br>[0025] (4)因?yàn)楦鞣N油、低碳烴重整生成C0和H2，提高了煤氣化的氣化效率。對(duì)于褐煤， 氣化效率可以提尚10%。
[0026] (5)與傳統(tǒng)工藝相對(duì)比，無(wú)須將焦油等從粗煤氣中分離，從而避免了傳統(tǒng)工藝中將 粗煤氣冷凝分離出焦油成分、廢水中提取酚等再處理的繁瑣工藝，故整個(gè)工藝流程中不會(huì) 出現(xiàn)焦油聚合結(jié)焦堵塞管道的問(wèn)題，減少了設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用，使處理工藝變得簡(jiǎn)單、容 易、尚效°
[0027] (6)本發(fā)明采用的是固定床反應(yīng)器，與流化床、氣流床相對(duì)比，盡管流化床、氣流床 的各種油、低碳烴的產(chǎn)率低，但是其需要直徑更小的粉煤，破碎成粉煤時(shí)需要龐大的碎煤設(shè) 備和更多的電能；并且流化床、氣流床因?yàn)椴⒘鞑僮?，氣速大，粗煤氣中含有較多的粉塵，氣 化爐出口溫度高達(dá)1400?1700°C，液態(tài)排渣，換熱效率低，需氧量大；而固定床是逆流操 作，粉塵極少，固態(tài)排渣，換熱效率高，需氧量少。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝流程圖。
[0029] 圖中：1、碎煤加壓氣化爐；2、粗煤氣預(yù)熱器；3、氧氣預(yù)熱器；4、重整反應(yīng)器；5、冷 凝器；6、氣液分離器；7、凈化裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面通過(guò)實(shí)施例和附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0031] 碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的裝置及操作流程： 圖1所示，本發(fā)明碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的裝置包括碎煤加壓氣化爐1、重整反應(yīng)器4、氣 液分離器6、凈化裝置7。
[0032] 在碎煤加壓氣化爐1中，煤從氣化爐頂部加入，氣化劑(氧氣和水蒸氣)從氣化爐的 底部加入，二者逆流接觸，本發(fā)明碎煤加壓氣化爐1為固定床反應(yīng)器。
[0033] 在碎煤加壓氣化爐1中生成的粗煤氣通過(guò)粗煤氣預(yù)熱器2預(yù)熱到600?1100 °C， 與預(yù)熱到500?700°C的02 (通過(guò)氧氣預(yù)熱器3預(yù)熱)，一同進(jìn)入到高溫裂解重整反應(yīng)器4 中，此時(shí)溫度達(dá)到900?1400°C。在此溫度下，各種油、低碳烴、CH4與粗煤氣中的二氧化碳、 水蒸氣以及加入的〇2反應(yīng)重整為⑶和H2,順3轉(zhuǎn)化生成N2。
[0034] 產(chǎn)生的粗合成氣預(yù)熱粗煤氣和氧氣之后，再進(jìn)一步經(jīng)過(guò)冷凝器5和氣液分離器6， 分離出冷凝水，再經(jīng)過(guò)凈化裝置7處理后得到凈合成氣，將分離出的二氧化碳和硫化氫排 出系統(tǒng)外。該凈化工藝為煤氣凈化通用技術(shù)工藝，包括吸收和解吸、吸附和脫附、膜分離等 處理方法。此工藝非常適合高水分、高揮發(fā)分的劣質(zhì)煤的氣化。
[0035] 粗合成氣中的水蒸氣冷卻后不再含有各種油、低碳烴，僅含有極少量的NH3，并且 其溫度較高，流量為930?1100kg/t煤，少于煤氣化裝置的蒸汽用量（1000?1400kg/t 煤)，因此這部分水蒸氣可全部用于煤氣化裝置氣化劑的再生，水可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，真正 實(shí)現(xiàn)零排放、零污染。
[0036] 本發(fā)明工藝中粗煤氣直接升溫，各種油、低碳烴、CH4裂解，而不是傳統(tǒng)工藝中將焦 油等從粗煤氣中分離。從而避免了傳統(tǒng)工藝中將粗煤氣冷凝分離出焦油成分再處理的繁瑣 工藝，減少了設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用，使處理工藝變得簡(jiǎn)單高效。
[0037] 下面用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步作出說(shuō)明。
[0038] 實(shí)施例1 在壓力為2. 5MPa的碎煤加壓氣化爐中加入褐煤，生成的粗煤氣溫度為315°C，通過(guò)換 熱器預(yù)熱到900°C，與預(yù)熱到600°C的02，一同進(jìn)入到高溫裂解重整反應(yīng)器中，此時(shí)溫度達(dá) 到1000°C，在此溫度下，粗煤氣中的各種油、低碳烴、CH4重整生成C0、H2等小分子，NH3轉(zhuǎn)化 生成N2。高溫裂解重整反應(yīng)器中各種油、低碳烴完全分解，NH3轉(zhuǎn)化率高達(dá)98. 6%。與粗煤 氣相比，粗合成氣的C0的摩爾量提高1. 5倍，其標(biāo)準(zhǔn)體積分?jǐn)?shù)由10. 3%提高到19. 9%洱的 摩爾量提高〇. 9倍，其標(biāo)準(zhǔn)體積分?jǐn)?shù)由27. 2%提高到40. 3%。另外，C02的標(biāo)準(zhǔn)體積分?jǐn)?shù)由 22. 3%降低到18. 0%，H20的標(biāo)準(zhǔn)體積分?jǐn)?shù)由27. 0%降低到20. 3%。氣化效率由74. 8%提升 到 83. 7%。
