[发明专利]入炉蒸气量递减的半水煤气生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种入炉蒸气量递减的半水煤气生产工艺。

背景技术

半水煤气的制备已经是一项十分成熟的工艺，应用比较广泛的是采用间歇式造气炉循环制气，其中气化层的温度和厚度是造气炉稳定运行、产气量大、气体成分合格的决定性因素。通常，气化温度控制在较小的范围内波动，温度过高，易使气化层温度超过煤层灰熔点，易导致灰渣结块，粘结煤粒，增加炉内阻力，影响高温燃煤在气化层中的均匀分布，会在短时间内形成气沟、炭火层倾斜或烧穿的气化异常现象，使炉况恶化。当气化层温度控制较低时，气化化学反应速度减慢，气化强度降低，产气量降低，蒸汽分解率低，灰渣中残碳量增加，煤气质量变差。常规的调节手段主要靠控制吹风总量(吹风时间，吹风强度)或入炉蒸汽总量控制其炉温，调节炉况。进风量越多，气化层温度越高，造气炉蓄热越多。通入蒸汽进行分解时，蓄热越多，温度越高，其分解率越高。随着供汽时间增长，气化层温度越来越低，此时蒸汽量如果还是与开始同一流量，在制气后期气化层温度降低，则有部分蒸汽不能及时分解，未分解的蒸汽带走气化层内的大量热量，气化层温度急剧下降，蒸汽分解率随之降低，产气率也大大降低，由于温度低，煤气中有效气体成分也随之下降。同时过量的蒸汽使气化层下降的过程中，使部分煤炭颗粒降至反应温度以下，不能及时与蒸汽和空气反应而被带入灰渣层，从而增高了消耗。为较好的解决蒸汽入炉后期分解率急剧降低的矛盾，不少厂家采用过很多方式对入炉蒸汽自动调节，但由于控制方法的不完善或控制器件的选型局限，导致效果都不大理想。

一般情况下，造气入炉蒸汽中有较多的过量蒸汽。随着蒸汽通入时间的增长，带走炉内的热量增多，炉温迅速下降，蒸汽分解率急剧降低，未分解的蒸汽带走大量热量，造成蒸汽或热利用率不高，浪费大量能源。

发明内容

本发明的目的是为解决目前半水煤气生产中的入炉蒸汽中有较多的过量蒸汽，随着蒸汽通入时间的增长，带走炉内的热量增多，炉温迅速下降，蒸汽分解率急剧降低，未分解的蒸汽带走大量热量，造成蒸汽或热利用率不高，浪费大量能源，且气化化学反应速度减慢，气化强度降低，产气量降低，蒸汽分解率低，灰渣中残碳量增加，煤气质量变差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种入炉蒸气量递减的半水煤气生产工艺，包括如下步骤：

(1)吹风阶段：从炉底吹入足量空气与炉内碳元素反应，生成二氧化碳，放出大量热量，使气化层温度升高，蓄热；

(2)上吹阶段：通入上吹蒸汽，蒸汽经蒸总阀进入蒸汽调节回路，再经上吹阀从炉体底部进入炉内，蒸汽进入气化层进行高温分解，生成氢气和一氧化碳；所述蒸汽调节回路与蒸总阀串联，蒸汽调节回路包括自动调节阀，自动调节阀为具有等百分比特性的高温套筒阀；刚进入上吹步序时，自动调节阀开度开至上吹设定上限Z1，维持一定时间T1后，以一定速度V1减小开度，蒸汽减量供给，至自动调节阀开度开至上吹设定下限值Z2，锁定输出，实现后期蒸汽少量供给；

(3)下吹阶段：为防止气化层上升过多，在上吹结束后，通入下吹蒸汽进行下吹过程，蒸汽经蒸总阀进入蒸汽调节回路，再经下吹阀从炉体顶部进入炉内，气化层不断下移，蒸汽进入气化层进行高温分解，生成氢气和一氧化碳；刚进入下吹步序时，自动调节阀开度开至下吹设定上限Z3，维持一定时间T3后，以一定速度V2减小开度，蒸汽减量供给，至自动调节阀开度开至下吹设定下限值Z4，锁定输出，实现后期蒸汽少量供给；

(4)二次上吹阶段：再次通入上吹蒸汽进行短时间的上吹流程，用蒸汽将炉底管道置换干净；

(5)吹净阶段：空气经吹风阀进入炉体，回收管道中的剩余煤气。

进一步地，所述自动调节阀为气动或电动。

进一步地，所述蒸汽调节回路还包括与所述自动调节阀并联的手动调节阀。

进一步地，所述自动调节阀为正作用阀门。

进一步地，所述自动调节阀的单行程时间小于12s。

进一步地，所述自动调节阀的调节精度为1％。