[发明专利]改善的气化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及改善的气化工艺。

背景技术

在小规模化学制造工业中，能气化无烟煤的间歇煤气化器的应用是相 当广泛的。特别是在中国，数以千计的间歇煤气化器投入煤转氨工业。但 是，因为它们的低效率、低生产能力和释放的较大量的污染物，常规的间 歇气化器作为化工原料的生产装置开始不受欢迎。此外，这些类型的煤气 化器具有低的热效率，这使得操作起来更加昂贵。

还可使用间歇煤气化器来生产合成煤气或合成气，以用于液体燃料、 氢气、气体燃料和冶金操作。

这些低效率导致更高的操作成本和更低的碳转化率。这导致在用转化 工艺产生的原料合成气中所需的氢气和一氧化碳气体浓度低。这些低效率 意味着通过高度脱碳将大量污染物释放到大气。

在气化工艺中，使气化器中的煤床相继与空气和蒸汽接触。在氧化阶 段中，升高煤床中的温度，产生气体混合物，其包括二氧化碳、一氧化碳、 水蒸气、氢气、甲烷和其它烃类，将其称为吹扫气体。然后，将蒸汽注入 气化器，产生主要包括一氧化碳和氢气的原料合成气。

所需的终端产品通常是合成气，但还可使所生产的气体进一步反应来 生产额外数量的氢气。通过使合成气进行费-托(Fischer-Tropsch)反应， 可进一步生产烷烃。或者，可对煤气进行水煤气变换反应来生产更多的氢 气。

在吹气式气化器(air-blowngasifier)中，通常在气化器的底部有高度 的脱碳。这反过来导致低的有效合成气产量，结果生产能力也同样是低下 的。因为这些低效率，产生的吹扫气体多，可能导致严重的环境问题。

本发明将氧气与蒸汽混合用于吹气式间歇煤气化器。新的混合系统和 工艺解决了上述问题，并提供更高的碳转化率和更大的有效合成气产量和 总体生产能力。类似地，减少了产生的吹扫气体的量，得到更加环境友好 的气化器操作。

发明内容

在本发明的一个实施方式中，公开了在气化器中生产合成气的方法， 所述方法包括以下步骤：

a)将煤加入气化器；

b)将空气加入气化器；

c)将蒸汽加入气化器；和

d)将纯氧加入气化器。

在本发明的另一种实施方式中，批露了用于煤气化的方法，所述方法 包括下述步骤：

a)将煤加入气化器；

b)将空气加入气化器；

c)将蒸汽加入气化器；

d)将纯氧加入气化器；

e)于空气、蒸汽和氧气存在下燃烧煤；和

f)回收合成气。

于空气、蒸汽和氧气存在下，对煤进行氧化。

所述煤选自下组：无烟煤。

可在本发明的方法中使用纯氧，且可从任意可用的方便的来源来获得 纯氧。氧气可以燃烧煤所需的任意量加入气化器中，且将根据具体情况确 定，取决于操作参数如煤的选择、蒸汽的质量和空气的质量。

通过空气的加料和/或蒸汽的加料，将氧气加入气化器中，具体取决于 特定气化单元的需要。

通过氧气注入器来加入氧气，且通常加40-45秒的时间。基于气化器 所显示的温度来开始氧气加料。一旦开始了氧气的初始加料，操作者可基 于在所生产的原料合成气中所测的二氧化碳含量、来自气化器底部灰分的 碳含量来手动调节氧气的流速。

附图说明

图1是间歇煤气化器的示意图，显示了根据本发明的氧气与蒸汽的混 合。

具体实施方式

气化器的常规操作是间歇性工艺。操作周期的时长约为150秒，且包 括5个阶段。在第一阶段中，从底部将空气引入气化器，并且与煤床发生 燃烧，以产生吹扫气体/热解气体。该步骤之后，从气化器底部注入蒸汽， 来产生原料合成气。该原料合成气主要包括一氧化碳、氢气、二氧化碳和 氮气。在阶段三和阶段四中，分别从顶部和底部同时将蒸汽加入气化器。 在最后的第五阶段，从底部将空气注入气化器，这就完成了一个操作周期。

参考附图，下面更详细地描述本发明。

显示了气吹式间歇气化器10。将煤块或煤球形式的无烟煤通过管线1 加入气化器10。煤将停留在网格或其它搁架A上，在气化器10的操作中， 它将处于该位置。