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一種煤氣生產(chǎn)方法

文檔序號(hào):5102689閱讀:450來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種煤氣生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種煤氣的生產(chǎn)方法,尤其涉及用粉煤生產(chǎn)煤氣的方法。
背景技術(shù)
利用粉煤生產(chǎn)煤氣的工藝通常包括,把粉煤、蒸汽、空氣和氧氣送入煤氣發(fā)生爐,使之在在高溫狀態(tài)下發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生煤氣,所產(chǎn)生的煤氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器將粉煤返回煤氣發(fā)生爐,煤氣則經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐用于產(chǎn)生蒸汽,經(jīng)洗滌冷卻后的煤氣送入用戶。由于從煤氣發(fā)生爐出來(lái)的煤氣溫度非常高,經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐后產(chǎn)生的蒸汽超出了煤氣生產(chǎn)所需,超出部分就會(huì)用于其它的用途;同時(shí)由于進(jìn)入煤氣爐內(nèi)的蒸汽、空氣和氧氣組成的氣化劑的溫度比較低,通常為65℃~120℃,而在爐內(nèi)反應(yīng)時(shí),氣化劑溫度需要升到1000℃~1100℃,在提高氣化劑溫度期間就會(huì)消耗大量的反應(yīng)熱量。以上因素都造成了生產(chǎn)的單位煤氣煤耗比較高,通常在0.3Kg/Nm3~0.4Kg/Nm3以上;而且以上述傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的煤氣熱值低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明的目的是提供一種煤氣生產(chǎn)方法,不僅降低煤耗,而且增加所產(chǎn)生煤氣的熱值。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種煤氣生產(chǎn)方法,包括向煤氣發(fā)生爐內(nèi)加入原料粉煤和高溫氣化劑,反應(yīng)生成煤氣;出爐煤氣與氣化劑進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫氣化劑;與氣化劑熱交換后的煤氣與水進(jìn)行熱交換,生產(chǎn)蒸汽,所述蒸汽為氣化劑的組成部分;
將與水進(jìn)行熱交換后的煤氣進(jìn)一步除塵和脫硫后輸出。
在生成煤氣之后、與氣化劑進(jìn)行熱交換之前還經(jīng)過(guò)干式高溫分離處理,所分離出的粉煤被送回煤氣發(fā)生爐。在產(chǎn)生高溫氣化劑之后、煤氣與水進(jìn)行熱交換生產(chǎn)蒸汽之前還經(jīng)過(guò)干式低溫分離處理,所分離出的粉煤被送回煤氣發(fā)生爐。
所述出爐煤氣與氣化劑進(jìn)行熱交換的溫降為500℃-700℃。所述煤氣與水進(jìn)行熱交換在廢熱鍋爐中進(jìn)行,在所述廢熱鍋爐的入口溫度為400℃-500℃。
所述氣化劑為空氣和蒸汽、富氧空氣和蒸汽、或純氧和蒸汽。
當(dāng)初始運(yùn)行時(shí),所述原料煤粉從所述煤氣發(fā)生爐的下部加入。當(dāng)所述煤氣發(fā)生爐的溫度運(yùn)行正常時(shí),所述原料煤粉從所述煤氣發(fā)生爐的上部加入。
所述高溫氣化劑從所述煤氣發(fā)生爐的三個(gè)位置送入;所述三個(gè)位置中第一個(gè)位于所述煤氣發(fā)生爐的下部,所述高溫氣化劑送入量為50%-60%;第二個(gè)位于所述煤氣發(fā)生爐的中部,所述高溫氣化劑送入量為35%-45%;第三個(gè)位于所述煤氣發(fā)生爐的中部;將所述高溫分離器和低溫分離器分離出的粉煤一起送入煤氣發(fā)生爐,所述高溫氣化劑送入量為5%。
所述高溫氣化劑的溫度為750℃-850℃。
所述供給用戶的煤氣的粉煤含量≤5mg/Nm3??諝?、富氧空氣或純氧在氣化劑中的比例為50-80%,蒸汽在氣化劑中的比例為20-50%。
本發(fā)明提供的煤氣生產(chǎn)方法,使入爐的氣化劑與出爐的煤氣經(jīng)熱交換,從而入爐的氣化劑溫度達(dá)到750℃~850℃,因此粉煤與高溫氣化劑的反應(yīng)熱量消耗比常溫氣化劑低20%~30%,而且煤氣的可燃成份較常溫氣化劑的混合煤氣高20%~30%。具體地,本發(fā)明將出煤氣爐的950℃~1100℃煤氣與60℃~100℃的氣化劑通過(guò)換熱器進(jìn)行換熱,換熱后的氣化劑溫度上升達(dá)到750℃~850℃,溫度下降至400℃~500℃的煤氣再進(jìn)入廢熱鍋爐生產(chǎn)水蒸汽,從廢熱鍋爐出來(lái)后煤氣溫度降至150℃左右,進(jìn)入文丘里除塵器和洗滌塔除塵,最后脫硫后送往用戶。