一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法

一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法
【專利摘要】本發明公開了一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，包括如下步驟：S1、將半焦研磨制粉，以空氣或煙氣或氮氣作為輸送介質，將所述粉焦通過燒嘴中的粉焦通道噴射到燃燒裝置；S2、對空氣升壓、升溫后，通過所述燒嘴中的氣化劑通道噴射到燃燒裝置；S3、將干餾荒煤氣或其制氫解吸氣通過所述燒嘴中的可燃氣通道噴射到燃燒裝置，與來自所述步驟S1中的粉焦以及來自所述步驟S2中的空氣充分混合燃燒，燃燒過程中產生的煙氣用于對所述步驟S2中的空氣預熱升溫，使粉焦充分燃燒，經測試，煙氣中的林格曼黑度為1級，燃燒充分。
【專利說明】
一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法
技術領域
[0001]本發明屬于干餾產品半焦及爐荒煤氣清潔利用技術領域，具體涉及一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法。
【背景技術】
[0002]我國石油、天然氣資源相對貧乏，而煤炭資源十分豐富，隨著石油資源的日趨緊張，煤炭的清潔利用技術逐漸成為我國能源研究開發的重心。我國低階煤儲量很大，約占我國煤炭儲量的35%，主要包含褐煤和次煙煤(長焰煤、不黏煤、弱黏煤)，具有揮發分高、發熱量相對較低、黏結性弱等特點。對于我國的低階煤尤其是含油率較高的低階煤，采用低溫熱解工藝，可以將其提質轉化為半焦，同時副產物為具有較高經濟價值的煤焦油及荒煤氣，低溫熱解工藝是低階煤清潔利用的有效途徑之一。
[0003]低階煤熱解的產品主要包括三種:半焦、煤焦油及荒煤氣。其中，半焦(也稱蘭炭)廣泛運用于電石、金屬硅、鐵合金、硅鐵、鉻鐵、硅錳、碳化硅、化肥等產品的生產;煤焦油可作為原料進行加氫處理生產石腦油、柴油等清潔燃料油;荒煤氣中富含氫氣、一氧化碳、甲烷等有效組分(氫氣:28 %?30 % ; —氧化碳:9%?10%;甲烷:6%?7%;均為體積含量)，可作為原料氣提取氫氣供應焦油加氫裝置所需。
[0004]自20世紀90年代起，煤炭低溫熱解技術在我國得到了迅速發展;此外，隨著電石、冶金產業結構調整和節能減排目標的實施，出現了半焦產品生產過剩的現象。盡管如此，由于中低溫煤焦油加氫制取清潔燃料油項目效益可觀，且以其良好的節能與環保效益受到政策支持與政府鼓勵，刺激越來越多的企業建設大型煤炭熱解項目(以獲取煤焦油)，加劇了半焦產能過剩矛盾，半焦價格不斷降低，開辟半焦利用新途徑迫在眉睫。
[0005]我國每年用于燃煤鍋爐煤炭量十分巨大，占煤炭消耗的80%以上，若能采用半焦替代燃料煤或部分燃料煤作為鍋爐燃料，將有效緩解當前半焦市場供應局部過剩的不利現狀，從而促進我國低階煤清潔高效利用產業的健康發展。然而，與原煤相比，半焦具有揮發分低、熱值高等特點，揮發分低導致半焦不容易被點著，從而最終導致半焦著火點高，即使點著后，也會出現燃燒火焰短，再者常規燃燒是燃料中固定碳和揮發分相互配合燃燒，因為半焦中揮發分低，使固定碳和揮發分之間的相互配合失調，導致半焦燃燒不充分，最終導致半焦燃燒過程中灰渣殘炭含量高，現有技術中采用半焦與原煤摻燒的方式(半焦比例一般低于30%)在常規燃煤鍋爐中燃燒，利用原煤中的揮發分來彌補半焦中揮發分低所帶來的缺陷，但是半焦與原煤摻混比例低，限制了半焦的大規模利用;現有技術中也有直接將半焦通過流化床進行燃燒的，利用流化床使半焦粉呈懸浮狀態，增大與氧氣的接觸面積和半焦粉的混合程度，使半焦充分燃燒，彌補其揮發分低所帶來的缺陷，但是流化床成本較高，且需要通入大量的空氣來維持焦粉的懸浮狀態。
