专利名称：用于氮肥生产的粉煤成型制气方法
技术领域：
本发明涉及一种氮肥生产的制气方法，特别是利用粉煤成型制气的方法。
背景技术：
氮肥生产多用无烟块煤，块煤中固定炭的含量较高，可以满足氮肥生产的工艺要求。我国南方地区多产无烟粉煤，固定炭含量较低，以往多采用无烟粉煤加入石灰制成炭化煤球用于氮肥生产制气，而无烟粉煤炭化煤球中固定炭含量更低，降低到42％以下，难以满足氮肥生产的工艺要求，煤消耗量大，而且氮肥生产的所需的制气质量难以达到要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在氮肥生产中，用粉煤作原料，利用粘结剂将粉煤成型制气的方法，可以就地取材，有效地利用江南粉煤供给各地的氮肥厂制气，满足氮肥生产要求。
本发明的技术解决方案是一种用于氮肥生产的粉煤成型制气法，它是用粉煤作原料，加粘结剂搅拌混合均匀，经挤压加工成棒状型煤，送入制气炉加热燃烧，并向炉中通入空气和水蒸气，其特征在于(1)粉煤加入腐植酸钠溶液作粘溶剂，搅拌混合均匀后，堆沤8小时以上，腐植酸钠量为粉煤用量的0.5～1.74％。
(2)上述堆沤后的粉煤经螺旋挤压机挤压成直径18～25mm的棒状型煤，再经冷却、干燥。
(3)制气炉中煤棒制气工艺条件A)维持较低的炉面温度，炉面温度≤380℃B)维持较高的炉底温度，炉底温度一般应高于200℃C)增加下吹时间，使下吹时间占一个上、下吹循环周期时间的42％以上。
图1是用粉煤制成的煤棒制气的制气炉结构示意图本发明结合具体实施例1参见附图进一步说明如下一种用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，它是用粉煤作原料，加粘结剂搅拌混合均匀，经挤压加工成棒状型煤，送入制气炉加热燃烧，并向炉中通入空气和水蒸气制气，其具体方法如下(1)粉煤加粘结剂搅拌均匀、堆沤
原煤破碎成粒度直径为3mm以下的粉煤，加入腐植酸钠溶液作粘结剂，搅拌均匀，经堆沤8小时以上，腐植酸钠量为造气煤用量的0.5～1.75％。
粘结剂制剂方法是以褐煤、泥炭、风化煤及其他含腐植酸钠的矿物作制剂原料，加入含碱的热水，通入蒸气，加热反应温度维持95～100℃，搅拌40分钟，即可提制腐植酸钠溶液粘结剂，其水和制剂原料的液固比为0.7∶1～2∶1；碱用量为腐植酸钠量的10-15％。
(2)堆沤后的粉煤挤压加工成棒状型煤上述堆沤后的粉煤经螺旋挤压机挤压加工成直径为φ18～25mm的棒状型煤，经冷却、干燥。
煤棒冷却干燥是在栅格结构的空心斗车中进行，粉煤经加工挤压成棒状型煤后，须装入栅格结构的空心斗车中，煤棒在斗车输送至制气炉的过程中冷却、干燥，冷却、干燥时间以直径为2.4米的制气炉配置约30～50辆空心斗车的运输周转时间为宜。
(3)干燥后的煤棒送入制气炉制气，制气炉[7]参见附图1，煤棒[6]置于制气炉底部、呈塔形堆放，先从炉底下部送入水蒸汽和空气，进行上吹；然后从炉顶部送入水蒸汽进行下吹。制气炉中水蒸汽、空气和煤棒发生气化反应，化学反应式表示如下
Q表示热量，+Q表示放热，-Q表示吸热，水蒸汽和炭的反应过程叫制气，生成的H2气用于生产氮肥。
制气炉中，气体燃料层分布情况大致可分为五个区域，从上到下依次为干燥层[1]、干镏层[2]、还原层[3]、氧化层[4]，灰渣层[5]，但炉中燃料层的实际分布情况，各层间没有严格区分的界限，往往相邻两层相互交错。
