[发明专利]一种焦炭固定床加压气化装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及焦炭原料高温氧化煤气化领域，具体涉及一种焦炭固定床加压气化装置及工艺。

背景技术

目前，传统的焦炭颗粒固定床气化技术(CGP、CoKeGasificationProcessoffixedBed)是采用空气/或添加蒸汽常压下高温燃烧固定床间歇式循环进行焦炭气化制造煤气(一氧化碳)的技术。一般来说，此类焦炭气化工艺装置由焦仓、给料计量罐、气化炉、灰贮斗、除尘器、废热锅炉、空气风机及其辅助配套设施组成；气化剂多为空气和水蒸汽，压力接近常压，效率低、能耗高、对环境污染大。另有德国鲁奇公司的鲁奇炉，也为加压气化工艺，该技术只是用于烟煤、褐煤等燃料的煤气化，其气化炉为全水夹套结构、结构复杂、废水处理困难、能耗高、污染较大、投资较高、维修难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦炭固定床加压气化装置及工艺，具有现高效节能、无污染、环保好、流程简单、占地少、设备结构合理及维修投资省的优点。

本发明提供的一种焦炭固定床加压气化装置，包括：工艺流程相连的气化剂混合器和气化器，以及变压进料锁斗、排灰锁斗、洗涤除尘器和饱和塔；

所述气化器自下而上分为灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；

所述变压进料锁斗通过进料罐与气化器顶部的进料口连接，所述变压进料锁斗的上部与焦仓、充压气体管路以及卸压气体管路连接；

所述排灰锁斗与气化器的底部排灰口连接，排灰锁斗为变压排灰罐，并设置液压排灰阀；

所述气化器上部设置气体出口，并通过气体出口与洗涤除尘器、饱和塔依次连接，气体出口内有耐磨浇注料绝热衬里；所述洗涤除尘器和饱和塔为气水充分接触的传质传热设备，饱和塔的顶部送出煤气，底部排出废水送去灰水处理后循环回用。

进一步的，所述气化器底部设有排灰炉箅以及气化剂进口；

所述排灰炉箅为一变速旋转、均匀布气和排灰的结构，采用耐热耐磨铸钢制备，为多层多边扇形结构，由电机驱动变速旋转破渣排灰；

所述气化剂进口为环形多孔分布结构，通过管道与氧气蒸汽混合器相连。

进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：汽包；

所述气化器为压力容器，其工作压力为0.5～5.0MPa；所述气化器中下部炉壁或全部炉壁采用冷却水夹套，冷却水夹套的内壁采用炭钢与不锈钢复合钢板或不锈钢堆焊，具有吸收热膨胀量、消除热应力变形的能力；

气化器中下部炉壁采用冷却水夹套时，气化器的上部炉壁为内衬隔热耐火材料的隔热衬里，向火面为耐磨浇注料或重质耐火硬衬里。

所述冷却水夹套的上部设置与汽包连接的出汽管，冷却水夹套的下部设置与汽包连接的进水管；锅炉给水进入冷却水夹套受热产生蒸汽，且冷却水夹套产生的蒸汽作为副产蒸汽送出，作为蒸汽源使用。

进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：设置在气化器炉壁下部有环形进气口；所述环形进气口与蒸汽管道连接，具有灵活调节气化器床层温度功能。

环形进气口可方便快捷调节炉温，提高设备能力和转化率。

进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：设置在所述气化器顶部进料口处的钟罩阀布料器；

所述钟罩阀布料器由一竖直长阀杆液压缸驱动，能顺畅均匀分布焦炭粒料入炉，钟罩阀布料器表面堆焊耐磨硬质合金，并能实现气化器内的密封。

进一步的，所述的焦炭固定床加压气化装置还包括：布置在所述钟罩阀布料器周围的布料锥形筒，能够确保炉顶料面呈同心圆波形平面分布，使上升气流分布均匀，有利于焦炭气化反应。

进一步的，所述变压进料锁斗的进口和出口处分别设有液压自动平板阀；变压进料锁斗采用单或双锁斗设置，锁斗之间设置压力平衡管路；

所述排灰锁斗的进口和出口处分别设有液压自动平板阀，排灰锁斗的内壁衬耐磨耐腐护板。

进一步的，所述洗涤除尘器为不锈钢材质的文丘里气水洗涤器，所述饱和塔为固阀垂直塔板结构气液接触塔或废热锅炉装置，使煤气达到降湿、洗尘和水饱和的目的。

本发明还提供了一种基于所述装置的焦炭固定床加压气化工艺，包括以下步骤：

气化剂经预热混合后进入气化器内，自下而上通过灰层、氧化层、第一还原层、第二还原层、干馏层和干燥层；