技术单位采用两段式气流床煤气化方法来回收高温煤气显热，例如中国专利(专利号ZL00111437.9)煤基两段组合式气化工艺及其装置、中国专利(专利号ZL01131780.9)两段式干煤粉气化炉，但是两段后的煤气温度仍然达到1000℃左右，和流化床煤气化制得的煤气温度相当，煤气显热的利用仍然没有固定床煤气化好。另外，气流床煤气化采用的是炉壁挂渣及熔融排渣，这就要求气化的原料煤灰融点不能太高，炉渣粘度不能过大，否则原料煤中需要加入降低灰融点的材料，这也会降低冷煤气效率。

非无烟煤采用固定床煤气化方法中有代表性的是Lurgi(鲁奇)加压气化炉、BGL炉、两段式煤气炉等。

Lurgi(鲁奇)加压气化炉是在2.0～3.0MPa压力下操作，以小块煤为原料，蒸汽和氧连续鼓风，气化床层自上至下分干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，产品煤气经热回收和除油，含有约8％～12％的甲烷和不饱和烃，适宜作城市煤气。粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可作合成气。Lurgi炉最大用户是城市煤气和合成烃(合成油)，在我国也建有大型城市煤气装置。国外没有大型Lurgi炉单产合成氨的装置，主要原因除环保问题外，工艺流程长，特别要增加冷冻分离甲烷和烃类转化。我国曾用褐煤制氨.采用第一代φ2800鲁奇炉，生产正常.但环保问题较多。后引进φ3800鲁奇炉，用贫煤生产合成氨，工艺生产流程中由氮洗分离出来的富甲烷气经一段蒸汽转化和CO变换后返回脱CO₂主流程，流程复杂，能耗高。

BGL炉(固定床液态排渣气化)操作压力2.5～3.0MPa，气化温度在1400～1600℃，超过了灰渣流动温度，灰渣呈液态形式排出。炉结构比传统的Lurgi炉简单.取消了转动炉箅。由于高温操作，蒸汽分解率较高，蒸汽消耗量大大减少，气化强度比干灰Lurgi炉提高3至4倍，煤气热值约提高四分之一，但煤气中仍有相当量甲烷及其它烃类，适宜作燃料煤气，不宜作化工合成原料气。