CN85101391A - 经改进了的用于尾煤气化的煤气化方法 - Google Patents

Abstract

以气化尾煤为目的的煤气化方法的改进，尾煤的气化方法是将要气化的煤直接送入流化床中，氧气和水蒸汽被吹入流化床的下部，灰以熔融状态被收集在流化床底部，从流化床排出的产物连续地被送到一个或几个细粉和气体的分离装置中，细粉在流化床中进行再循环。所说的尾煤气化的改进，其特征在于，将尾煤送入从流化床排出的产物的循环回路中，将干燥过的尾煤和从气体中分离出的细粉混合后送入流化床。

Description

本发明是关于尾煤在流化床灰成团气化装置中的一种气化方法。

这种类型装置是如象美国专利NO2906608，NO3867110，NO3884649，NO3935825，NO4023280，NO4057402，NO4191539，NO4229289，和欧洲专利申请书NO0027280和NO0031856所叙述的那样装置。

这些装置是由一个反应器组成，煤装在温度约为900-110℃的流化床中，水蒸汽和氧气从反应器底部通入。煤在这些条件下进行气化，这时所形成的灰颗粒遭受到初步软化，然后成团而相互粘结。一方面，利用这些团粒在粒度和密度上的差别，另一方面，利用没有被成团而仍含有碳的颗粒，使得灰有可能有选择的排放出而得到分离。在由引用的专利所包括的这些装置中，分离是在位于反应器底部的一个或多个文杜里管理进行的。

按照欧洲专利申请书NO0027280，采用水蒸汽作为流化气体，并且通过一根位于文杜里管中心的管子通入氧气并使其高速与蒸气混合，而把主要含有水蒸汽的气体通过文杜里管引入，这是有其优点的。在流化床中这样产生的雾状物形成一个热区，它在灰颗粒成团过程中起着决定性的作用。

在流化床的上部，气体夹带有大量由未被气化或未完全气化的煤所组成的细粉和灰。这种细粉最好是在旋流器中加以分离，并在气化反应器底部被循环。如此速续被循环的细粉流速是高的，例如，要比气化煤的进料速四倍左右。

气化的煤在破碎到粒度小于或等于6毫米，并尽可能使其含水份不超过6%以后，最好采用风动方法输送到流化床的上部空间。如在美国专利№4057402所述的那样，可以将煤在大约400℃下进行予处理，以降低其粘结性。

以上所述的装置不适含于从洗煤机出来的尾煤的气化。这样的尾煤实际上是一种粒度很小（小于1毫米），很潮湿（经干挤压后含水份约25%），而且灰浓度可能达到40%的产物。

由于尾煤水份含量这样高，对于将煤送入反应器的普通装置是不利于尾煤的输入的。此外，如果将尾煤送入流化床的上部空间，由尾煤组成的很稀疏的颗粒在其能被气化之前就会从流化床中夹带走，并且流化床的操作将会被扰乱而毫无结果。虽然按照欧洲专利申请书№031856提供了一个在流化床下部送入要气化的煤的装置，然而，按所说的专利中所叙述的方法是不易实现的，因为要防止煤在输入管道中粘结，而且，把冷产物大量输入流化床底部，这对气化反应器的操作也是不利的。此外，这种装置不适合于输入象尾煤这样很潮湿的产物。

同样的缺点也可以在（联邦）德国专利№497894中找到。虽然该专利所包含的方法是利用从反应器排出的气体高温将要气化的物料部分干燥到含水份10%左右，并将其予热，然而，由于要气化的物料全部被送到从反应器排出的物流中，粘结和堵塞的危险仍然是不能抑制的。有迹象表明，虽然所说的专利是很早的，但是所述的输入方式从未在工业可行的工艺过程中得到有效使用，这也包括在所说的（联邦）德国专利中所述的发明者所开发的方法。

