專利名稱：一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝及裝置。
如上所述的其它煤種的煤是長(zhǎng)焰煤、煙煤、貧(瘦)煤、無煙煤。
如上所述的高溫固硫劑是石灰石或生石灰。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明，設(shè)計(jì)了專用氣化裝置，它是由氣化爐、空氣蒸汽入口、煤氣出口、進(jìn)煤口組成，其特征在于氣化爐上部裝有固硫床倒圓錐形布?xì)獍?，固硫床倒圓錐形布?xì)獍迳戏皆O(shè)有固硫劑進(jìn)口和固硫劑溢流管，固硫床倒圓錐形布?xì)獍逯系臍饣癄t部分為固硫床，下部為氣化床，在氣化床的下部裝有氣化床倒圓錐多孔布?xì)獍?，形布?xì)獍宓南路窖b有兩個(gè)空氣蒸汽入口，一個(gè)為側(cè)面空氣蒸汽入口，另一個(gè)為與氣體射流管相通的空氣蒸汽入口，氣化爐頂部有煤氣出口。
如上所述的固硫床倒圓錐形布?xì)獍宓牡箞A錐體母線與中心軸的夾角為15-45度，設(shè)有中心氣流管和四個(gè)均布的側(cè)氣流管。
如上所述的氣化床倒圓錐形布?xì)獍宓牡箞A錐體母線與中心軸的夾角為30-45度。
本發(fā)明的生成煤氣量為1.6～4.0Nm3/kg，熱值為3000～5000kJ/Nm3，煤中硫析出率為60～80％。
本發(fā)明的高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝特點(diǎn)如下1.采用碎煤進(jìn)料，產(chǎn)品為低硫焦粉和低熱值熱煤氣。
2.煤種適應(yīng)范圍寬。
3.爐內(nèi)高溫煤氣脫硫，設(shè)備緊湊，節(jié)能。
4.產(chǎn)生的熱煤氣和焦粉可代替重油用于燃燒爐的調(diào)荷。
5.脫硫成本低，脫硫效果好圖1是本發(fā)明氣化爐裝置的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明氣化爐裝置中固硫床倒圓錐形布?xì)獍宓慕Y(jié)構(gòu)示意圖。


氣化爐(12)、空氣蒸汽入口(1)(4)、煤氣出口(9)、進(jìn)煤口(5)組成，其特征在于氣化爐上部裝有固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)，固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)上方設(shè)有脫硫劑進(jìn)口(7)和脫硫劑溢流管(8)，固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)之上的氣化爐部分為固硫床，下部為氣化床，在氣化床的下部裝有氣化床倒圓錐多孔布?xì)獍?3)，氣化床倒圓錐多孔布?xì)獍?3)的下方裝有兩個(gè)空氣蒸汽入口，一個(gè)為側(cè)面空氣蒸汽入口(4)，另一個(gè)為與氣體射流管(2)相通的空氣蒸汽入口(1)，氣化爐頂部有煤氣出口(9)。固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)的倒圓錐體母線與中心軸的夾角為15-45度，設(shè)有中心氣流管(10)和四個(gè)均布的側(cè)氣流管(11)。
實(shí)施例1以一種瘦煤為原料，煤粒度小于8mm。入爐煤性質(zhì)列于表1，將原料煤干燥后的水分為2％，從進(jìn)煤口(5)進(jìn)入氣化床，干燥原料煤由占總空氣量3％空氣從進(jìn)煤口(5)吹進(jìn)氣化爐的氣化床，與氣化爐底部進(jìn)入的空氣和水蒸汽混合物反應(yīng)，流化床氣速2.5m/s，氣體射流管(2)氣速保持12m/s，射流氣體流量占總氣量的40％，反應(yīng)溫度控制在1050℃，空氣耗量2.0Nm3/kg，蒸汽耗量0.5kg/kg，生成煤氣夾帶焦粉進(jìn)入固硫床，顆粒平均直徑為1.5mm石灰石從脫硫劑進(jìn)口(7)進(jìn)入固硫床，床層靜高度與反應(yīng)爐直徑比保持0.7，中心氣流管(10)和側(cè)氣流管(11)的氣體流度20m/s，其中中心氣流管(10)流量占總煤氣量的60％，石灰石固硫操作溫度控制在850℃，反應(yīng)后硫化固體去再生器或穩(wěn)定化反應(yīng)器處理，從固硫床頂部煤氣出口(9)流出夾帶焦粉的高溫煤氣或煤氣混合物。生成煤氣量2.7Nm3/kg，熱值4000kJ/Nm3，煤中硫析出率為70％，碳轉(zhuǎn)化率為55％。氣態(tài)硫化氫脫除率95％。即系統(tǒng)脫硫率為67％。
