一種焦炭固定床加壓氣化裝置及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及焦炭原料高溫氧化煤氣化領域，具體涉及一種焦炭固定床加壓氣化裝 置及工藝。
【背景技術】
[0002] 目前，傳統的焦炭顆粒固定床氣化技術（CGP、CoKe Gasification Process of fixed Bed)是采用空氣/或添加蒸汽常壓下高溫燃燒固定床間歇式循環進行焦炭氣化制 造煤氣（一氧化碳）的技術。一般來說，此類焦炭氣化工藝裝置由焦倉、給料計量罐、氣化 爐、灰貯斗、除塵器、廢熱鍋爐、空氣風機及其輔助配套設施組成；氣化劑多為空氣和水蒸 汽，壓力接近常壓，效率低、能耗高、對環境污染大。另有德國魯奇公司的魯奇爐，也為加壓 氣化工藝，該技術只是用于煙煤、褐煤等燃料的煤氣化，其氣化爐為全水夾套結構、結構復 雜、廢水處理困難、能耗高、污染較大、投資較高、維修難度大。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種焦炭固定床加壓氣化裝置及工藝，具有現高效節能、 無污染、環保好、流程簡單、占地少、設備結構合理及維修投資省的優點。
[0004] 本發明提供的一種焦炭固定床加壓氣化裝置，包括：工藝流程相連的氣化劑混合 器和氣化器，以及變壓進料鎖斗、排灰鎖斗、洗滌除塵器和飽和塔；
[0005] 所述氣化器自下而上分為灰層、氧化層、第一還原層、第二還原層、干餾層和干燥 層；
[0006] 所述變壓進料鎖斗通過進料罐與氣化器頂部的進料口連接，所述變壓進料鎖斗的 上部與焦倉、充壓氣體管路以及卸壓氣體管路連接；
[0007] 所述排灰鎖斗與氣化器的底部排灰口連接，排灰鎖斗為變壓排灰罐，并設置液壓 排灰閥；
[0008] 所述氣化器上部設置氣體出口，并通過氣體出口與洗滌除塵器、飽和塔依次連接， 氣體出口內有耐磨澆注料絕熱襯里；所述洗滌除塵器和飽和塔為氣水充分接觸的傳質傳熱 設備，飽和塔的頂部送出煤氣，底部排出廢水送去灰水處理后循環回用。
[0009] 進一步的，所述氣化器底部設有排灰爐箅以及氣化劑進口；
[0010] 所述排灰爐箅為一變速旋轉、均勻布氣和排灰的結構，采用耐熱耐磨鑄鋼制備，為 多層多邊扇形結構，由電機驅動變速旋轉破渣排灰；
[0011] 所述氣化劑進口為環形多孔分布結構，通過管道與氧氣蒸汽混合器相連。
[0012] 進一步的，所述的焦炭固定床加壓氣化裝置還包括：汽包；
[0013] 所述氣化器為壓力容器，其工作壓力為0· 5~5. OMPa ;所述氣化器中下部爐壁或 全部爐壁采用冷卻水夾套，冷卻水夾套的內壁采用炭鋼與不銹鋼復合鋼板或不銹鋼堆焊， 具有吸收熱膨脹量、消除熱應力變形的能力；
[0014] 氣化器中下部爐壁采用冷卻水夾套時，氣化器的上部爐壁為內襯隔熱耐火材料的 隔熱襯里，向火面為耐磨澆注料或重質耐火硬襯里。
[0015] 所述冷卻水夾套的上部設置與汽包連接的出汽管，冷卻水夾套的下部設置與汽包 連接的進水管；鍋爐給水進入冷卻水夾套受熱產生蒸汽，且冷卻水夾套產生的蒸汽作為副 產蒸汽送出，作為蒸汽源使用。
[0016] 進一步的，所述的焦炭固定床加壓氣化裝置還包括：設置在氣化器爐壁下部有環 形進氣口；所述環形進氣口與蒸汽管道連接，具有靈活調節氣化器床層溫度功能。
[0017] 環形進氣口可方便快捷調節爐溫，提高設備能力和轉化率。
[0018] 進一步的，所述的焦炭固定床加壓氣化裝置還包括：設置在所述氣化器頂部進料 口處的鐘罩閥布料器；