通過(guò)煤氣和氣化劑熱交換,煤氣熱量供給氣化劑,氣化劑溫度上升導(dǎo)致蒸汽含量增大,與煤的反應(yīng)速度加快,不僅使煤氣發(fā)生爐煤耗低、煤氣成分好,更主要的是有效回收了煤氣中的熱量,使煤耗下降20%~30%。與使用常溫氣化劑的現(xiàn)有技術(shù)煤氣爐的煤耗0.3Kg/Nm3~0.4Kg/Nm3相比,本發(fā)明混合煤氣的煤耗下降至0.22Kg/Nm3~0.25Kg/Nm3。此外,本發(fā)明通過(guò)采用高溫、低溫兩次分離,使煤氣攜帶的粉煤量大幅度降低,而且分離下來(lái)的粉煤又重新入爐,因此進(jìn)一步降低了煤氣發(fā)生爐的煤耗。本發(fā)明由空氣加蒸汽的氣化劑生產(chǎn)的混合煤氣熱值在5600KJ/Nm3~6000KJ/Nm3,(1350kcal/Nm3~1450kcal/Nm3),煤耗僅為0.22Kg/Nm3~0.25Kg/Nm3,煤耗低,熱值高,生產(chǎn)效率高,成本低。


圖1為本發(fā)明煤氣發(fā)生方法實(shí)施例流程圖一。
具體實(shí)施例方式
以下參考圖1具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施將含水量≤8%的原料粉煤1經(jīng)送煤機(jī)送入煤氣發(fā)生爐,如果原料粉煤的含水量高于8%則需要先干燥,在剛開始運(yùn)行時(shí),原料粉煤1從煤氣發(fā)生爐的下部送入,當(dāng)爐溫正常時(shí),原料粉煤1改從煤氣發(fā)生爐的上部送入;同時(shí)將溫度為750-850℃的高溫氣化劑7從三個(gè)位置加入煤氣發(fā)生爐,在所述煤氣發(fā)生爐中發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生煤氣,所述的三個(gè)位置其中一個(gè)是從煤氣發(fā)生爐的下部加入,加入量為50%-60%,另一個(gè)是從煤氣發(fā)生爐的中部加入,加入量為35%-45%,第三個(gè)從煤氣發(fā)生爐的循環(huán)煤入口進(jìn)入,同時(shí)將循環(huán)煤送入煤氣發(fā)生爐,占總高溫氣化劑量的5%;所述煤氣經(jīng)過(guò)一干式高溫分離器,將其中所攜帶的顆粒直徑大于10μm的粉煤2分離,被作為循環(huán)煤重新送回煤氣發(fā)生爐,經(jīng)過(guò)分離的煤氣再進(jìn)入一熱交換器,將熱量交換給空氣3和蒸汽4組成的氣化劑,使得氣化劑升溫成750-850℃高溫氣化劑7,所述煤氣的溫降為500-700℃,所述煤氣出所述熱交換器的溫度為400-500℃,再進(jìn)入一干式低溫分離器進(jìn)一步分離其中的全部大于5μm粉煤顆粒,且分離0-5μm直徑顆粒的50%,分離出的粉煤5被作為循環(huán)煤重新送回煤氣發(fā)生爐;出低溫分離器后煤氣進(jìn)入一廢熱鍋爐用于產(chǎn)生蒸汽4,蒸汽4是氣化劑的組成部分,出所述廢熱鍋爐的煤氣進(jìn)入一文丘里濕式除塵器和洗滌塔中進(jìn)行脫硫和進(jìn)一步除塵處理,其中通過(guò)一水泵保持洗液8在文丘里濕式除塵器和洗滌塔以及沉降設(shè)備中的循環(huán),經(jīng)過(guò)上述濕式除塵分離90%的顆粒小于5μm粉煤,并經(jīng)過(guò)沉降設(shè)備沉降后,粉渣9過(guò)濾后排出,通過(guò)洗滌塔洗滌后的煤氣6可以輸送給用戶。上述工藝中空氣還可以為富氧空氣或純氧;上述煤氣生產(chǎn)工藝由于使氣化劑預(yù)熱后進(jìn)入煤氣發(fā)生爐,減少了煤耗;同時(shí)采用原料粉煤從兩個(gè)入口進(jìn)入煤氣發(fā)生爐,而且將煤氣攜帶的粉煤重新送回煤氣發(fā)生爐,進(jìn)一步減少了煤耗,使得煤耗僅為0.22Kg/Nm3~0.25Kg/Nm3煤氣,同時(shí)使得煤氣的熱值提高,為5600KJ/Nm3煤氣~6000KJ/Nm3煤氣(1350kcal/Nm3煤氣~1450kcal/Nm3煤氣)。具體地,本實(shí)施例中,空氣耗量為0.6-0.65Kg/Nm3煤氣。所得到的煤氣成分組成為H215%-20%;CO25%-30%;CO25%-8%;N240%-50%;CH42%-3%;O20.2%-0.5%。氣化劑中空氣、富氧空氣或純氧的比例為75-80%,蒸汽的比例為20-25%。
本實(shí)施例中的參數(shù)有以下多種組合

以下以空氣和蒸汽為氣化劑生產(chǎn)1Kcal的煤氣耗熱計(jì)算從理論上進(jìn)一步支持本發(fā)明的實(shí)施。
混合氣比熱0.33kcal/Nm3℃ΔH1=混合氣帶入熱量=1Nm3煤氣的混合氣量×850℃×0.33=0.8066×850×0.33=5068kcal/kmol.煤氣煤耗=0.25kg/Nm3=5.6kg/kmol原料比熱=0.5kal/kg℃ΔH2=冷煤升溫?zé)幔矫汉摹猎媳葻帷撩簻亍猎纤舭l(fā)熱=(0.25-0.25×0.1)×0.5×(950-25)×22.4+0.25×0.1×580×22.4=2655.8kcal/kmolC+O2→CO2H°co2=97700kcal/kmolC+O2/2→CO H°co=29400kcal/kmolC+H2O→COH°co=-28300kcal/kmolCO2含量7%,1kmal煤氣用空氣4.55/7.19=0.632kcal/kmol煤氣0.632kmol空氣含氧0.132kmol,CO耗氧為CO2的一半ΔH反=空氣生成CO2的熱量+空氣生成CO的熱量+蒸汽生成CO2的熱量=0.07×97700+[(0.132-0.07)×2×29400]+