制气炉中煤棒制气的工艺条件是①灰层位置火层位置应控制在气炉中下部，维持较厚的干燥层[1]及干镏层[2]，使煤棒中水份能均匀蒸发。
②维持较低的炉面温度，炉面温度≤380℃，以使煤棒不致因高温急剧蒸发水份而爆裂破碎。
③维持较高的炉底温度，炉底温度一般应大于200℃，以使之尽量降低煤棒烧后的炉渣残炭，并使烧后棒渣略有结疤，结疤疏松，易于处理。
④控制下、下吹时间的分配，增加下吹时间、缩短上吹时间，使火焰位于炉膛的中下部位置。下吹时间控制在约占一个上、下吹周期循环时间的42％以上。
⑤出灰、加炭，适当缩短加炭时间，增加出灰次数，视煤棒的原煤煤种不同而异。
本发明的优点在于与用于氮肥生产的粉煤炭化煤球成型制气方法相比较。
1、设备投资少，以每年生产4万吨合成氨氮肥计，每套制气系统设备可减少投资50～80万元。
2、粉煤制成炭化煤球需加入25％的石灰，本发明粉煤制成煤棒不需加入石灰，不仅降低了成本，也降低了煤耗，因此每吨原煤的加工成本和降耗可节约30～50元。
3、本发明方法制气质量优于炭化煤球制气质量，减少了氮肥生产整个生产过程动力系统的无用功，生产用的电耗降低5％。
权利要求
1.一种用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，它是用粉煤作原料，加粘结剂搅拌混合均匀，经挤压加工成棒状型煤，送入制气炉加热燃烧，并向炉中通入空气和水蒸气，其特征在于(1)粉煤加入腐植酸钠溶液作粘溶剂，搅拌混合均匀后，堆沤8小时以上，腐植酸钠量为粉煤用量的0.5～1.74％(2)上述堆液后的粉煤经螺旋挤压机挤压成直径18～25mm的棒装型煤，再经冷却、干燥(3)制气炉中煤棒制气工艺条件A)维持较低的炉面温度，炉面温度≤380℃B)维持较高的炉底温度，炉底温度一般应高于2-0℃C)增加下吹时间，使下吹时间占一个上、下吹循环周期时间的42％以上。
2.根据权利要求1所述的用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，其特征在于其粘结剂制剂方法是以褐煤、泥炭、风化煤及其他含腐植酸钠的矿物作制剂原料，加入含碱的热水，通入蒸气，加热反应温度维持95～100℃，搅拌40分钟以上，即可提取腐植酸钠溶液粘结剂，其水和制剂原料的液固比为0.7∶1～2∶1；碱用量为腐植酸钠量的10-15％。
3.根据权利要求1所述的用于氮肥生产的粉煤成型制气方法，其特征在于粉煤经挤压加工成棒状型煤后，装入栅格结构的空心斗车内在输送至制气炉的过程中冷却干燥，冷却干燥时间以2.4米直径的制气炉配置30～50辆空心斗车运输周转时间为宜。
全文摘要
一种用于氮肥生产的粉煤成型制气方法,它是用粉煤作原料,加入腐植酸钠溶液作粘结剂,搅拌均匀,堆沤8小时以上后经螺旋挤压机挤压成棒状型煤,置于栅格结构的空心斗车中冷却、干燥后送入制气炉制气,其制气炉制气工艺条件是:①炉面温度≤380℃;②炉底温度>200℃;③下吹时间大于上、下吹循环周期时间的42%,与炭化煤球制气方法相比较,本发明方法的优点是:设备投资少,原煤加工成本和煤耗降低,整个氮肥生产系统的动力消耗的电能降低5%。
文档编号C10J3/02GK1371962SQ02113929
公开日2002年10月2日 申请日期2002年1月25日 优先权日2002年1月25日
发明者喻永林, 郭震凯 申请人:湖南省化学化工学会