双段煤气发生炉纯氧连续气化发电联产合成氨、尿素的方法

摘要

本发明提供了一种双段煤气发生炉纯氧连续气化发电联产合成氨、尿素的方法，双段煤气发生炉上段炉干馏烟煤颗粒产出荒煤气成分：甲烷7-20%，CO+H₂≧70%、热值达到2900-3300kcal/m³左右，作为燃气内燃机燃料发电、城市煤气；将下段炉无氮煤气变换大量氢加入也可合成甲烷、二甲醚多种煤化工产品。下段炉气化产出煤气成分CO+H₂≧75%，成为≧75%氢气、因此氢作为廉价原料合成氨、尿素、甲醇及以氢为基础的各种化工合成；本发明所产出煤气从下段出口输出，用高温煤气带着热能流向上段对原料内热式、双段煤气发生炉上段炉膛衬孔外热式干馏，既利用热能、又预热了原料，节能显著，气化效率显著。

主权项

双段煤气发生炉纯氧连续气化发电联产合成氨、尿素的方法，其特征在于：其步骤是：①将烟煤、秸秆或褐煤经滚轮挤压机或滚轮颗粒机设备碾压、糅合、挤出颗粒不需要烘干、脱水，直接做为原料送入双段煤气发生炉上端料仓（22）经给料器（23）投入上段炉膛（6）内；②双段煤气发生炉下段炉膛3产出的热煤气50‑80%通过双段煤气发生炉上段炉衬套夹孔输出，剩余20‑50%热煤气直接流向双段煤气发生炉上段炉膛（6）构成内热对步骤①烟煤、秸秆颗粒加热温度达到550‑950℃形成干馏；③步骤②所述烟煤、秸秆颗粒在上段炉膛（6）内干馏释放出焦油、碳、氢气体与双段煤气发生炉下段炉流向上段炉膛内20‑50%煤气混合成荒煤气经双段煤气发生炉上段炉荒煤气出口（7）输出； ④步骤③所述输出荒煤气经双段煤气发生炉上段出气导管（14）通过电捕焦器（15）、第二酚水分离器（16）、第二风冷器（17）和第二静电除尘器（18）完成焦油、灰尘、酚水分离在第一输气阀（19）调节流量压入脱硫塔（20），双段煤气发生炉下段炉流向热煤气需调节流量满足上段炉膛（6）干馏要求，或在电捕焦前后设置燃气流量控制阀，干馏、净化后生成含极少焦油、硫、苯、酚、萘、灰尘的洁净燃气；⑤步骤②所述双段煤气发生炉上段炉膛（6）内干馏后烟煤、秸秆颗粒呈高温半焦逐步滑沉至双段煤气发生炉下段炉膛（3），双段煤气发生炉下段炉膛（3）由底部流上来的，氧气与蒸汽混合的气化剂在900‑1400℃温度下氧化，产出煤气；⑥步骤⑤所述产出无氮煤气50‑70%经双段煤气发生炉下段炉煤气出口（5）经除尘器（8）、废热锅炉（9）、第一酚水处理器（10）、第一风冷器（11）和第一静电除尘器（12），在第二输气阀（21）控制下或再经洗气塔产出洁净无氮煤气进入化工合成系统；⑦步骤⑥所述经过气化后燃料成为炉灰渣从各种结构炉底：A灰盆旋转，盆内灰分利用灰盆旋转分离灰渣由灰刀倾斜刮起排出；B封闭式炉箅旋转带刮灰犁将灰渣刮入排渣器逐步排出，封闭式结构可增加较大工作压力，利于小粒块煤用于煤气发生炉、双段煤气发生炉气化或兰炭炉产出兰炭；双段煤气发生炉上段炉干馏烟煤颗粒时产出荒煤气成分：甲烷7‑20%，CO+H₂≧70%、热值达到2900‑3300kcal/m³左右，单独输出适合作为燃气内燃机燃料发电，可作为城市煤气；将双段煤气发生炉下段炉无氮煤气中一氧化碳再进行变换成为大量氢；同时用于生产合成氨、甲醇、烯烃、芳烃、二甲醚等多种煤化工产品，提取工业纯氢；双段煤气发生炉下段炉气化产出煤气成分CO₂=15‑38%、CO+H₂=75‑82%，其中一氧化碳30‑45%通过化工系统与蒸汽变换成H₂、CO₂各30‑45%，煤气中的氢加变换后氢气达75‑82%，CO₂达到45‑70%，这些气体用于：(A)75‑82%氢气与氮气配比 3:1混合压缩在合成过程生成液氨(NH₃)；用于工业提纯氢；(B)生成液氨再与二氧化碳按580kg：730kg的比例经压缩、加温催化合成尿素；(C)将步骤(A)、(B)下段煤气发生炉产生煤气中的氢与一氧化碳变换生成氢与氮合成氨，剩余形成30‑60%二氧化碳分离出作为二次能源用于如合成碳酸丙烯酯、双氰胺、碳酸氢铵、甲醇、二甲醚、碳酸乙二醇酯及合成乙烯，或与氧混合回炉作为气化剂。