[0006]中國專利文獻CN101650025A公開了解耦燃燒爐及解耦燃燒方法。其公開了如下步驟:a)首先，對燃燒進行熱解氣化，生成半焦和煤氣;b)其次，將一部分煤氣和半焦燃燒，以進行氧化和還原反應，生成焦炭，并將所產生的熱量用于步驟a)的熱解氣化;c)再次，將所述焦炭和步驟a)所生成煤氣的另一部分在過量空氣系數哦小于I的條件下進行燃燒，同時燃燒還產生煙氣;d)最后，將所述煙氣和經過上述各步驟后剩余的煤氣進行充分二次燃燒。上述專利文獻通過設計特殊結構的解耦燃燒爐，使原煤熱解為半焦和煤氣，半焦和一部分煤氣進行氧化和還原反應生成焦炭，焦炭再與另一部分煤氣燃燒，產生煙氣，其存在如下缺陷:需要設計特殊結構的解耦燃燒爐和控制各步驟參數，增加了設備成本和操作步驟的繁瑣程度。
[0007]燒嘴作為一種燃燒器具，具有燃料入口、空氣入口和噴出孔，起到分配燃料和助燃空氣并以一定方式噴出后燃燒的作用。如現有技術中公開了用于粉煤燃燒的燒嘴，如:中國專利文獻CN 204455025 U公開了組合式粉煤燒嘴。其包括:點火燒嘴及煤粉燒嘴，所述煤粉燒嘴包括:彼此獨立的多條粉煤管道、彼此獨立的多條氣化劑管道以及冷卻水夾套，所述多條粉煤管道、所述多條氣化劑管道以及所述冷卻水夾套交替布置。
[0008]上述專利文獻中，各粉煤通道與各氣化劑通道均為獨立通道，可以實現各粉煤通道與各氣化劑通道的獨立混合和控制，能獲得更好的氣化效果；當其中一條粉煤管線或者氣化劑管線發生故障時不需要工作，甚至不會影響燒嘴氣化的效果，增強工作的穩定性。
[0009]但是，若采用該現有技術所述的組合式粉煤燒嘴，僅設置粉煤通道和氣化劑通道，若直接將粉焦通過粉煤通道，與來自氣化劑通道的空氣或氧氣混合后進行燃燒。因為粉焦揮發分低導致粉焦(特別是揮發分含量低于10%的粉焦)不容易被點著，即使點著后，因為粉焦中固定碳和揮發分不能相互配合，也導致燃燒不充分，最終燃燒過程中灰渣殘炭高。而且上述現有技術文獻的燒嘴中粉煤與空氣或氧氣均是沿燒嘴中心軸線方向噴射，而在沿中心軸向方向上并未設置相應的噴射力，相對而言，各物料混合效果不好，最終，導致燃燒過程中火焰出現不穩定。上述專利文獻中，還設置了多條氣化劑管道，增加了燒嘴造價以及相應的控制系統投資。

【發明內容】

[0010]本發明的目的在于解決現有技術中因半焦揮發分低，采用現有的燒嘴，在燃燒過程中不能實現固定碳和揮發分相互配合燃燒，導致其不能充分燃燒，造成灰渣殘炭含量高的技術問題，進而提供了一種能大批量燃燒半焦，且能使半焦充分燃燒的聯合燒嘴，以及一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法。
[0011]為此，本發明采用的技術方案為，
[0012]本發明所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，包括如下步驟:
[0013]S1、將半焦研磨制粉，以空氣或煙氣或氮氣為輸送介質，將所述粉焦通過燒嘴中的粉焦通道(5)噴射到燃燒裝置；
[0014]S2、對空氣升壓、升溫后，通過所述燒嘴中的氣化劑通道(3)噴射到燃燒裝置；
[0015]S3、將干餾荒煤氣或其制氫解吸氣通過所述燒嘴中的可燃氣通道噴射到燃燒裝置，與來自所述步驟SI中的粉焦以及來自所述步驟S2中的空氣充分混合燃燒，燃燒過程中產生的煙氣用于對所述步驟S2中的空氣預熱升溫。