尾煤是备煤装置的一种副产物，它在洗煤机中大量得到，并且没有人知道如何使它能获得令人满意的经济价值。

本发明的一个目的是要将尾煤与用作主要原料的煤同时气化而使其获得经济价值。

本发明的另一个目的是要将尾煤放在象欧洲专利申请书№0027280所述的那样装置中进行气化。

本发明的第三个目的是要利用在流化床气化反应中所得的产物潜热来干燥尾煤，以便实际上在干燥的状态下把它送入煤气化流化床下段。所谓实际干燥的尾煤指的是水份含量低于6%（重量百分数），最好是低于2～3%（重量百分数）的产物。

本发明的另外一个目的是要稀释在气化反应器里被循环的产物中的尾煤，以防止在输送管道中出现粘结和堵塞的危险，并使这样的输送得以进行，而对气化反应器的正确操作不会带来不利影响。

这可以用诸如欧洲专利申请书№0027280所述的那种气化方法达到这些目的，即将浓度低于50%（重量百分数）的尾煤，最好是相当于输入该装置煤量的20%（重量百分数）左右的尾煤（该浓度相当于从未筛选过的煤在洗煤机中所得的尾煤的通常产量）送到从流化床排出的产物的循环中，气化反应就是在这流化床中发生的。

因此，本发明使气化过程得以改进，气化过程一般是将要气化的煤直接送入流化床，氧气和水蒸汽被吹入流化床下部，灰以熔融状态在流化床底部被收集，从流化床排出的产物被连续送到一个或多个分离的细粉和气体的装置，然后细粉在流化床中再循环。

这样的改进是由以下两部分所组成：将尾煤送到从流化床排出的产物的循环回路中;并将干燥尾煤和从气体中分离出的细粉的混合物送入流化床，最好直接送入其下部。

按照本发明的优选实例，将尾煤送入位于流化床上面的气相（上部自由空间）内的气化反应器中。

在另一个有利的实例中，在由反应器排出的热气流被送去分离细粉和再循环之前，将尾煤送入该热气流中。

按照另外一个可能的实例，将尾煤送到细粉分离装置出口与反应器之间的细粉循环回路中。

从以下的叙述可以更清楚地看出本发明的其它特征和优点。下面的叙述是按照附图，通过举例和用示意图来说明一种已知流化床型的和灰成团煤气化装置的反应器，本发明的方法被应用于这种气化反应器中。

根据示意图，一般参考数（1）表示以自明的方式来实现的气化反应器，因此，这里无需说明。流化床在大约900～1100℃下操作，煤在（2）处被送入，蒸汽和继续保持流化的空气或氧气分别从（3）和（4）处送入反应器底部。众所周知，在这种情况下，经这样处理过的煤灰颗粒遭受到初步软化，并且相互粘结成团。一方面，根据这种团块之间的颗粒大小和密度的差别有选择地把灰排出，另一方面仍含有碳的颗粒没被成团。在反应器底部（5）处进行分离，产物在（6）处排放出。经过这样处理所得的气体夹带有大量水蒸汽和粒度小于1毫米的细粉，从温度大约为1000℃的反应器顶部（7）处排出，再经过如象（8～9）那样的一个或多个旋流器把这些细粉分离。通常这些细粉分别经过管道「8_a～9_a」进入反应器（1）再循环。而没有再循环的那部分细粉将从（10）处排出。

按照本发明，包含0和1毫米粒度之间的那部分尾煤送到这气体流循环回路中。正是由于这样的颗粒大小，尾煤与有着相同粒度的剩余细粉部分是相类似的，它们被这些回流物料带走或由此被分离。

因此，按照本发明的第一个实例，尾煤经（11）处被送到管道（7）中，该管道把反应器（1）上部与第一个旋流器（8）相连接。

不管是什么温度或者这些悬浮体进入该管道的进料速度如何，首先需要指出的是，它们无论如何也不会扰乱反应器的操作。此外，如上面提到的那样，尾煤颗粒大小类似于反应器（1）正常排出的细粉。而且，所说的进料速度不管怎样也不会影响用旋流器（8）和（9）来分离这样粒度部分的操作。

