专利名称：一种粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法
技术领域：
本发明涉及一种粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，该方法利用二氧化碳气对粉煤贮仓进行充压安全密封，同时对粉煤锁斗和粉煤给料仓充压，以便将粉煤输送到气化炉。
背景技术：
采用以煤为原料制合成气，在国内最早工业化为UGI炉固定床气化制水煤气或半水煤气。在国外目前已工业化的气化炉有柯柏斯——托切克(Koppers-Totzek)炉，鲁奇炉(Lurgi)及温克勒(Winkler)炉三种。正在开发并逐步走向工业化的第二、第三代煤气化炉的主要有德士古(Texaco)炉及谢尔——柯柏斯(Shell-Koppers)炉及GSP气化炉等，除UGI等固定床气化、Lurgi固定床气化及Texaco水煤浆气化外，其余气流床气化工艺，均须将煤磨成小于1mm的粉煤，粉煤与气化剂一道同时喷入气化炉内，，所以都有一个粉煤气化工艺的安全密封及粉煤输送问题。
当粉煤与空气接触，有产生爆炸的可能性，因此必须用符合安全要求的气体对粉煤锁斗进行充气充压，使之在微正压以上工作，以达到安全密封的目的。以往粉煤气化工艺采用氮气作惰性气体对煤仓及粉煤锁斗进行安全密封，并用氮气来输送粉煤。但是用粉煤气化来生产合成气或者生产加氢反应用氢气时，再用氮气作为惰性气体进行安全密封或者用氮气来输送粉煤时，则氮气进入系统后，便成了无用的惰性气体，氮气就会增加各项消耗指标，增大装置投资，增加成本。
发明内容
本发明方法的目的是用粉煤气化来生产不含氮气的合成气或生产加氢反应用氢气，解决利用氮气进行安全密封和输送粉煤带来的增加各项消耗指标，增大装置投资、增加成本的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法。该方法利用二氧化碳气对粉煤贮仓进行充压安全密封，同时利用二氧化碳气对粉煤锁斗和粉煤给料仓充压，以便将粉煤输送到气化炉，用于对所述粉煤锁斗和粉煤给料仓充压的二氧化碳气的温度为常温至小于100℃，压力为0.1～6.9Mpa。
上述方法中所述的对粉煤贮仓进行充压的二氧化碳的温度为5～50℃，压力为微正压至1.0MPa，优选温度为20～40℃，优选压力为0.05～0.5MPa。
上述方法中所述的对粉煤锁斗和粉煤给料仓充压的二氧化碳气的温度优选为20～50℃，压力优选为2.5～6.0Mpa。
上述方法中所述的粉煤锁斗的数量可以是两个或两个以上，它们交替给粉煤给料仓进料，交替充压，交替泄压。
当生产规模较大时，上述方法中所述的粉煤给料仓可以设置为两个或两个以上，它们交替充压，交替给料，交替泄压。
由于二氧化碳气较容易液化或者较容易达到临界或超临界状态，且在接近液化条件或者超临界状态时，二氧化碳的性能也会有显著变化，这将会影响到应用的运行效果。因为液化的二氧化碳无法用于粉煤输送，也无法适应粉煤烧咀的正常运行。当二氧化碳的温度和压力达到或接近临界状态时，此时的二氧化碳已变成了很好的溶剂，它能将煤中的有机大分子化合物(如有机酸，苯羧酸、多环化合物等)萃取出来，此时二氧化碳气就不再是顺畅的流体，它会将本已研磨达到细度要求的粉煤发生团聚，破坏了气流输送粉煤的性能，原设计的粉煤烧咀也无法正常运行。因此通过研究，选定了适宜采用二氧化碳气体作为惰性气体来安全密封和输送粉煤的技术条件范围，当二氧化碳气的温度在常温至小于100℃，压力为0.1～6.9Mpa时，能够很好地用于对粉煤给料仓充压，而不会发生上述影响粉煤气化工艺的现象。
粉煤进入气化炉后，与进入气化炉的过热蒸汽及氧气在1000℃以上的高温条件下，会发生非催化改质反应，其主要反应如下
同时，随粉煤一道进入气化炉的二氧化碳气体也会参与上述非催化反应，对生成合成气的质量无不利影响，上述反应也均未增加氮气的含量。
由于用指定条件的二氧化碳气体取代了氮气作粉煤气流输送的动力载体，因此气流输送载体不影响制得的合成气的质量，除随煤带入的元素氮外，不会增加氮气含量，气体有效成份高；采用二氧化碳取代氮气作安全密封气，因此随粉煤带入系统的二氧化碳进入气化炉后，也参与气化炉内的非催化反应，而获得相应的产品气，实现了资源合理使用。
本发明方法可用于粉煤气化生产不含氮气的合成气或生产加氢反应用氢气，解决了利用氮气进行安全密封和输送粉煤带来的增加各项消耗指标、增大装置投资、增加成本的问题。
图1为本发明方法的系统及工艺流程图。
具体实施例方式