[0016]所述步驟S1、步驟S2和步驟S3中，所述燒嘴包括燒嘴本體，設置于所述燒嘴本體頭部的燒嘴口，及設置于所述燒嘴本體尾部的點火裝置；
[0017]在所述燒嘴本體內成型有以所述燒嘴本體中心軸線為中心由內向外周向設置的可燃氣通道、氣化劑通道以及粉焦通道，所述可燃氣通道、所述氣化劑通道以及所述粉焦通道的出口端均朝向所述燒嘴口且噴出物料均朝向所述燒嘴口中心處匯集;使得從所述可燃氣通道出口端噴射出的可燃氣去噴射從所述粉焦通道出口端噴射出的粉焦和從所述氣化劑通道出口端中噴射出的空氣或氧氣，使可燃氣、粉焦和空氣或氧氣充分混合。
[0018]進一步地，所述粉焦通道的出口端側壁與所述燒嘴本體中心軸線的夾角為30°-60。。
[0019]進一步地，還設置有若干粉焦管道，其以所述燒嘴本體中心軸線為中心周向均勻設置于所述粉焦通道內，且靠近所述燒嘴口的一端螺旋盤繞在所述可燃氣通道外。
[0020]進一步地，包括四條所述粉焦管道。
[0021]進一步地，各所述粉焦管道的出口端的切線均與所述燒嘴本體的中心軸線的夾角均為α，且30° < α < 60° ο
[0022]進一步地，各所述粉焦管道的出口端的切線在與所述燒嘴本體的中心軸線垂直的平面上的任意相鄰投影之間的夾角均為90°。
[0023]所述可燃氣通道出口端收縮形成第一收縮段;與所述可燃氣通道的第一收縮段相應的所述氣化劑通道的出口端收縮形成第二收縮段;與所述氣化劑通道的第二收縮段相應的所述粉焦通道的出口端收縮形成第三收縮段。
[0024]所述第二收縮段內設置有旋流器。
[0025]所述步驟SI中，所述粉焦的粒度為10?200μπι。
[0026]所述步驟S2中，升壓、升溫后的空氣的溫度為100°C?300°C、壓力為2kPa?15kPa。
[0027]所述步驟S3中，所述干餾荒煤氣或其制氫解吸氣的操作壓力為3kPa?lOkPa、氣速范圍為3m/s?20m/s。
[0028]所述步驟S3中，還包括對所述燃燒過程中產生的煙氣除塵、脫硫，以及將所述燃燒過程中產生的灰渣和所述除塵除去的飛灰回收它用的步驟。
[0029]所述點火裝置設置有點火電極，所述點火電極設置于所述可燃氣通道內部，且其一端靠近所述燒嘴口。
[0030]所述燒嘴還設置有冷卻水夾套，其分別設置于所述可燃氣通道和所述氣化劑通道之間、所述氣化劑通道和所述粉焦通道之間、所述粉焦通道外側;所述冷卻水夾套外壁分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口 ；所述氣化劑通道和所述粉焦通道均為環狀通道。
[0031]所述步驟SI中，具體可以空氣為輸送介質，將制得的焦粉送至篩分裝置，得到合格粒度的粉焦。
[0032]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0033]I)本發明實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，將半焦與干餾荒煤氣或其制氫解吸氣混合燃燒，在保證燃燒裝置(如鍋爐)運行性能的條件下，可大幅提高半焦摻燒比例，從而實現半焦的大規模利用;而且無需對燃燒裝置(如鍋爐)進行特殊設計，只需將各原料通過所述聯合燒嘴噴射到燃燒裝置(如鍋爐)中即可直接實現半焦的充分燃燒，使粉焦中固定碳充分燃燒，降低了設備成本和操作步驟的繁瑣程度，經測試，煙氣中的林格曼黑度為I級，燃燒充分。
