专利名称：Bgl气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合成气或氢气的装置的制作方法
技术领域：
BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合成气或氢气的装置技术领域[0001]本实用新型涉及以煤为原料，或者以城市垃圾为原料，或者以生物质燃料等为原料，制取氢气和一氧化碳的混合气体，生成合成氨、合成油、甲醇等技术领域，特别涉及BGL 气化炉或碎煤加压熔渣气化炉加非催化部分氧化制取合适氢碳比合成气或氢气的装置。
背景技术：
[0002]我国能源结构的特点为多煤、少气、缺油。其中煤碳能源在我国的分布不均，且以高灰分、高灰熔点的劣质煤居多，同时发电行业需求大量的优质煤以保证全国的高负荷用电消费。所以化工行业采用劣质煤、或者城市垃圾、或者可再生能源做原料制取化工产品， 成为必然的发展趋势。[0003]BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉是在原鲁奇固定床加压气化炉的基础上发展起来的，该气化技术适合气化高灰分、高挥发份、高水分的褐煤、石油焦、烟煤、城市垃圾等，气化效率高、蒸汽利用率高、耗氧低、气化强度大等优势，因而BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉与其它气化炉相比，自身优势明显，优点突出，具有广阔的市场前景。但是BGL气化技术或碎煤加压熔渣气化技术也存在很多缺点，如下[0004]1.粗煤气洗涤煤气水中有机物含量较多且成分复杂，回收处理困难，环境污染严重；[0005]2.粗煤气中含有大量的甲烷，回收利用困难，流程长投资大；如不回收则浪费原料；甲烷进入后续工艺装置将降低装置的效率，有效气体利用率降低；[0006]3.粗煤气中含有有机硫，如噻吩、氧硫化碳、二硫化碳等，还含有有机物如高级烯烃、高级烷烃、苯等组分，对粗煤气净化工艺如低温甲醇洗或变压吸附工段影响大。实用新型内容[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于利用BGL炉煤造气制取合适氢碳比合成气或氢气的工艺过程所存在的问题而提供一种BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉加非催化部分氧化转化炉制取合适氢碳比合成气或氢气的装置；该装置是将先进且清洁的纯氧或富氧非催化转化技术(简称POX技术)与BGL/碎煤加压熔渣造气技术直接相结合，以彻底解决BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉出口粗煤气含焦油、轻油、酚类等有机物污染环境的问题，省去复杂的煤气水处理工段，解决了碳一化工中甲烷含量高、甲烷转化流程复杂的难题。[0008]本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现[0009]BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合适氢碳比合成气或氢气的装置，包括BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉和纯氧非催化部分氧化转化炉，其中BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上的第一粗煤气出口与纯氧非催化部分氧化转化炉的第一粗煤气入口直连，所述纯氧非催化部分氧化转化炉上的第二纯氧喷口通过纯氧输入管接空分设备的纯氧输出口 ；在BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上还设置有第一纯氧喷口、加料口、蒸汽入口以及熔渣排放口 ；在纯氧非催化部分氧化转化炉的底部设置有一激冷洗涤设备，该激冷洗涤设备上设置有激冷水入口和第二粗煤气出口，所述激冷水入口通过循环煤气水输送管接煤气水分离系统，激冷洗涤设备上的第二粗煤气出口通过第二粗煤气输出管连接到一低压废锅上的第三粗煤气入口上，在所述低压废锅上还设置有一第四粗煤气出口，所述第三粗煤气入口与第四粗煤气出口通过低压废锅内的管程连通；该低压废锅的管程出口送出温度为140 200°C的粗煤气；在所述低压废锅的壳程上设置有低压锅炉给水口、第二煤气水出口、和低压蒸汽出口，其中低压锅炉给水口通过低压废锅给水输送管连接锅炉给水系统，第二煤气水出口通过第二煤气水输送管连接煤气水分离系统，低压蒸汽出口送出低压饱和蒸汽。[0010]或者BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合适氢碳比合成气或氢气的装置，包括BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉和纯氧非催化部分氧化转化炉，其中BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上的第一粗煤气出口与纯氧非催化部分氧化转化炉的第一粗煤气入口直连，所述纯氧非催化部分氧化转化炉上的第二纯氧喷口通过纯氧输入管接空分设备的纯氧输出口 ；在BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上还设置有第一纯氧喷口、加料口、蒸汽入口以及熔渣排放口 ；在所述纯氧非催化部分氧化转化炉上还设置有一第二粗煤气出口，所述第二粗煤气出口通过第二粗煤气输出管连接到一热量回收设备的第二粗煤气入口上，在所述热量回收设备上还设置有锅炉给水入口、第一煤气水出口、第三粗煤气出口以及中压蒸汽出口，第一煤气水出口、第二粗煤气入口和第三粗煤气出口与热量回收设备内的管程连通，锅炉给水入口以及中压蒸汽出口与热量回收设备的壳程连通，所述锅炉给水入口通过锅炉给水输送管接锅炉给水系统，第一煤气水出口通过第一煤气水输送管连接煤气水分离系统，中压蒸汽出口送出中压蒸汽，第三粗煤气出口通过第三粗煤气输出管连接到一低压废锅的第三粗煤气入口上，在所述低压废锅上还设置有一第四粗煤气出口，所述第三粗煤气入口与第四粗煤气出口通过低压废锅内的管程连通；该低压废锅的管程出口送出温度为140 200°C的粗煤气；在所述低压废锅的壳程上设置有低压锅炉给水口和低压蒸汽出口，其中低压锅炉给水口通过低压废锅给水输送管连接锅炉给水系统，第二煤气水出口通过第二煤气水输送管连接煤气水分离系统，低压蒸汽出口送出低压饱和蒸汽。[0011]所述激冷洗涤设备上的激冷水入口还通过泵及水输入支管与低压废锅上的第二煤气水出口连接。[0012]本实用新型的热量回收设备为中压废锅。[0013]在本实用新型装置的一个优选实施例中，在所述BGL气化炉与纯氧非催化部分氧化转化炉之间可以增加一除尘设备。[0014]在本实用新型的一个优选实施例中，所述BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上设置有一夹套蒸汽出口，所述夹套蒸汽出口通过夹套蒸汽输送管与所述低压废锅上的第三粗煤气入口连通。[0015]由于采用了如上的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有如下优点[0016]1. BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉的出口粗煤气直接进入POX转化炉，和空分来的纯氧/富氧发生燃烧，产生高温，完全转化粗煤气中的有机物。[0017]2.最低限度地改动原BGL气化工段，保证整个设备的安全稳定运行。[0018]3.出POX的高温气体采用激冷流程，洗涤冷却粗煤气，进一步降低投资，同时后续变换工段不需要再加入蒸汽，节能能耗。[0019]4.经降温后的粗煤气再送入低压废锅，进一步降低粗煤气温度，BGL气化炉夹套产生的饱和蒸汽也进入低压废锅，以保证不改变原BGL气化炉夹套压力平衡系统。[0020]5.洗涤煤气水/和冷凝煤气水经简单处理后，可以作为冷却水补水或锅炉给水补水。[0021]6.经本实用新型处理后的粗煤气，根据生产需要，可以通过变换调整最终氢气/ 一氧化碳比例，满足后续工艺要求。[0022]7.本实用新型可以用于新建项目，解决BGL造气带来的环境污染问题，也可以用于改造原项目，即在BGL/碎煤加压熔渣气化炉后，直接连接POX转化炉，达到增产节能的目的。[0023]BGL气化炉/碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉(POX)造气技术具有以下优点[0024](1)采用本实用新型，不仅可以实现气化劣质煤、生活垃圾、生物质燃料等，而且能够将BGL/碎煤加压熔渣气化炉出口的粗煤气中的焦油、轻油、苯、苯酚、酯肪酸等物质转化为有效气体，使整个流程的煤气水处理大大简化。[0025](2)采用本实用新型，工艺气体中的甲烷含量降低，甲烷含量可以从8% 10%降至0. 3%以下，对生产合成氨或合成甲醇为目的的装置来说，整个工艺流程大为简化，有效气体利用率上升。[0026](3)采用本实用新型技术和装置，生成的合成气如果需要进行变换反应，对变换装置而言，变换负荷减小，整个变换床层的温度更加容易控制，催化剂床层不会超温，更有利于变换催化剂长周期、稳定运行，节省运行成本。[0027](4)本实用新型采用激冷流程时，后续变换工段不需要再加入蒸汽，节能能耗。[0028](5)粗煤气中不含萘、噻吩、轻油、焦油等杂质，后工序低温甲醇洗或变压吸附等净化装置运行可靠稳定，不存在因为污染甲醇溶液而造成甲醇溶液中杂质的累计从而运行恶化的问题，不存在污染变压吸附剂的问题。[0029](6)采用本实用新型，洗涤煤气水处理简单，只需简单的常减压闪蒸即可，能耗降低。该实用新型与传统的BGL气化煤气水处理流程相比，占地面积减少，流程缩短，不需要占地面积很大的煤气水分离流程和复杂的酚氨回收流程。
[0030]图1为本实用新型装置实施例1的方框图。[0031]图2为本实用新型装置实施例2的方框图。
具体实施方式
[0032]为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。[0033]以下实施例给出的是一种以生产合成氨为目的的装置，但是并不局限于此。[0034]实施例1[0035]本实施例是以生产合成氨为目的的装置，采用褐煤造气，煤中灰含量约30%，水含量约15%。[0036]参见图1，本实施例的BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化制取合成气或氢气的方法所使用的装置，包括BGL气化炉10、纯氧非催化部分氧化炉20、低压废锅40。[0037]BGL炉10煤造气技术采用BGL加压熔渣造气工艺，以褐煤为原料，纯氧和蒸汽为氧化剂/气化剂，固定床造气，液态排渣。褐煤、蒸汽和纯氧分别由BGL炉气化炉10的加料口 11、蒸汽入口 12、纯氧入口 13进入BGL炉气化炉10内，灰渣由BGL炉气化炉10的排渣口 14排出。纯氧由空分设备50通过纯氧输送管51输送过来。[0038]由BGL炉气化炉10的粗煤气出口 15出来的约400°C的粗煤气中氢气/ 一氧化碳的比例约0. 69，并且含有7. 3% V的甲烷。[0039]粗煤气条件如下％ V干[0040]