×(-28300)=64694.3kcal/kmol煤氣煤氣比熱0.33kcal/Nm3煤氣;1Nm3煤氣生成1.04Nm3濕煤氣;ΔH3=8025.5kcal/kmol因此,生產(chǎn)1kmol煤氣耗熱Q=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH反
=5068+(-2655.8)+8025.5+6494.3=881kcal/kmol煤氣由計(jì)算可以看出結(jié)果近似平衡,尚余881kcal/kmol煤氣,可用于多生成H2。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種煤氣生產(chǎn)方法,其特征是,包括向煤氣發(fā)生爐內(nèi)加入原料粉煤和高溫氣化劑,反應(yīng)生成煤氣;出爐煤氣與氣化劑進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫氣化劑;與氣化劑熱交換后的煤氣與水進(jìn)行熱交換,生產(chǎn)蒸汽,所述蒸汽為氣化劑的組成部分;將與水進(jìn)行熱交換后的煤氣進(jìn)一步除塵和脫硫后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,在生成煤氣之后、與氣化劑進(jìn)行熱交換之前還經(jīng)過(guò)干式高溫分離處理,所分離出的粉煤被送回煤氣發(fā)生爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,在產(chǎn)生高溫氣化劑之后、煤氣與水進(jìn)行熱交換生產(chǎn)蒸汽之前還經(jīng)過(guò)干式低溫分離處理,所分離出的粉煤被送回煤氣發(fā)生爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述出爐煤氣與氣化劑進(jìn)行熱交換的溫降為500℃-700℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述煤氣與水進(jìn)行熱交換在廢熱鍋爐中進(jìn)行,在所述廢熱鍋爐的入口溫度為400℃-500℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述氣化劑為空氣和蒸汽、富氧空氣和蒸汽、或純氧和蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述原料煤粉從所述煤氣發(fā)生爐的下部加入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述原料煤粉從所述煤氣發(fā)生爐的上部加入。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述高溫氣化劑從所述煤氣發(fā)生爐的三個(gè)位置送入;所述三個(gè)位置中第一個(gè)位于所述煤氣發(fā)生爐的下部,所述高溫氣化劑送入量為50%-60%;第二個(gè)位于所述煤氣發(fā)生爐的中部,所述高溫氣化劑送入量為35%-45%;第三個(gè)位于所述煤氣發(fā)生爐的中部;所述高溫氣化劑送入量為5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的煤氣生產(chǎn)方法,其中,所述高溫氣化劑的溫度為750℃-850℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤氣生產(chǎn)方法,包括向煤氣發(fā)生爐內(nèi)加入原料粉煤和高溫氣化劑,反應(yīng)生成煤氣;出爐煤氣與氣化劑進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫氣化劑;與氣化劑熱交換后的煤氣與水進(jìn)行熱交換,生產(chǎn)蒸汽,所述蒸汽為氣化劑的組成部分;將與水進(jìn)行熱交換后的煤氣進(jìn)一步除塵和脫硫后輸出。在生成煤氣之后、與氣化劑進(jìn)行熱交換之前還經(jīng)過(guò)干式高溫分離處理,所分離出的粉煤被送回煤氣發(fā)生爐。在產(chǎn)生高溫氣化劑之后、煤氣與水進(jìn)行熱交換生產(chǎn)蒸汽之前還經(jīng)過(guò)干式低溫分離處理,所分離出的粉煤被送回煤氣發(fā)生爐。所述高溫氣化劑的溫度為750℃-850℃,從所述煤氣發(fā)生爐的三個(gè)位置送入。本發(fā)明的方法具有煤耗低,設(shè)備損耗小,所得煤氣熱值高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10J3/86GK101063050SQ20071009913
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者謝志平 申請(qǐng)人:佛山市科達(dá)能源機(jī)械有限公司
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