本發(fā)明涉及水煤氣制備工藝，具體是指一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法。

背景技術(shù)：

1、煤炭直接燃燒的能源利用方式，存在著利用效率低、方法單一、污染嚴(yán)重等問題，以潔凈煤技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。煤氣化是煤化工的基礎(chǔ)和核心，其綜合效能高，同時(shí)可減少nox、so2等多種污染物的排放且易于控制，是潔凈煤技術(shù)的優(yōu)先方向之一。

2、氣化細(xì)渣是煤氣化過程中必然產(chǎn)生的固體廢物，氣化細(xì)渣具有低揮發(fā)分、干基固定碳高、粒度小、燃點(diǎn)高、反應(yīng)活性低等特點(diǎn)。雖然氣化細(xì)渣由于粒度過小，在煤氣發(fā)生爐中容易直接隨氣體流出，因此一般的煤氣發(fā)生爐無法將氣化細(xì)渣作為煤氣化的原料進(jìn)行使用。氣化細(xì)渣其內(nèi)部空隙發(fā)達(dá)，其內(nèi)部結(jié)合水較多，因此反應(yīng)活性較低，進(jìn)一步增大了將氣化細(xì)渣作為煤氣化原料的難度。另外，氣化細(xì)渣的灰熔點(diǎn)只有900℃左右，而煤氣發(fā)生爐的溫度不小于1100℃，因此在煤氣發(fā)生爐中，氣化細(xì)渣容易熔化附著在氣化爐內(nèi)壁，極易堵塞管道。上述種種因素導(dǎo)致氣化細(xì)渣雖然具有較高的干基固定碳，但是無法作為煤氣化的原料用于水煤氣的制備。

3、現(xiàn)有公開號cn111363592a的中國專利公開了一種使用氣化殘?zhí)歼M(jìn)行氣化的雙段氣流床，其通過使用氣流床將氣化細(xì)渣與水蒸氣、空氣/富氧作為反應(yīng)原料，在1400℃的高溫下制備水煤氣。雖然成功使用氣化細(xì)渣作為原料制備水煤氣，但是仍存在許多問題。第一，氣化細(xì)渣初始形態(tài)為氣化細(xì)渣濾餅，其含水率較，必須需要消耗額外的能量來進(jìn)行烘干，這就增加了煤氣化的成本；第二，必須使用氣流床的煤氣發(fā)生爐，氣流床的煤氣發(fā)生爐無論是生產(chǎn)成本，還是維護(hù)成本均十分高昂；第三，氣化細(xì)渣仍舊存在熔化堵塞的問題。

4、因此，目前要使用氣化細(xì)渣作為煤氣化的原料，成本極高，一般企業(yè)無法承擔(dān)，難以得到推廣和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種以氣化細(xì)渣為原料，成本低廉的制備水煤氣的方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，包括以下步驟：

3、(1)制備含水率為30％～40％，干基固定碳為55％～65％的氣化細(xì)渣；

4、(2)將制備的氣化細(xì)渣與粘結(jié)劑按照8:2的質(zhì)量比混合均勻后，加入造粒設(shè)備中擠壓成型；

5、(3)擠壓成型的氣化細(xì)渣作為原料加入固定床純氧連續(xù)氣化爐，將純氧和水蒸氣作為氣化劑通入固定床純氧連續(xù)氣化爐，保持氣化溫度1100℃～1200℃，反應(yīng)生成的水煤氣從固定床純氧連續(xù)氣化爐排出；