[0019] 所述鐘罩閥布料器由一豎直長閥桿液壓缸驅動，能順暢均勻分布焦炭粒料入爐， 鐘罩閥布料器表面堆焊耐磨硬質合金，并能實現氣化器內的密封。
[0020] 進一步的，所述的焦炭固定床加壓氣化裝置還包括：布置在所述鐘罩閥布料器周 圍的布料錐形筒，能夠確保爐頂料面呈同心圓波形平面分布，使上升氣流分布均勻，有利于 焦炭氣化反應。
[0021] 進一步的，所述變壓進料鎖斗的進口和出口處分別設有液壓自動平板閥；變壓進 料鎖斗采用單或雙鎖斗設置，鎖斗之間設置壓力平衡管路；
[0022] 所述排灰鎖斗的進口和出口處分別設有液壓自動平板閥，排灰鎖斗的內壁襯耐磨 耐腐護板。
[0023] 進一步的，所述洗滌除塵器為不銹鋼材質的文丘里氣水洗滌器，所述飽和塔為固 閥垂直塔板結構氣液接觸塔或廢熱鍋爐裝置，使煤氣達到降濕、洗塵和水飽和的目的。
[0024] 本發明還提供了一種基于所述裝置的焦炭固定床加壓氣化工藝，包括以下步驟：
[0025] 氣化劑經預熱混合后進入氣化器內，自下而上通過灰層、氧化層、第一還原層、第 二還原層、干餾層和干燥層；
[0026] 氣化劑經由灰層吸收顯熱升溫；在氧化層，焦炭與O2發生燃燒反應生成CO 2，氣 固物料溫度繼續升高；上升氣流再進入第一還原層和第二還原層，焦炭與高溫氣體發生煤 氣化反應:c + CQ2: f ，: c + hP f ，.上升氣流吸熱、溫度下降；上升氣流 再通過干餾層和干燥層，與進爐的冷焦炭粒料接觸，進行熱交換后從氣化器頂部出氣口導 出；
[0027] 氣化器生產的煤氣經出口進入洗滌除塵器與洗滌水混合，煤氣溫度降低，同時煤 氣中夾帶的煤灰粉塵和其他雜質被水洗滌；經氣水分離后，煤氣進入飽和塔，經水洗滌、傳 熱傳質，煤氣中煤灰粉塵和雜質進一步洗滌清除，同時煤氣被水蒸汽所飽和，經氣水分離器 分離水后送出。
[0028] 進一步的，所述氣化劑為氧氣與水蒸汽的混合氣，或者是氧氣、水蒸汽以及二氧化 碳的混合氣；所述變壓進料鎖斗的鎖斗氣為該工藝最終得到的煤氣或者是惰性氣體。
[0029] 利用二氧化碳作為氣化劑，能夠增產煤氣、減少排放；使用惰性氣體作為進料鎖斗 充壓氣，可以節省設備、提高產氣率、降低生產成本。
[0030] 本發明的有益效果為：
[0031] 本發明的設備結構合理、高效節能、環保無污染、維修容易、占地少、投資省；本裝 置洗氣除塵污水含油和污染物少，循環利用，水和熱量有效利用，節能、節水；因此，本發明 在當今焦化企業產能嚴重過剩，焦炭產品滯銷、價格低迷的大背景下，對于開發焦炭加壓氣 化有著極好的產業前景和社會效益。
【附圖說明】
[0032] 為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對具體 實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的 附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033] 圖1為本發明實施例提供的焦炭固定床加壓氣化裝置的工藝流程圖。
[0034] 附圖標記：
[0035] 1-氣化器； 2-洗滌除塵器； 3-變壓進料鎖斗；
[0036] 4-進料罐； 5-排灰鎖斗； 6-氧氣預熱器；
[0037] 7-氣化劑混合器；8-環形進氣口； 9-排灰爐箅；
[0038] 10-汽包； 11-飽和塔； 12-