[0039] 產(chǎn)生的粗合成氣作為預(yù)熱粗煤氣和氧氣的熱介質(zhì)，粗合成氣進(jìn)一步經(jīng)過(guò)冷卻凈化 處理成為凈合成氣，同時(shí)分離出冷凝水、二氧化碳和硫化氫。
[0040] 實(shí)施例2-4均按照實(shí)施例1所述的使用褐煤的工藝流程，于2. 5MPa下，在不同的 反應(yīng)溫度、預(yù)熱溫度下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所述：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：包括以下步驟： (1)碎煤加壓氣化爐生成粗煤氣，通過(guò)換熱器預(yù)熱到600?IKKTC，與被另一換熱器預(yù) 熱到500?700 °C的氧氣，一同進(jìn)入到壓力為1. 5?8MPa的高溫裂解重整反應(yīng)器中，加入的 氧氣、粗煤氣中原有的水蒸氣、二氧化碳作為含氧反應(yīng)介質(zhì)，與粗煤氣中的各種油、低碳烴、 CH4等有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，重整為CO和H 2，反應(yīng)器內(nèi)的溫度為900?1400°C，生成的粗合成氣 的出口溫度為900?1200°C ;在重整反應(yīng)器的高溫作用下，粗煤氣中的氨氣大部分轉(zhuǎn)化生 成氮?dú)猓? (2 )粗合成氣作為熱介質(zhì)，在上述換熱器中預(yù)熱粗煤氣和氧氣，冷卻后的粗合成氣進(jìn)一 步經(jīng)過(guò)冷卻冷凝分離出冷凝水，再經(jīng)過(guò)凈化處理成為凈合成氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：所述粗煤氣中的 各種油包括C5及C5以上的脂肪烴、芳烴、芳香族含氧化合物以及含氮、含硫的雜環(huán)化合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：所述的碎煤為褐 煤、煙煤或無(wú)煙煤。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：所述低碳烴為碳 原子數(shù)為C2?C4的脂肪烴。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：所述粗合成氣中 CH4的體積百分?jǐn)?shù)降低到0. 4%以下，NH3的體積百分?jǐn)?shù)降低到0. 01%以下，不含有油、低碳 烴、酚類化合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：所述冷凝水中氨 氮含量降低到l〇〇mg/L，C0D&降低到200mg/L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，其特征在于：所述的工藝中 氣化褐煤時(shí)，粗合成氣相比于粗煤氣，粗合成氣中的二氧化碳和水蒸氣的體積百分含量分 別降低4%?7%和5%?14%，一氧化碳和氫氣的體積百分含量分別提高9%?15%和10%? 25% ;壓力越高，二氧化碳、水蒸氣、一氧化碳和氫氣的體積百分含量變化幅度越大。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碎煤生產(chǎn)潔凈合成氣的工藝，碎煤加壓氣化爐生成粗煤氣，通過(guò)換熱后與預(yù)熱的氧氣，一同進(jìn)入高溫裂解重整反應(yīng)器中，加入的氧氣、粗煤氣中原有的水蒸氣、二氧化碳作為含氧反應(yīng)介質(zhì)，與粗煤氣中的各種油、低碳烴、CH4等有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，重整為CO和H2，反應(yīng)器內(nèi)的溫度可高達(dá)900～1400℃，粗合成氣的出口溫度為900～1200℃，在經(jīng)過(guò)這樣的高溫作用下，粗煤氣中的氨氣大部分轉(zhuǎn)化生成氮?dú)?。粗合成氣中不含有焦油、低碳烴和酚類化合物，冷凝水的NH3-N含量和CODCr都大幅度下降，對(duì)于低階煤CO和H2產(chǎn)率大幅提升。
【IPC分類】C10J3-02, C01B3-36
【公開(kāi)號(hào)】CN104593079
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510019979
【發(fā)明人】申曙光, 石朝益, 孫瑞軍, 李凡, 馮建祥, 李天津, 孫玉娟
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月15日