参考图1，由螺旋输送机送来的粉煤，经管线1进入粉煤贮仓3，并通过管线2向粉煤贮仓3通入压力为微正压至1.0MPa，温度为5～50℃的二氧化碳气(或低氧含量的烟道气)，以维持其微正压操作，并定期通过管线24排除部分废气。继后粉煤经管线4、5分别进入两个交替开关操作的粉煤锁斗7a、7b，控制粉煤经管线9或者经管线10间断地经管线11进入粉煤给料仓12。压力为0.1～6.9MPa，温度为常温至100℃的二氧化碳气经管线6或者管线8交错而间断地充入粉煤锁斗，以维持其正压以上操作，同时间断而交错地经管线26或经管线25泄压。温度为常温至小于100℃，压力为0.1～6.9Mpa的二氧化碳气体经管线16连续进入粉煤给料仓，并以二氧化碳气流为动力带动粉煤经管线13进入气化炉14的粉煤烧咀，在气化炉14内与经管线17进入气化炉14的过热蒸汽和经管线18进入气化炉14的氧气混合，在高温下发生非催化部分气化反应，其主反应式为
同时输送粉煤的气流-二氧化碳气体和随粉煤一道进入系统的密封用少量二氧化碳气，在气化炉14内，也会参与上述非催化剂部分氧化反应，对系统运行及产品合成气的质量无不利影响。
粉煤贮仓3的二氧化碳充气管2及废气排放管24上的自动阀门与粉煤锁斗7a、b上的二氧化碳充气管6和8以及泄压管26和25上的自动阀门由时间程序控制系统来控制各阀门的开关动作；粉煤给料仓13的二氧化碳气体入口管16和气化炉14的过热蒸汽入口管17和氧气入口管18上的自动阀门，根据气化炉的需要来进行调节。
当生产规模较大时，可以采用两个以上的粉煤锁斗给粉煤给料仓进料，采用两个或两个以上的粉煤给料仓向气化炉输送粉煤。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改和\或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，其特征在于利用二氧化碳或烟道气对粉煤贮仓进行充压安全密封，同时利用二氧化碳气对粉煤锁斗和粉煤给料仓充压，以便将粉煤输送到气化炉，用于对所述粉煤锁斗和粉煤给料仓充压的二氧化碳的温度为常温至小于100℃，压力为0.1～6.9Mpa。
2.根据权利要求1所述的粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，其特征在于所述的对粉煤贮仓进行充压的二氧化碳或烟道气的温度为5～50℃，压力为微正压至1.0MPa。
3.根据权利要求1所述的粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，其特征在于所述的对粉煤贮仓进行充压的二氧化碳或烟道气的温度为20～40℃，压力为0.05～0.5MPa。
4.根据权利要求1所述的粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，其特征在于所述的对粉煤锁斗和粉煤给料仓充压的二氧化碳气的温度为20～50℃，压力为2.5～6.0Mpa。
5.根据权利要求1所述的粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，其特征在于所述的粉煤锁斗的数量为两个或两个以上，所述两个或两个以上粉煤锁斗交替给粉煤给料仓进料，交替充压，交替泄压。
6.根据权利要求1所述的粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法，其特征在于所述的粉煤给料仓的数量为两个或两个以上，所述两个或两个以上的粉煤给料仓交替充压，交替给料，交替泄压。
全文摘要
本发明涉及一种粉煤气化工艺中安全密封和气流输送的方法。该方法利用二氧化碳气或烟道气对粉煤贮仓进行充压安全密封，继而利用二氧化碳气对粉煤锁斗和粉煤给料仓充压，以便将粉煤输送到气化炉，用于对所述粉煤给料仓充压的二氧化碳气的温度为常温至小于100℃，压力为0.1～6.9MPa。用指定条件的二氧化碳气体取代了氮气作粉煤气流输送的动力载体，不影响制备的合成气的质量，除随煤带入的元素氮外，不会增加氮气含量，气体有效成分高；采用二氧化碳取代氮气作安全密封气，因此随粉煤带入系统的少量二氧化碳进入气化炉后，也参与气化炉内的非催化反应，而获得相应的产品气，实现了资源合理使用。
文档编号C10J3/46GK1702149SQ20051008028
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月28日 优先权日2005年6月28日
发明者庞玉学, 冯友茵, 庞彪, 王志坚 申请人:庞玉学