[0034]2)本發明實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，通過采用燒嘴，并設置可燃氣通道、氣化劑通道以及粉焦通道，其均設置于所述燒嘴本體內部，且以所述燒嘴本體中心軸線為中心由內向外周向設置可燃氣通道、氣化劑通道以及粉焦通道，所述可燃氣通道、氣化劑通道以及粉焦通道的出口端均朝向所述燒嘴口，使從所述可燃氣通道出口端噴射出的可燃氣去噴射從所述粉焦通道出口端噴射出的粉焦和從所述氣化劑通道出口端中噴射出的空氣或氧氣，使可燃氣、粉焦和空氣或氧氣充分混合，起到了類似流化床的作用，使粉焦和空氣或氧氣充分接觸，同時可燃氣起到了揮發分的作用，彌補了粉焦揮發分低的缺陷，以及所帶的缺點，也起到了助燃和穩燃的作用，使粉焦中固定碳充分燃燒，經測試，煙氣中的林格曼黑度為I級，燃燒充分。
[0035]3)本發明實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，通過將可燃氣通道一端收縮形成第一收縮段;與可燃氣通道的第一收縮段相應的氣化劑通道的一端收縮形成第二收縮段;與氣化劑通道的第二收縮段相應的半焦通道的一端收縮形成第三收縮段。增大了從各收縮段出來的可燃氣、氣化劑和半焦向燒嘴口外噴射的力，利于可燃氣、氣化劑和粉焦充分混合;同時，增大了火焰長度。
[0036]4)本發明實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，利用了干餾荒煤氣的制氫解吸氣，因為解吸氣熱值低，目前多采用直接排放或送火炬燃燒的方法處理，浪費了資源，而本發明實現了低熱值解吸氣的回收利用。
[0037]5)本發明實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，解決了半焦燃燒過程中存在的燃燒不充分，灰渣殘炭含量高的問題，半焦具有熱值高、含水量低、硫氮含量低等特點，在燃燒過程中，可降低無效能耗，并可減小后續脫硫、脫氮裝置規模。
[0038]6)本發明實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，僅需對燃燒裝置(如鍋爐)的噴嘴進行優化，對現有裝置改造量小。
【附圖說明】
[0039]圖1為干餾荒煤氣制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法的工藝流程圖。
[0040]圖2為一種燒嘴的結構示意圖。
[0041 ] 附圖標記說明:
[0042]1-點火裝置;2-可燃氣通道;3-氣化劑通道;4-冷卻水夾套;5-粉焦通道;6_粉焦管道;7-旋流器;8-點火電極;9-燒嘴口 ； I O-第一收縮段;11-第二收縮段;12-第三收縮段。
【具體實施方式】
[0043]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0044]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0045]此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
[0046]實施例1
[0047]如圖1和圖2所示，本實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，包括如下步驟:
[0048]S1、將干餾生產的半焦由皮帶輸送機從焦場，通過電磁鐵、破碎機后送至煤倉間的儲倉內，再經過給料機進入磨煤機進行研磨制粉，并通過空氣(一般其溫度控制在70°C以下)送至篩分裝置，得到粒度為ΙΟμπι的粉焦，儲藏在粉倉中備用，將粉倉中的粉焦由給粉機送至燒嘴，并通過燒嘴中的粉焦通道5噴射到鍋爐內；