6、(4)對固定床純氧連續(xù)氣化爐排出的水煤氣進(jìn)行冷卻洗滌后即得。

7、本技術(shù)方案將干基固定碳較高的氣化細(xì)渣與粘結(jié)劑混合后，通過造粒設(shè)備擠壓成型后，將其作為原料加入固定床純氧連續(xù)氣化爐中，與水蒸氣和純氧混和氣反應(yīng)生成水煤氣，經(jīng)過冷卻洗滌分離后，制備得到純凈的水煤氣。與粘結(jié)劑混合并擠壓成型的氣化細(xì)渣，不再呈粉末狀，也不會隨氣流流出，而且成型的氣化細(xì)渣，灰熔點(diǎn)得到提高(約1300℃)，而反應(yīng)溫度為1100℃～1200℃，因此，該氣化細(xì)渣不會熔化后附著在氣化爐內(nèi)壁，反應(yīng)溫度可以通過控制水蒸氣的量進(jìn)行控制。另外，由于使用固定床純氧連續(xù)氣化爐作為反應(yīng)設(shè)備，無需嚴(yán)格要求低含水率的氣化細(xì)渣作為原料，只需對氣化細(xì)渣進(jìn)行壓榨脫水，即可滿足反應(yīng)要求，大大降低了氣化細(xì)渣作為制備水煤氣原料的使用成本。

8、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(2)中使用的粘結(jié)劑為產(chǎn)品型號sls-1-z的木質(zhì)素磺酸鹽粘結(jié)劑。

9、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，氣化細(xì)渣與粘結(jié)劑混合后使用造粒設(shè)備在120℃、100mpa的條件下，擠壓成棒狀。

10、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，固定床純氧連續(xù)氣化爐還具有余熱回收系統(tǒng)，所述余熱回收系統(tǒng)將固定床純氧連續(xù)氣化爐產(chǎn)生的余熱回收，并可以利用該回收的余熱對擠壓成棒狀的氣化細(xì)渣進(jìn)行干燥。

11、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，固定床純氧連續(xù)氣化爐排出的混合氣體經(jīng)過冷卻洗滌塔冷卻與洗滌后，除去水煤氣中的灰渣，得到純凈的水煤氣。

12、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，氣化劑中純氧的純度為99.6％。

13、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，制備含水率為30％～40％，干基固定碳為55％～65％的氣化細(xì)渣的具體過程為：

14、(1.1)選擇在干基固定碳為55％～65％的漿狀氣化細(xì)渣中加入絮凝劑，然后通過真空過濾機(jī)、隔膜板框壓濾機(jī)、臥式螺旋離心機(jī)中的至少一種，對漿狀氣化細(xì)渣進(jìn)行初步壓濾脫水，即得呈固態(tài)或半固態(tài)的含水率為48％～67％的氣化細(xì)渣濾餅；

15、(1.2)使用超強(qiáng)壓榨機(jī)對制取的含水率為48％～67％的氣化細(xì)渣濾餅進(jìn)行壓榨脫水，獲得含水率為30％～40％的氣化細(xì)渣。

16、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(1.2)中的超強(qiáng)壓榨機(jī)包括機(jī)架、輸送裝置和壓榨裝置，所述機(jī)架內(nèi)設(shè)置有收集槽，所述輸送裝置設(shè)置于機(jī)架上且位于收集槽的上方，輸送裝置的兩端分別與機(jī)架的兩端連接，且輸送裝置的兩端分別伸出機(jī)架的兩端外，所述壓榨裝置設(shè)置于輸送裝置的上方，壓榨裝置用于對輸送裝置上輸送的氣化細(xì)渣濾餅進(jìn)行壓榨脫水。

17、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(1.2)中的超強(qiáng)壓榨機(jī)的主要工作參數(shù)包括：

18、單機(jī)處理氣化細(xì)渣濾餅的量：10m3/h；

19、設(shè)計(jì)壓力：80kg/cm2；

20、作用在氣化細(xì)渣濾餅上的工作壓力：50～60kg/cm2；

21、壓榨時(shí)間：180s；

22、功率：125kw。

23、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

24、(1)本發(fā)明通過將氣化細(xì)渣與粘結(jié)劑混合擠壓制成棒狀物料，避免氣化細(xì)渣因粒度小而流出煤氣發(fā)生爐，且制得的棒狀物料灰熔點(diǎn)能夠提升至1300℃，使得煤氣發(fā)生爐內(nèi)物料能夠在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng)，氣化細(xì)渣也不會在煤氣發(fā)生爐中發(fā)生熔化，從而使氣化細(xì)渣能夠作為制備水煤氣的原料進(jìn)行使用；

