[发明专利]煤(焦)连续气化及精制合成气的方法

说明书

本发明涉及的是一种利用煤(无烟煤)、焦作原料的煤(焦)连续气化及精制合成气的方法。

我国有中小氮肥厂近千家，其中绝大多数以无烟煤或焦炭为原料，采用常压固定床间歇式气化技术，工艺落后，能耗高，对原料粒度要求较高(焦炭25～75m/m；无烟煤50～100m/m)，原料利用率低，产品成本高，流程长，设备结构复杂，各台炉系统都有各自的水压阀门控制系统，不能实现集中控制，污染环境。

申请号为93110917.5公布了一种煤(焦)常压连续富氧空气造气工艺技术，提出了富氧连续气化的设想，但它只是对原料焦炭的组成性质作出较精略的测算，原料利用率仍很低(达36％)热量回收率低，特别是忽略了气化过程产生的有害物(如有机硫、烯烃等)，使现有装置不能生产合格的氨合成气。

鉴于以上原因，本发明的目的是为了提供一种热效率高、节能降耗，生产能力大，易于实现集中控制，环境污染少，能完全净化合成气中的有害物质使气体达到完全精制煤(焦)连续气化及精制合成气的方法。

本发明的目的是这样来实现的：本发明方法步骤如下：

1)、将煤(焦)原料从与含灰渣层、气化燃烧区、还原区、干馏区、干燥区的气化炉顶连接的含密封装置的加料机中加入气化炉，将含氧气或富氧空气和过热蒸汽的气化剂从气化炉底送入，在气化炉内进行氧化—还原反应后制取的水煤气或半水煤气经蒸汽过热除尘器后送入废热锅炉产生蒸汽，它同气化炉夹套锅炉产生的蒸汽一道经过热后，供作气化剂使用，水煤气或半水煤气经洗涤塔除去杂质后送往精制工序即得精制合成气，炉渣自动排出炉外；

2)、1)中所述的气化剂中的氧气来自变压吸附装置或膜分离或其他廉价供氧装置，含氧浓度≥9.3％，与过热蒸汽一道从炉底部引入，其中H₂O/O₂≈2分子比，在气化炉中与煤(焦)进行氧化一还原反应后即可生感富含CO、H₂的水煤气(CO+H₂＞80％)，水煤气在精制工序进行湿法净化脱硫、干法精脱有硫、烯烃、脱碳后即可制得合格的合成气，可用来制甲醇、乙醇等；

3)、1)中所述的气化剂中的富氧空气是用来自变压吸附装置、膜分离装置或其他廉价供氧装置的氧气同空气混合后所得；与过热蒸汽一道从炉底部引入，其中H₂O/O₂≈2分子比，在气化炉中与煤(焦)进行氧化—还原反应后即可得半水煤气，制得的半水煤气经过以下精制工序即可制得合格氨合成气；

a.在精制工序中半水煤气经湿法净化脱硫、中温变换、低温变换、深变、碳化、于法精脱硫、甲烷化脱除了有机硫和烯烃后即可得合格氨合成气，低温变换时使用的催化剂是含有氧化钴、氧化钼的化合物，以便将有机硫(如COS等)转变成H₂S便于后工序中预以脱除，这是适用于中小化肥厂生产碳铵产品所用的流程；

b.在精制工序中半水煤气经湿法净化脱硫、中低温变换、溶液净化脱碳、脱硫、甲烷化脱除了有机硫和烯烃后即可制得合格氨合成气(参见图1)，低温变换时使用的催化剂是含有氧化钴、氧化钼的化合物，这是适用于中、小化肥厂生产尿素产品所用的流程。

上述的煤(焦)可采用无烟煤也可采用焦炭(土焦)。

上述的来自变压吸附装置、膜分离装置或其它廉价供养装置的氧浓度至少为93％的氧气或氧气含量为45～55％(体积比)的富氧空气，分别用热的冷凝液喷淋至少为50℃、或使气体饱和温度达85～90℃后再与过热蒸汽混合，再送入气化炉内，充分利用热源。

上述的煤(焦)原料采用由无烟煤、焦炭的粉末压制成型的型煤。

上述的煤(焦)原料粒度范围为5～80mm。

本发明方法是将煤(焦)原料从气化炉顶连续加入，将氧气或富氧空气和过热蒸汽作为气化剂从气化炉底送入，进行逆流气化，在气化炉内的灰渣层，进入的气化剂先在此层进行进一步的均匀分配，以防止炉篦受高温影响，延长使用寿命，并借灰渣的热量使气化剂预热，在气化炉内的气化燃烧区，原料中的碳被氧化剂中的氧进行氧化生成CO₂及CO并释放出大量热量，其反应式为