[0049]S2、空氣經鼓風機提升壓力后，進入空氣預熱器，吸收煙氣中的熱量溫度升高，最終將空氣升壓至3kPa、升溫至100°C，通過所述燒嘴中的氣化劑通道3噴射到鍋爐內；
[0050]S3、干餾過程中產生的荒煤氣或荒煤氣經CO變換后的變換氣，經PSA提氫后剩余的荒煤氣制氫解吸氣(熱值800?3000kcal/Nm3)進入氣柜緩沖，經PSA提氫后得到的氫氣進入焦油加氫裝置進行焦油加氫，從氣柜出來的干餾荒煤氣制氫解吸氣通過所述燒嘴中的可燃氣通道2以操作壓力為3kPa、氣速3m/s噴射到鍋爐內，與來自所述步驟SI中的粉焦以及來自所述步驟S2中的空氣充分混合燃燒，加熱鍋爐中的水(其中，鍋爐中水預先經過脫除鹽分和除氧操作)，得到不同等級的蒸汽，可用發電、工業用汽、供暖等;在燃燒過程中，粉焦中不可燃物質形成灰渣，較大顆粒的灰渣落入灰坑中，被排灰裝置排出，較小顆粒的飛灰隨煙氣進入除塵器中除塵和脫硫后用于對所述步驟S2中的空氣預熱升溫，或者直接排放到大氣中，產生的灰渣和除塵除去的飛灰回收它用。
[0051 ]本實施例所采用的燒嘴，包括燒嘴本體，設置于所述燒嘴本體頭部的燒嘴口 9，及設置于所述燒嘴本體尾部的點火裝置I;
[0052]在所述燒嘴本體內成型有以所述燒嘴本體中心軸線為中心由內向外周向設置的可燃氣通道2、氣化劑通道3以及粉焦通道5，所述可燃氣通道2、所述氣化劑通道3以及所述粉焦通道5的出口端均朝向所述燒嘴口 9且噴出物料均朝向所述燒嘴口 9中心處匯集;使得從所述可燃氣通道2出口端噴射出的可燃氣去噴射從所述粉焦通道5出口端噴射出的粉焦和從所述氣化劑通道3出口端中噴射出的空氣或氧氣，使可燃氣、粉焦和空氣或氧氣充分混合；
[0053]所述粉焦通道5的出口端側壁與所述燒嘴本體中心軸線的夾角為30°;
[0054]所述燒嘴包括四條所述粉焦管道;各所述粉焦管道的出口端的切線均與所述燒嘴本體的中心軸線的夾角均為α，且30°;各所述粉焦管道的出口端的切線在與所述燒嘴本體的中心軸線垂直的平面上的任意相鄰投影之間的夾角均為90° ;
[0055]所述可燃氣通道2出口端收縮形成第一收縮段10;與所述可燃氣通道2的第一收縮段10相應的所述氣化劑通道3的出口端收縮形成第二收縮段11;與所述氣化劑通道3的第二收縮段11相應的所述粉焦通道5的出口端收縮形成第三收縮段12;
[0056]所述點火裝置I設置有點火電極8，所述點火電極8設置于所述可燃氣通道2內部，且其一端靠近所述燒嘴口9;
[0057]所述燒嘴還設置有，冷卻水夾套4，其分別設置于所述可燃氣通道2和所述氣化劑通道3之間、所述氣化劑通道3和所述粉焦通道5之間、所述粉焦通道5外側;所述冷卻水夾套4外壁分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口。
[0058]經測試，煙氣中的林格曼黑度為I級，燃燒充分。
[0059]實施例2
[0060]如圖1和圖2所示，本實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，包括如下步驟:
[0061]S1、將干餾生產的半焦由皮帶輸送機從焦場，通過電磁鐵、破碎機后送至煤倉間的儲倉內，再經過給料機進入磨煤機進行研磨制粉，并通過氮氣送至篩分裝置，得到粒度為ΙΟΟμπι的粉焦，儲藏在粉倉中備用，將粉倉中的粉焦由給粉機送至燒嘴，并通過燒嘴中的粉焦通道5噴射到鍋爐內；
