专利名称：以富氧空气、CO<sub>2</sub>烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法
技术领域：
本发明涉及煤气化方法，尤其是一种以富氧空气、C02烟气、 水蒸气为气化剂的煤气化方法。
背景技术：
目前，煤炭气化一般采用以"空气"、"空气一水蒸气"或"富 氧空气一水蒸气"作为气化剂，对煤炭进行气化反应，生产以co 和H2为主要可燃物质的煤气，应用以上技术生产的煤气用于窑炉 燃烧，产生的烟气中C02含量一般在15-25%之间(特殊行业窑炉 如石灰窑烟气C02含量更高)，该烟气的排放，大大提高了大气中 温室气体C02的浓度，严重影响全球气候变化。
发明内容
本发明旨在提供一种能够把窑炉部分烟气中C02作为反应物 质，将其还原为CO，增加煤气中CO含量，提高煤气热值，降低 气化煤炭用量，减少燃气窑炉烟气的C02排放量的以富氧空气、 C(V烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法。
本发明采用的技术方案是 一种以富氧空气、C(V烟气、水蒸 气为气化剂的煤气化方法，该方法中所述C02烟气是由燃气窑炉 引出的废烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均 匀，组成一种富含02和C02的混合气体，其中02含量达到30-50%， C02含量达到5-25%;将该混合气体与水蒸气混合作为煤气化装置 气化煤炭使用的气化剂，在煤气化装置中，所述气化剂与煤发生 氧化还原反应，生成以C0和H2为主要可燃成分的煤气。
本发明煤气化原理是以02含量为30-50%， C02含量为5-250/0 的混合气体及水蒸气为气化剂，在一定压力条件下，煤炭被气化 剂中的02氧化成0)2，并放出大量的热量，气化剂中的C02和氧化 反应生成的C02与灼热的C反应，生产可燃的CO，同时水蒸气与
灼热的C进行吸热化学反应，生成可燃的C0和H2，其主要化学
反应方程式如下
与现有技术相比，本发明的创新点是-
① 利用燃气窑炉烟气中的C02作为气化反应物质，在一定温 度和压力下，与煤炭中的C发生还原反应，生成CO，从而提高煤 气热值，同时既减少了气化煤炭的用量，又降低了窑炉烟气C02 的排放量。
② 通过增加气化剂中co2的含量，提高CO还原反应的速度，
提高煤气生产效率。
③ 利用具有相当浓度含氧量的富氧空气，通过增加气化剂中
的02含量，提高氧化反应强度，为co还原反应提供足够的热量。
④ 通过增加气化剂中C02和02的含量，降低其中N2的含量， 减少气化反应中N2携出的热量，提高煤气化装置的热效率。
综上所述，本发明利用"富氧空气一C(V烟气一水蒸气"为气 化剂，完成煤炭气化反应，使煤气化装置的热效率和煤气热值都 得以有效提高，降低了气化煤炭用量，同时，减少了燃气窑炉烟 气的C02排放量。本发明特别适用于气烧石灰窑等C02高排放浓度 炉窑的减排设计。
图1为本发明应用流程示意图。
图中燃气窑炉l，烟气净化装置2，烟气加压装置3，富氧 空气4，气体混配装置5，水蒸气6，煤气化装置7，煤气净化装 置8。
具体实施例方式
以下结合附图详述本发明。
如图所示首先，将燃气窑炉l中的部分烟气引至烟气净化
装置2中进行净化处理，净化后的烟气经烟气加压装置3加压后
C+02=C02; AH=-409 kj/mol C02+C=2C0; AH二162kJ/mo1 C+H20=C0+H2; AH二119 kj/mol
(1)
(2)
(3)
送入气体混配装置5，在此装置中，与富氧空气4按照一定比例 混合，使之成为02和C02含量为一定浓度的混合气体，其中02含 量达到30-50%， C02含量达到5-25%;然后，将该混合气体与水蒸 气6混合作为气化剂供煤气化装置7气化煤炭使用；最后，在煤 气化装置7中，该混合气体与水蒸气混合组成的气化剂与煤发生 氧化还原反应，生成以CO和H2为主要可燃成分的煤气，此煤气 经煤气净化装置8净化后反供燃气窑炉1燃用，再将窑炉燃烧产 生的部分烟气引出作为气化剂的一部分，往复循环，以达到降低 窑炉C02排放和降低气化煤炭消耗的目的。
本发明与利用空气-水蒸气为气化剂的发生炉煤气化方法相 比，由于气化剂中02和C02含量增加了一定的浓度，从而使其中 的N2含量减少了相应的浓度比例，气化反应中N2携出热量明显减 少，节省的热量用于C02的还原反应，煤气化装置热效率得以明 显提高。该技术既减少了气化煤炭的用量，又降低了窑炉烟气C02 的排放量。
权利要求
1、一种以富氧空气、CO2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法，其特征在于所述CO2烟气是由燃气窑炉引出的废烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均匀，组成一种富含O2和CO2的混合气体，其中O2含量达到30-50％，CO2含量达到5-25％；将该混合气体与水蒸气混合作为煤气化装置气化煤炭使用的气化剂，在煤气化装置中，所述气化剂与煤发生氧化还原反应，生成以CO和H2为主要可燃成分的煤气。
全文摘要
本发明涉及煤气化方法，尤其是一种以富氧空气、CO<sub>2</sub>烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法。该方法中CO<sub>2</sub>烟气是由燃气窑炉引出的烟气，经加压后与高浓度富氧空气按照一定比例混合均匀，组成一种富含O<sub>2</sub>和CO<sub>2</sub>的混合气体，其中O<sub>2</sub>含量达到30-50％，CO<sub>2</sub>含量达到5-25％；将该混合气体与水蒸气混合作为煤气化装置，在煤气化装置中，所述气化剂与煤发生氧化还原反应，生成以CO和H<sub>2</sub>为主要可燃成分的煤气。本发明既完成了煤气化反应过程，又把窑炉部分烟气中CO<sub>2</sub>作为反应物质，将其还原为CO，增加了煤气中CO含量。既提高了煤气热值，降低了气化煤炭用量，又减少了燃气窑炉烟气CO<sub>2</sub>排放量，达到了节能与减排有效结合。
文档编号C10J3/20GK101381628SQ20081017256
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者李建胜, 李金海, 苑卫军 申请人:唐山科源环保技术装备有限公司