[發明專利]一種激冷式漿態或粉態含碳物料的氣化方法

有效

• 申請號: 200810039551.3
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN101298569A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 于遵宏;代正華;于廣鎖;龔欣;王輔臣;劉海峰;王亦飛;周志杰;陳雪莉;李偉鋒;郭曉鐳;梁欽鋒;王興軍
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10J3/86
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司
• 代理人: 沈履君

技術領域

本發明涉及一種含碳類物料的氣化方法，具體涉及一種激冷式漿態或粉態含碳物料的氣化方法。?

背景技術

煤氣化技術是煤炭清潔轉化的核心技術之一，是煤化工過程的工業基礎。氣化爐從初期固定床(上世紀20年代)、流化床(上世紀30年代)到近期的氣流床。氣流床氣化技術因煤種適應范圍比較廣，氣化溫度、壓力高，易于大型化，已成為煤氣化技術發展的主流方向。國際上有代表性的氣流床氣化技術主要有，按進料狀態劃分為以水煤漿為原料的GE(前Texaco，U.S.pat.4,637,823，4,527997，5,281,243)氣化技術和Global?E-Gas氣化技術，以干粉煤為原料的Shell(U.S.pat.4,799,356)氣化技術、Prenflo氣化技術和GSP氣化技術；按高溫合成氣的冷卻方式劃分為激冷式(如GE、Global?E-Gas、GSP)和廢熱鍋爐式(如GE、Shell、Prenflo)。?

由于現有技術均采用廢熱鍋爐冷卻高溫合成氣的氣化工藝，其出氣化裝置的合成氣中水份含量低，而對于化工合成來說往往需要將合成氣變換成富含H₂的氣體，這就需要向合成氣中添加大量水蒸汽才能完成變換反應，廢熱鍋爐生產的蒸汽被送至后續的變換單元，此時需要再次加熱來進行變換反應，由此可見，采用廢熱鍋爐冷卻高溫合成氣無助于降低化工合成系統的總體能耗，相反使得氣化裝置投資大，設備復雜。?

現有的采用水激冷式冷卻高溫合成氣體的氣化工藝，如GE水煤漿氣化工藝，存在的主要缺陷有：碳的轉化率較低，僅為94～95％，有效氣成分低，以煤漿為原料時其CO+H₂為78～81％；氣化爐洗滌冷卻室渣水氣的分離效果差，灰水夾帶嚴重，液位難以控制；出氣化裝置的合成氣的灰含量高，從而嚴重影響了后續變換單元中的催化劑的壽命；灰水水質差，易結垢、堵塞，影響氣化系統長周期運行。?

鑒于此，企業界殷切盼望有關的科技工作者研發一種能長周期穩定運行、效能俱佳的氣化方法及其裝置。?

發明內容

本發明的目的：為了克服現有技術的不足，公開一種激冷式漿態或粉態含碳物料的氣化方法，能達到如下的技術效果。?

(1)氣化爐的碳轉化率高，可達99％以上，至少比現有技術高4個百分點，且合成氣的有效成分(CO+H₂)高達90％以上，負荷調節比較靈活。?

(2)生成的合成氣，指被送至下游的合成氣，不僅灰含量低，能降至1mg/Nm³以下，而且具有較佳的水氣比，即水蒸汽/干基合成氣兩者的體積比為1.3～1.5/1，有利于下游合成工業的利用。?

(3)黑水熱量回收充分與凈化效果好，灰水水質好，無結垢堵塞現象；不僅氣化過程中的能耗、氧耗、水耗均較低，達到國際領先水平，而且可實現長周期的高效穩定運行，至少能持續運轉半年以上。?

本發明的構思是這樣的；?

一種激冷式漿態或粉態含碳物料的氣化方法，該方法主要包括多噴嘴對置式氣化、合成氣初步凈化、黑水的熱量回收和黑水處理與循環利用四個工藝，其中?

多噴嘴對置式氣化工藝：?

系將含顆粒粒徑10～150微米的漿態或干粉態物料與氧氣和水蒸氣一起通過對置式噴嘴噴入一種設有兩對或兩對以上對置噴嘴的氣化爐的氣化室中，在壓力3～8MPaG下，溫度1200～1700℃下氣化為合成氣；出氣化室的合成氣經激冷水環噴出的激冷水激冷后經下降管進入洗滌冷卻室進行進一步冷卻和洗滌除灰；合成氣經氣化爐合成氣出口進入混合器；黑水從洗滌冷卻室的黑水出口排出導入蒸發熱水塔；夾帶黑水的粗渣經氣化爐的底部經排渣裝置排出；?

合成氣初步凈化工藝：?

進入混合器的合成氣經來自激冷水泵分流的水予以充分潤濕后進入旋風分離器；在旋風分離器中進行氣液的分離，分離出的黑水，由旋風分離器底部排出導入蒸發熱水塔，合成氣從旋風分離器的頂部導入水洗塔；在水洗塔中合成氣進一步被來自下游生產裝置的高溫冷凝水和來自蒸發熱水塔的熱水予以進一步洗滌除灰，凈化后的合成氣從水洗塔的頂部出口導入下游的生產裝置，完成水洗和換熱的熱水，大部分被泵至氣化爐的激冷水環中執行對合成氣和熔渣的激冷任務，部分被分流進入混合器使用，少量沉積在水洗塔底部的黑水亦被導入蒸發熱水塔；?

黑水的熱量回收工藝：?