[0062]S2、空氣經鼓風機提升壓力后，進入空氣預熱器，吸收煙氣中的熱量溫度升高，最終將空氣升壓至7kPa、升溫至200°C，通過所述燒嘴中的氣化劑通道3噴射到鍋爐內；
[0063]S3、干餾過程中產生的荒煤氣或荒煤氣經CO變換后的變換氣，經PSA提氫后剩余的荒煤氣制氫解吸氣(熱值800?3000kcal/Nm3)進入氣柜緩沖，經PSA提氫后得到的氫氣進入焦油加氫裝置進行焦油加氫，從氣柜出來的干餾荒煤氣制氫解吸氣通過所述燒嘴中的可燃氣通道2以操作壓力為7kPa、氣速lOm/s噴射到鍋爐內，與來自所述步驟SI中的粉焦以及來自所述步驟S2中的空氣充分混合燃燒，加熱鍋爐中的水(其中，鍋爐中水預先經過脫除鹽分和除氧操作)，得到不同等級的蒸汽，可用發電、工業用汽、供暖等;在燃燒過程中，粉焦中不可燃物質形成灰渣，較大顆粒的灰渣落入灰坑中，被排灰裝置排出，較小顆粒的飛灰隨煙氣進入除塵器中除塵和脫硫后用于對所述步驟S2中的空氣預熱升溫，或者直接排放到大氣中，產生的灰渣和除塵除去的飛灰回收它用。
[0064]本實施例所采用的燒嘴，包括燒嘴本體，設置于所述燒嘴本體頭部的燒嘴口9，及設置于所述燒嘴本體尾部的點火裝置I;
[0065]在所述燒嘴本體內成型有以所述燒嘴本體中心軸線為中心由內向外周向設置的可燃氣通道2、氣化劑通道3以及粉焦通道5，所述可燃氣通道2、所述氣化劑通道3以及所述粉焦通道5的出口端均朝向所述燒嘴口 9且噴出物料均朝向所述燒嘴口 9中心處匯集;使得從所述可燃氣通道2出口端噴射出的可燃氣去噴射從所述粉焦通道5出口端噴射出的粉焦和從所述氣化劑通道3出口端中噴射出的空氣或氧氣，使可燃氣、粉焦和空氣或氧氣充分混合；
[0066]所述粉焦通道5的出口端側壁與所述燒嘴本體中心軸線的夾角為60°;
[0067]所述燒嘴包括四條所述粉焦管道;各所述粉焦管道的出口端的切線均與所述燒嘴本體的中心軸線的夾角均為α，且60° ;各所述粉焦管道的出口端的切線在與所述燒嘴本體的中心軸線垂直的平面上的任意相鄰投影之間的夾角均為90° ;
[0068]所述可燃氣通道2出口端收縮形成第一收縮段10;與所述可燃氣通道2的第一收縮段10相應的所述氣化劑通道3的出口端收縮形成第二收縮段11;與所述氣化劑通道3的第二收縮段11相應的所述粉焦通道5的出口端收縮形成第三收縮段12;所述第二收縮段內設置有旋流器；
[0069]所述點火裝置I設置有點火電極8，所述點火電極8設置于所述可燃氣通道2內部，且其一端靠近所述燒嘴口9;
[0070]所述燒嘴還設置有，冷卻水夾套4，其分別設置于所述可燃氣通道2和所述氣化劑通道3之間、所述氣化劑通道3和所述粉焦通道5之間、所述粉焦通道5外側;所述冷卻水夾套4外壁分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口。
[0071]經測試，煙氣中的林格曼黑度為I級，燃燒充分。
[0072]實施例3
[0073]如圖1和圖2所示，本實施例所提供的干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，包括如下步驟:
[0074]S1、將干餾生產的半焦由皮帶輸送機從焦場，通過電磁鐵、破碎機后送至煤倉間的儲倉內，再經過給料機進入磨煤機進行研磨制粉，并通過空氣送至篩分裝置，得到粒度為200μπι的粉焦，儲藏在粉倉中備用，將粉倉中的粉焦由給粉機送至燒嘴，并通過燒嘴中的粉焦通道5噴射到鍋爐內；
[0075]S2、空氣經鼓風機提升壓力后，進入空氣預熱器，吸收煙氣中的熱量溫度升高，最終將空氣升壓至lOkPa、升溫至300°C，通過所述燒嘴中的氣化劑通道3噴射到鍋爐內；