关于尾煤进料速度，它可能是高的，正是由于有了这种旋流器，就特别能分离比送入反应器的煤大约多四倍或更多的细粉量。

随着尾煤在管道（7）中的循环，尾煤将达到气体流和细粉循环的温度（大约1000℃），以便象在旋流器（8）中的细粉那样被分离，也象在相同温度（大约850～950℃）和在正常存在于循环管道（8_a）中的湿度下的细粉那样被循环。因此，在粒度、温度和水份含量方面，可以认为尾煤是与细粉相同的。这点可以理解为，就从反应器（1）底部输入以及在反应器中的停留期间这两方面来说，这些尾煤具有与细粉相似的特征，与尾煤没有被送入细粉循环的情况相比较，不改变装置的操作条件就能进行气化。在这个实例中，从反应器排放出的显热得到充分利用。

按照另一个实例，这些尾煤可以送入旋流器（8），（9）当中任一个的循环管道中，在该管道中，温度，流速和水份含量情况更有利。在举例说明的实例中，最好是选择与第一个旋流器相连接的管道（8_a），因为那里的温度最高（850～900℃）。很显然，为了使从旋流器（9）中出来的细粉返回，也可以在管道（9_a）中通入尾煤，在该该管道处仍有大约750～800℃的温度（比管道（8_a）的温度低），但流速明显低于管道（8_a）中的速度。显然，进料位置取决于旋流器的数目，温度和流速情况。在这个实例中，由于从反应器中排出的显热没被充分利用，所以在把尾煤送入管道之前至少部分地将其干燥一下这会有好处。不管怎样，利用装置中的这些位置是有意义的，因为在这些位置上的参数，尤其是温度，具有最佳值。至于流速，由于尾煤作为要气化的初始煤料的补充量，需要输入的尾煤的比例在很大程度上依赖于被循环的细粉的比例（如上面所述，这个比例是高的）。在特殊情况下，所说的比例能够达到20%左右，甚至能高达50%（以被气化煤量的重量百分数计）。

在尾煤被送入第二个旋流器的循环回路的情况下，这一比例将要明显地降低，如将尾煤送入第三个旋流器（如果有第三个旋流器的话）的循环回路，则该比例将会更低。这要由该系统的流体力学条件来决定，以便在回流段达到正常流速。这个比例还要依据这环路中粘结危险情况而加以限制，而这种粘结危险情况是与煤质特性有关的。

这点将被理解，本发明仅仅是以纯粹解释性的和完全无限制的方式加以叙述，而且无需怎样偏离由从属权力要求所规定的范围就能够实现任何有用的改进。

Claims (5)

1、以气化尾煤为目的的煤气化方法的改进方法，其中要气化的煤直接送入流化床中，氧气和水蒸汽被吹入流化床的下部，灰以熔融状态被收集在流化床底部，从流化床排出的产物连续被送到一个或几个分离细粉和气体的装置中，细粉在流化床中进行再循环，所说的用于气化尾煤的改进，其特征在于，将尾煤送入从所述的流化床排出的产物循环回路中，并将干燥过的尾煤和从气体中分离出的细粉的混合物送入流化床。

2、按照权利要求1所述的改进方法，其特征在于，将尾煤直接送入流化床下部。

3、按照权利要求1所述的改进方法，其特征在于，将尾煤直接送入位于流化床上面并处于气相的气化反应器中。

4、按照权利要求1所述的改进方法，其特征在于，在将从反应器出来的热气流送去分离细粉和再循环之前，把尾煤输入到该热气流中。

5、按照权利要求1所述的改进方法，其特征在于，将尾煤送入细粉分离装置的门口与反应器之间的那段细粉再循环回路中。

Images