[发明专利]富氧造气炉掺烧10‑25mm小粒度焦炭的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种富氧造气炉掺烧10-25mm小粒度焦炭的方法及装置，属于燃料利用技术领域。

背景技术

纯氧连续气化又分为纯氧加CO₂气化和纯氧加蒸汽气化两种。其中纯氧加CO₂气化技术称为焦(煤)部分氧化还原法。利用纯氧和CO₂作为气化剂，通过常压固定床以焦(煤)为原料连续气化的方法制备高纯CO气体，煤气中CO为65％～70％，通过后面的净化、压缩、精脱硫提纯等工序，最终得到纯度大于97％的CO气体，可用于生产甲酸、醋酸、甲胺羰基合成等产品。此技术是一种较新型的气化技术，在国内有数十家近60台Ф2400～Ф3600mm煤气炉使用，单炉发气量3000～10000m³/h。这种CO造气炉具有结构设计先进、焦炭燃烧完全、无吹风阶段、热损失小等优点，但是由于制气工艺的限制，这种造气炉对原料质量要求苛刻，制气成本受原料价格影响大，在工业化拓展上存在难度。

自2009年以来，国内醋酸市场持续低迷，2010年醋酸价格最低跌至2800元/吨，到2011年年初醋酸价格依然维持在3000元左右，各大企业苦苦维持在生产成本线附近，利润空间大幅降低。尤其是兖矿国泰化工有限公司醋酸Ⅰ生产装置，采用的是典型的纯氧加CO₂气化技术，利用七台直径为2740mm的造气炉制备粗煤气，随着原料焦炭价格的升高和醋酸价格的降低，利润空间锐减。与2009年相比，兖矿国泰化工有限公司2010年醋酸制造成本增加了91.21元/吨，而醋酸耗CO的成本比2009年升高93.3元/吨，显然，醋酸用CO原料气成本的升高是造成醋酸生产成本增加最主要的因素，而原料焦炭的成本份额占CO精制气生产成本的60％以上，因此，富氧造气炉突破价格高昂的大粒度焦炭垄断的技术壁垒，利用价格低廉的小粒度焦炭进行部分代替十分必要。

小颗粒焦炭与大颗粒焦炭相比最主要的区别是粒度的不同。因粒度较小，小粒度焦炭的部分或全部使用容易造成造气炉内部阻力增大，易出现局部通风不均匀，从而使造气炉单点温度高，炉况恶化，炉内结疤、结块、形成挂壁，造气炉炉底超温，导致炉篦、破渣筋等的损坏，同时随着炉况变差，造气炉生产能力降低，有效气体成分不能得到有效控制，炉况恶化严重时将导致造气炉熄火。小粒度焦炭比表面积小，堆密度大，增加了加焦装置的运行负荷，加剧了加焦装置的磨损，对备料阀和加料阀连接部件的使用寿命也带来了一定的冲击。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术不足，提供一种富氧造气炉掺烧10-25mm小粒度焦炭的方法及装置，操作简单、设备改造容易实现、费用投入低、生产成本低、不影响生产效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

富氧造气炉掺烧10-25mm小粒度焦炭的方法，包括步骤如下：

(1)将小粒度焦炭和大颗粒焦炭放入不同的料仓，调节控制两料仓底部出来的焦炭配比，将小粒度焦炭与大粒度焦炭的比例控制在3：7，输送到造气炉焦仓；所述的小粒度焦炭的粒径为10-25mm，大颗粒焦炭的粒径为大于25mm小于等于40mm；

(2)焦仓内的焦炭从造气炉顶部加入造气炉内，氧气和二氧化碳的混合气按照体积比例0.38～0.46：1从造气炉底部送入炉内，混合气经中央灰箱气体分布器及炉篦均匀分配后依次进入灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层，在炉内与炽热的焦炭反应，生成粗一氧化碳气体(CO 63-67％、O₂＜0.5％)。

上述方法中步骤(2)炉中部测温点温度控制600℃—800℃。

造富氧造气炉掺烧10-25mm小粒度焦炭的装置，包括焦仓、加焦装置、造气炉，加焦装置由备料斗、受料斗和加料斗组成，备料斗和加料斗内设有备料阀和加料阀，焦仓内的焦炭依次加入备料斗、受料斗和加料斗，经两阀交替下落或提起进行加焦；造气炉中央灰箱内设置气体分布器，破渣筋为方钢，炉箅子为骏豪七层六边全铸钢节能炉箅。

所述的气体分布器为带孔的圆形钢板。

加焦装置的销子分为备料阀销子和加料阀销子，分别位于备料阀阀杆与锥形阀体的连接处、加料阀阀杆与锥形阀体的连接处，销子的直径为16mm，经过淬火加高温回火的双重热处理。