[发明专利]纯氧加压生产1.0~2.2MPa水煤气的方法及装置

说明书

本发明公开一种纯氧加压生产1.0～2.2MPa水煤气的方法及装置，包括以下步骤：将原料煤和/或焦炭加入气化炉中，同时将压力1.2～2.4MPa、浓度≥99.6％的氧气及温度240～270℃、压力1.2～2.2MPa的蒸汽通入气化炉，控制气化炉内温度1100～1250℃、压力1.0～2.2MPa，反应生成粗煤气，洗涤、冷却，即得；原料煤和/或焦炭供给量为380～420kg/kNm³煤气，氧气通入量为190～220Nm³/kNm³煤气，蒸汽通入量为600～650kg/kNm³煤气。本发明能提高原料煤和/或焦炭转化率，增大煤气中有效成分含量，所产水煤气无需压缩，可直接送往变换工段，节能降耗效果显著。

本申请是母案名称为“固定床气化生产1.0～2.2MPa水煤气的方法”的发明专利的分案申请；母案申请的申请号为：CN201610371210.0；母案申请的申请日为：2016.05.30。

技术领域

本发明涉及煤炭、焦炭化工气化技术领域，具体涉及一种纯氧加压气化生产1.0～2.2MPa水煤气的方法及装置。

背景技术

煤气化反应是发生在碳和载氧的气化剂(O₂、H₂O、CO₂)之间的一种化学反应。水煤气用途非常广泛，其主要成份为氢气和一氧化碳，过去主要用作燃气，现在主要用于制备化工产品，如作为生产甲醇、乙二醇、多元醇、醋酸、合成氨、联碱等的原料气。

煤气化技术的发展历史已有100多年，气化炉类型先后也有近百种，我国也十分重视煤气化技术的研究与开发，依靠自身科技实力研发出多种固定床、流化床及气流床气化技术。然而，目前国内的中小型化肥企业、冶炼厂、金属加工厂、铸造厂、陶瓷厂、玻璃厂等多数仍采用老式的煤气化炉，即固定床常压间歇炉，使用时煤气需要加压，电耗较高，并且该工艺生产效率低、原料转化率低、灰渣残炭高、安全隐患多，致使企业生产成本升高，而经济效益降低。

为提高经济效益，我国先后于20世纪50年代引进温克勒流化床技术，70年代引进鲁奇固定床气化技术，80年代引进德士古加压水煤浆气化技术，90年代引进壳牌煤粉气化技术等。但是每种煤气化技术都有自身的适应性和局限性，如不同的原料来源需对应不同的炉型等。并且国外的气化炉大多数仅适用于大型化工生产企业，前期投资较大，一般企业难以承受。

为调节气体成分，中小型化肥生产企业均设置有一氧化碳变换工序，变换压力主要有0.8～1.0MPa、2.0～2.2MPa两种，而间歇炉生产的常压水煤气必须利用煤气压缩机加压到上述压力才能使用，因此需要消耗大量的电能，电耗费用占合成氨成本的近30％，不利于降低生产成本。在过去化肥生产企业用电享有优惠电价，而该优惠政策将于2016年6月前全部取消，这将给企业带来严峻考验。然而大型气化炉如鲁奇炉、德士古、壳牌、航天炉、清华炉、科林炉等的气化压力均在4.0MPa以上，而固定床常压间歇炉的压力又不超过0.01MPa。若能使气化炉生产出的水煤气压力维持在1.0～2.2MPa范围，不仅能满足CO变化压力需要，大幅降低电耗，同时其他物资消耗也会随之降低。并且，冶金、陶瓷、造纸、建材等企业对1.0～2.2MPa中间档压力水煤气也有生产上的需求，这些企业过去多采用天然气，生产成本较高，而等热值情况下水煤气的成本仅是天然气成本的1/2左右。