25、(2)本發(fā)明采用固定床純氧連續(xù)氣化爐作為生產(chǎn)水煤氣的設(shè)備，無需嚴(yán)格要求超低含水率的氣化細(xì)渣作為原料，只需通過超強(qiáng)壓榨機(jī)對氣化細(xì)渣濾餅壓榨脫水后，即可與粘結(jié)劑混合制成棒狀物料，直接加入固定床純氧連續(xù)氣化爐作為生產(chǎn)水煤氣的原料使用，大大降低了將氣化細(xì)渣作為原料的使用成本；

26、(3)本發(fā)明采用的固定床純氧連續(xù)氣化爐相較于氣流床連續(xù)氣化爐，其結(jié)構(gòu)更為簡單，生產(chǎn)和維護(hù)成本較低，氣化細(xì)渣制得的棒狀物料透氣性更好，反應(yīng)更為完全，使得作為廢棄物的氣化細(xì)渣能夠在較低成本下作為制備水煤氣的原料進(jìn)行利用，提高了碳的轉(zhuǎn)化率和利用率，減少了碳排放，具有良好的市場前景，適宜廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（2）中使用的粘結(jié)劑為產(chǎn)品型號sls-1-z的木質(zhì)素磺酸鹽粘結(jié)劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，氣化細(xì)渣與粘結(jié)劑混合后使用造粒設(shè)備在120℃、100mpa的條件下，擠壓成棒狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，固定床純氧連續(xù)氣化爐還具有余熱回收系統(tǒng)，所述余熱回收系統(tǒng)將固定床純氧連續(xù)氣化爐產(chǎn)生的余熱回收，并可以利用該回收的余熱對擠壓成棒狀的氣化細(xì)渣進(jìn)行干燥。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，氣化劑中純氧的純度為99.6%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（4）中，固定床純氧連續(xù)氣化爐排出的混合氣體經(jīng)過冷卻洗滌塔冷卻與洗滌后，除去水煤氣中的灰渣，得到純凈的水煤氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，制備含水率為30%~40%，干基固定碳為55%~65%的氣化細(xì)渣的具體過程為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（1.2）中的超強(qiáng)壓榨機(jī)包括機(jī)架、輸送裝置和壓榨裝置，所述機(jī)架內(nèi)設(shè)置有收集槽，所述輸送裝置設(shè)置于機(jī)架上且位于收集槽的上方，輸送裝置的兩端分別與機(jī)架的兩端連接，且輸送裝置的兩端分別伸出機(jī)架的兩端外，所述壓榨裝置設(shè)置于輸送裝置的上方，壓榨裝置用于對輸送裝置上輸送的氣化細(xì)渣濾餅進(jìn)行壓榨脫水。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，其特征在于，所述步驟（1.2）中的超強(qiáng)壓榨機(jī)的主要工作參數(shù)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水煤氣制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種基于氣化細(xì)渣制備水煤氣的方法，包括以下步驟：1）制備含水率為30%~40%，干基固定碳為55%~65%的氣化細(xì)渣；2）將制備的氣化細(xì)渣與粘結(jié)劑按照8:2的質(zhì)量比混合均勻后，加入造粒設(shè)備中擠壓成型；3）擠壓成型的氣化細(xì)渣作為原料，純氧和水蒸氣作為氣化劑加入固定床純氧連續(xù)氣化爐，保持氣化溫度1100℃~1200℃，反應(yīng)生成的水煤氣從固定床純氧連續(xù)氣化爐排出；4）對固定床純氧連續(xù)氣化爐排出的水煤氣進(jìn)行冷卻洗滌后即得。本發(fā)明能夠以低廉成本將作為固體廢物的氣化細(xì)渣作為生產(chǎn)水煤氣的原料重新利用，提高了碳轉(zhuǎn)化率和利用率，減少了碳排放，變廢為寶，符合煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，具有良好市場前景，適宜廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：胡佩,秦丹,胡藝懷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川迪海追特科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2