[0076]S3、干餾過程中產生的荒煤氣或荒煤氣經CO變換后的變換氣，經PSA提氫后剩余的荒煤氣制氫解吸氣(熱值800?3000kcal/Nm3)進入氣柜緩沖，經PSA提氫后得到的氫氣進入焦油加氫裝置進行焦油加氫，從氣柜出來的干餾荒煤氣制氫解吸氣通過所述燒嘴中的可燃氣通道2以操作壓力為I OkPa、氣速20m/s噴射到鍋爐內，與來自所述步驟SI中的粉焦以及來自所述步驟S2中的空氣充分混合燃燒，加熱鍋爐中的水(其中，鍋爐中水預先經過脫除鹽分和除氧操作)，得到不同等級的蒸汽，可用發電、工業用汽、供暖等;在燃燒過程中，粉焦中不可燃物質形成灰渣，較大顆粒的灰渣落入灰坑中，被排灰裝置排出，較小顆粒的飛灰隨煙氣進入除塵器中除塵和脫硫后用于對所述步驟S2中的空氣預熱升溫，或者直接排放到大氣中，產生的灰渣和除塵除去的飛灰回收它用。
[0077]本實施例所采用的燒嘴，包括燒嘴本體，設置于所述燒嘴本體頭部的燒嘴口9，及設置于所述燒嘴本體尾部的點火裝置I;
[0078]在所述燒嘴本體內成型有以所述燒嘴本體中心軸線為中心由內向外周向設置的可燃氣通道2、氣化劑通道3以及粉焦通道5，所述可燃氣通道2、所述氣化劑通道3以及所述粉焦通道5的出口端均朝向所述燒嘴口 9且噴出物料均朝向所述燒嘴口 9中心處匯集;使得從所述可燃氣通道2出口端噴射出的可燃氣去噴射從所述粉焦通道5出口端噴射出的粉焦和從所述氣化劑通道3出口端中噴射出的空氣或氧氣，使可燃氣、粉焦和空氣或氧氣充分混合；
[0079]所述粉焦通道5的出口端側壁與所述燒嘴本體中心軸線的夾角為50°;
[0080]所述燒嘴包括四條所述粉焦管道;各所述粉焦管道的出口端的切線均與所述燒嘴本體的中心軸線的夾角均為α，且50°;各所述粉焦管道的出口端的切線在與所述燒嘴本體的中心軸線垂直的平面上的任意相鄰投影之間的夾角均為90° ;
[0081]所述可燃氣通道2出口端收縮形成第一收縮段10;與所述可燃氣通道2的第一收縮段10相應的所述氣化劑通道3的出口端收縮形成第二收縮段11;與所述氣化劑通道3的第二收縮段11相應的所述粉焦通道5的出口端收縮形成第三收縮段12;所述第二收縮段內設置有旋流器；
[0082]所述點火裝置I設置有點火電極8，所述點火電極8設置于所述可燃氣通道2內部，且其一端靠近所述燒嘴口9;
[0083]所述燒嘴還設置有，冷卻水夾套4，其分別設置于所述可燃氣通道2和所述氣化劑通道3之間、所述氣化劑通道3和所述粉焦通道5之間、所述粉焦通道5外側;所述冷卻水夾套4外壁分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口。
[0084]經測試，煙氣中的林格曼黑度為I級，燃燒充分。
[0085]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種干餾荒煤氣或其制氫解吸氣與半焦聯合燃燒的方法，包括如下步驟: 51、將半焦研磨制粉，以空氣或煙氣或氮氣為輸送介質，將所述粉焦通過燒嘴中的粉焦通道(5)噴射到燃燒裝置； 52、對空氣升壓、升溫后，通過所述燒嘴中的氣化劑通道(3)噴射到燃燒裝置； 53、將干餾荒煤氣或其制氫解吸氣通過所述燒嘴中的可燃氣通道(2)噴射到燃燒裝置，與來自所述步驟SI中的粉焦以及來自所述步驟S2中的空氣充分混合燃燒，燃燒過程中產生的煙氣用于對所述步驟S2中的空氣預熱升溫。