权利要求1.BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合成气或氢气的装置，其特征是包括BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉和纯氧非催化部分氧化转化炉，其中BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上的第一粗煤气出口与纯氧非催化部分氧化转化炉的第一粗煤气入口直连，所述纯氧非催化部分氧化转化炉上的第二纯氧喷口通过纯氧输入管接空分设备的纯氧输出口 ；在BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上还设置有第一纯氧喷口、加料口、蒸汽入口以及熔渣排放口 ；在纯氧非催化部分氧化转化炉的底部设置有一激冷洗涤设备，该激冷洗涤设备上设置有激冷水入口和第二粗煤气出口，所述激冷水入口通过循环煤气水输送管接煤气水分离系统，激冷洗涤设备上的第二粗煤气出口通过第二粗煤气输出管连接到一低压废锅上的第三粗煤气入口上，在所述低压废锅上还设置有一第四粗煤气出口，所述第三粗煤气入口与第四粗煤气出口通过低压废锅内的管程连通；该低压废锅的管程出口送出温度为140 200°C的粗煤气；在所述低压废锅的壳程上设置有低压锅炉给水口、第二煤气水出口、和低压蒸汽出口，其中低压锅炉给水口通过低压废锅给水输送管连接锅炉给水系统，第二煤气水出口通过第二煤气水输送管连接煤气水分离系统，低压蒸汽出口送出低压饱和蒸汽。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激冷洗涤设备上的激冷水入口还通过泵及水输入支管与低压废锅上的第二煤气水出口连接。
3.BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合成气或氢气的装置，其特征是包括BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉和纯氧非催化部分氧化转化炉， 其中BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上的第一粗煤气出口与纯氧非催化部分氧化转化炉的第一粗煤气入口直连，所述纯氧非催化部分氧化转化炉上的第二纯氧喷口通过纯氧输入管接空分设备的纯氧输出口 ；在BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上还设置有第一纯氧喷口、加料口、蒸汽入口以及熔渣排放口 ；在所述纯氧非催化部分氧化转化炉上还设置有一第二粗煤气出口，所述第二粗煤气出口通过第二粗煤气输出管连接到一热量回收设备的第二粗煤气入口上，在所述热量回收设备上还设置有锅炉给水入口、第一煤气水出口、第三粗煤气出口以及中压蒸汽出口，第二粗煤气入口、第一煤气水出口和第三粗煤气出口与热量回收设备内的管程连通，锅炉给水入口和中压蒸汽出口与热量回收设备的壳程连通，所述锅炉给水入口通过锅炉给水输送管接锅炉给水系统，第一煤气水出口通过第一煤气水输送管连接煤气水分离系统，中压蒸汽出口送出中压蒸汽，第三粗煤气出口通过第三粗煤气输出管连接到一低压废锅的第三粗煤气入口上，在所述低压废锅上还设置有一第四粗煤气出口，所述第三粗煤气入口与第四粗煤气出口通过低压废锅内的管程连通；该低压废锅的管程出口送出温度为140 200°C的粗煤气；在所述低压废锅的壳程上设置有低压锅炉给水口和低压蒸汽出口，其中低压锅炉给水口通过低压废锅给水输送管连接锅炉给水系统，第二煤气水出口通过第二煤气水输送管连接煤气水分离系统，低压蒸汽出口送出低压饱和蒸汽。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的热量回收设备为中压废锅。
5.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，在所述BGL气化炉与纯氧非催化部分氧化转化炉之间增加一除尘设备。
6.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉上设置有一夹套蒸汽出口，所述夹套蒸汽出口通过夹套蒸汽输送管与所述低压废锅上的第三粗煤气入口连通。
专利摘要本实用新型公开的BGL气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合成气或氢气的装置，其包括BGL气化炉和纯氧非催化部分氧化转化炉，其中BGL气化炉上的粗煤气出口连接到POX转化炉的粗煤气入口上，POX转化炉上的纯氧喷口通过纯氧输入管接空分设备的纯氧输出口，POX转化炉的高温气体直接送入设置在POX转化炉底部的激冷洗涤设备中，激冷洗涤设备上的激冷水入口接激冷水，激冷洗涤设备上的饱和粗煤气出口通过粗煤气输出管连接洗涤分离设备或冷凝设备的粗煤气入口，洗涤分离设备或冷凝设备的净化煤气出口送出净化煤气。本实用新型采用POX转化炉代替BGL气化工段中的洗涤冷却分离器装置，不产生含油煤气水，彻底解决BGL气化方法带来的环境污染问题，同时大大节省环保投资。
文档编号C01B3/50GK202322736SQ201120372538
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者刘敬荣, 吴高杰, 杨震东, 顾鹤燕 申请人:上海国际化建工程咨询公司