[发明专利]用于制备常压燃料气的设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤制燃料气领域，具体的，涉及一种用于制备常压燃料气的设备。此外，本发明还涉及一种制备常压燃料气的方法。

背景技术

富煤贫油少气的资源禀赋使煤炭长期以来占据中国能源消费的主导地位。如何洁净、高效、节能地利用煤炭资源，是亟待解决的技术问题。

在煤制合成氨、煤制天然气、煤制油、煤制烯烃等煤化工领域，需要有压的合成气(CO+H₂)，针对这一需求，多年来研发成功了以粉煤为原料的壳牌炉、航天炉、GSP炉等气流床加压煤气化技术；以水煤浆为原料的德士古、华东理工大学四喷嘴等气流床加压煤气化技术以及以碎煤为原料的鲁奇固定床加压煤气化技术等等，在国内外得到了广泛的应用。

在煤制燃料气领域，需要常压的燃料气，多年来也已经研发成功了U-gas固定床技术、科达流化床技术等等。

加压煤气化技术，产气量大、投资高，适合于煤化工领域，对于需求气量相对较小、常压的燃料气领域并不适用。目前应用的常压燃料气技术采用固定床或流化床技术，对煤种的适应性受到限制，燃料气的余热，尤其是高温段的余热不能很好地利用，造成能源浪费、燃料气成本高，固定床或流化床技术本身的特点，还导致煤制燃料气整个装置的可靠性下降，全年长周期满负荷连续运行时间、累计运行时间与煤化工领域的煤气化装置相比有很大的差距，导致装置整体效益下降、对下游供气不稳定。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明就是针对煤制燃料气领域存在的问题，提供了一种洁净、高效、节能地制备燃料气的设备和方法。

本发明涉及一种用于制备常压燃料气的设备，其包括：进料装置、燃烧辐射换热装置和对流换热装置；

所述进料装置包括：热风炉和磨煤机，来自磨煤机的粉煤经热风炉进行加热之后输送至所述燃烧辐射换热装置的下部；

所述燃烧辐射换热装置包括：设置在底部的烧嘴、设置在内壁上的水冷壁以及设置在上部的燃料气出口和汽水混合物出口，所述烧嘴将输送至该燃烧辐射换热装置下部的气化剂和粉煤混合物燃烧，以产生高温燃料气，该高温燃料气经由所述燃料气出口传输至所述对流换热装置；所述水冷壁吸收辐射热量，以产生汽水混合物，该汽水混合物经由所述汽水混合物出口传输至汽包以产生饱和蒸汽；

所述对流换热装置包括：过热器、蒸汽发生器和省煤器；所述过热器用于产生并排出过热蒸汽，所述蒸汽发生器用于产生并排出饱和蒸汽，所述省煤器用于预热锅炉给水；所述高温燃料气依次经过所述过热器、蒸汽发生器和省煤器之后排出。

优选地，所述对流换热装置还包括：氮气加热器，该氮气加热器将供应至其中的氮气进行加热并将加热后的氮气输送至所述热风炉。

优选地，所述燃烧辐射换热装置的底部设有支座，所述烧嘴外侧设有保护套，该保护套设置在支座上。

优选地，该设备还包括：除尘脱硫装置，该除尘脱硫装置包括静电除尘器、袋式过滤器和脱硫装置，从所述对流换热装置底部排出的燃料气依次经过静电除尘器的静电除尘、袋式过滤器的精细除尘和脱硫装置的脱硫后排出。

优选地，所述燃烧辐射换热装置还包括：两台捞渣机，所述捞渣机对称布置在所述辐射换热装置的两侧并且与该辐射换热装置共用水浴。

优选地，所述进料装置还包括：过滤器、粉煤仓、锁斗和给料罐，经过研磨及干燥后的所述粉煤依次经由过滤器、粉煤仓、锁斗和给料罐加压后被输送至所述燃烧辐射换热装置的下部。

本发明还涉及一种用于制备常压燃料气的方法，其包括以下步骤：

a)将来自磨煤机的粉煤经过干燥和加压后输送至燃烧辐射换热装置的下部；

b)利用设置在燃烧辐射换热装置中的烧嘴将气化剂和粉煤的混合物燃烧，以产生高温燃料气；

c)利用设置在燃烧辐射换热装置侧壁上的水冷壁吸收辐射热量，以产生饱和蒸汽；

d)将所述高温燃料气经由设置在燃烧辐射换热装置上部的燃料气出口传输至对流换热装置以及将饱和蒸汽经由设置在燃烧辐射换热装置上部的汽水混合物出口传输至汽包；

e)将所述高温燃料气依次经过所述对流换热装置中的过热器、蒸汽发生器和省煤器之后排出。

优选地，在所述步骤e)中，所述过热器用于产生并排出过热蒸汽，所述蒸汽发生器用于产生并排出饱和蒸汽，所述省煤器用于预热锅炉给水。