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1、步驟S2和步驟S3中，所述燒嘴包括燒嘴本體，設置于所述燒嘴本體頭部的燒嘴口(9)，及設置于所述燒嘴本體尾部的點火裝置(I); 在所述燒嘴本體內成型有以所述燒嘴本體中心軸線為中心由內向外周向設置的可燃氣通道(2)、氣化劑通道(3)以及粉焦通道(5)，所述可燃氣通道(2)、所述氣化劑通道(3)以及所述粉焦通道(5)的出口端均朝向所述燒嘴口( 9)且噴出物料均朝向所述燒嘴口( 9)中心處匯集;使得從所述可燃氣通道(2)出口端噴射出的可燃氣去噴射從所述粉焦通道(5)出口端噴射出的粉焦和從所述氣化劑通道(3)出口端中噴射出的空氣或氧氣，使可燃氣、粉焦和空氣或氧氣充分混合。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粉焦通道(5)的出口端側壁與所述燒嘴本體中心軸線的夾角為30° -60°。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，還設置有， 若干粉焦管道(6)，其以所述燒嘴本體中心軸線為中心周向均勻設置于所述粉焦通道(5)內，且靠近所述燒嘴口( 9)的一端螺旋盤繞在所述可燃氣通道(2)外。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述可燃氣通道(2)出口端收縮形成第一收縮段(10)； 與所述可燃氣通道(2)的第一收縮段(10)相應的所述氣化劑通道(3)的出口端收縮形成第二收縮段(11); 與所述氣化劑通道(3)的第二收縮段(11)相應的所述粉焦通道(5)的出口端收縮形成第三收縮段(12)。6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟SI中，所述粉焦的粒度為10?200μηι; 所述步驟S2中，升壓、升溫后的空氣的溫度為100°C?300°C、壓力為2kPa?15kPa。7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于:所述步驟S3中，所述干餾荒煤氣或其制氫解吸氣的操作壓力為3kPa?lOkPa、氣速范圍為3m/s?20m/s。8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于:所述步驟S3中，還包括對所述燃燒過程中產生的煙氣除塵、脫硫，以及將所述燃燒過程中產生的灰渣和所述除塵除去的飛灰回收它用的步驟。9.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述點火裝置(I)設置有點火電極(8)，所述點火電極(8)設置于所述可燃氣通道(2)內部，且其一端靠近所述燒嘴口(9)。10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述燒嘴還設置有， 冷卻水夾套(4)，其分別設置于所述可燃氣通道(2)和所述氣化劑通道(3)之間、所述氣化劑通道(3)和所述粉焦通道(5)之間、所述粉焦通道(5)外側； 所述冷卻水夾套(4)外壁分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口 ； 所述氣化劑通道(3)和所述粉焦通道(5)均為環狀通道。
【文檔編號】C10J3/50GK105820843SQ201610200993
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】林偉寧, 劉星, 單小勇, 陳松, 白建明
【申請人】華電重工股份有限公司