實(shí)施例3以一種無煙煤為原料，煤粒度小于8mm。入爐煤性質(zhì)列于表1，將原料煤干燥后的水分為2％，從進(jìn)煤口(5)進(jìn)入氣化床，干燥原料煤由占總空氣量3％空氣從進(jìn)煤口(5)吹進(jìn)氣化爐的氣化床，與氣化爐底部進(jìn)入的空氣和水蒸汽混合物反應(yīng)，流化床氣速2.5m/s，氣體射流管(2)氣速保持12m/s，射流氣體流量占總氣量的40％，反應(yīng)溫度控制在1050℃，空氣耗量1.8Nm3/kg，蒸汽耗量0.5kg/kg，生成煤氣夾帶焦粉進(jìn)入固硫床，顆粒平均直徑為1.5mm石灰石從脫硫劑進(jìn)口(7)進(jìn)入固硫床，床層靜高度與反應(yīng)爐直徑比保持0.7，中心氣流管(10)和側(cè)氣流管(11)的氣體流度20m/s，其中中心氣流管(10)流量占總煤氣量的60％，石灰石固硫操作溫度控制在850℃，反應(yīng)后硫化固體去再生器或穩(wěn)定化反應(yīng)器處理，從固硫床頂部煤氣出口(9)流出夾帶焦粉的高溫煤氣或煤氣混合物。生成煤氣量2.4Nm3/kg，熱值3870kJ/Nm3，煤中硫析出率為70％，碳轉(zhuǎn)化率為55％。氣態(tài)硫化氫脫除率95％。即系統(tǒng)脫硫率為67％。
表1煤樣工分、元素分析

權(quán)利要求
1.一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝，其特征在于包括如下步驟原煤首先粉碎到粒徑＜10mm，然后褐煤干燥后的水分小于10％或其它煤種的煤干燥后的水分小于5％，干燥碎煤由占總空氣量3～10％空氣吹進(jìn)氣化爐，與氣化爐底部進(jìn)入的空氣和水蒸汽混合物反應(yīng)，流化床氣速1.5～4.0m/s，氣體射流管氣速保持7～15m/s，射流氣體流量占總氣量的30～50％，反應(yīng)溫度控制在850～1050℃范圍內(nèi)，空氣耗量1.0～3.0Nm3/kg，蒸汽耗量0.3～0.5kg/kg，生成煤氣夾帶焦粉進(jìn)入固硫床，高溫固硫劑的顆粒直徑為0.5～3.0mm，床層靜高度與反應(yīng)爐直徑比保持0.5～1.0，中心氣流管和側(cè)氣流管氣體流度10～20m/s，其中中心氣流管流量占總煤氣量的50～60％，固硫操作溫度控制在750～900℃，反應(yīng)后的固硫劑去再生器或穩(wěn)定化反應(yīng)器處理，從固硫床頂部流出夾帶焦粉的高溫煤氣或煤氣混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝，其特征在于所述的其它煤種的煤是長(zhǎng)焰煤、煙煤、貧(瘦)煤、無煙煤。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝，其特征在于所述的高溫固硫劑是石灰石或生石灰。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝所用的裝置，其特征在于它是氣化爐(12)、空氣蒸汽入口(1)(4)、煤氣出口(9)、進(jìn)煤口(5)組成，其特征在于氣化爐上部裝有固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)，固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)上方設(shè)有脫硫劑進(jìn)口(7)和脫硫劑溢流管(8)，固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)之上的氣化爐部分為固硫床，下部為氣化床，在氣化床的下部裝有氣化床倒圓錐多孔布?xì)獍?3)，氣化床倒圓錐多孔布?xì)獍?3)的下方裝有兩個(gè)空氣蒸汽入口，一個(gè)為側(cè)面空氣蒸汽入口(4)，另一個(gè)為與氣體射流管(2)相通的空氣蒸汽入口(1)，氣化爐頂部有煤氣出口(9)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝所用的裝置，其特征在于所述的固硫床倒圓錐形布?xì)獍?6)的倒圓錐體母線與中心軸的夾角為15-45度，設(shè)有中心氣流管(10)和四個(gè)均布的側(cè)氣流管(11)。
6.如權(quán)利要求4所述的一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝所用的裝置，其特征在于所述的氣化床倒圓錐形布?xì)獍?3)的倒圓錐體母線與中心軸的夾角為30-45度。
全文摘要
一種高硫煤部分氣化預(yù)脫硫和高溫固硫工藝是由備煤、氣化、固硫等單元組成，構(gòu)成一個(gè)煤部分氣化、爐內(nèi)粉化及氣態(tài)硫化物熱態(tài)脫除系統(tǒng)。得到低硫的焦粉和低熱值煤氣。本發(fā)明在一個(gè)裝置中實(shí)現(xiàn)煤的部分氣化預(yù)脫硫、碎煤粉化、氣態(tài)硫化物的脫除，生產(chǎn)出的低硫焦粉/煤氣混合物，用于替代現(xiàn)粉煤鍋爐燃料。本發(fā)明不僅能減少硫排放而且可改善粉煤鍋爐的燃燒和調(diào)荷性能，設(shè)備簡(jiǎn)單、投資運(yùn)行成本較低。
文檔編號(hào)C10J3/58GK1478870SQ0314676
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者黃戒介, 王澤 , 房倚天, 楊金權(quán), 曹晏, 陳寒石, 王鴻喻 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所