[發明專利]一種上行兩段式氣化裝置

在審

• 申請號: 201711116195.6
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107641530A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 許世森;陶繼業;樊強;劉剛;王恩民;李廣宇;李小宇;任永強
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72;C10J3/76
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于能源化工技術領域，具體涉及一種上行兩段式氣化裝置。

背景技術

我國是以煤炭為主要一次能源的國家，并且在煤炭利用領域仍存在著利用效率低、污染重等問題。而煤氣化技術作為潔凈煤技術則是煤炭清潔和高效利用的重要方向。目前，作為干煤粉氣流床氣化技術代表的shell和prenflo氣化爐，采用水冷壁結構，氣化爐只有一級反應區布置多個對置的燒嘴，煤粉與氣化劑發生氣化反應；為避免后續設備積灰，通常需要抽取下游系統大量的冷煤氣(約50％)來對高溫合成氣降溫，使得激冷壓縮機能耗及投資較大。

對于氣流床氣化工藝本身而言不會產生有機污染物，只有少量含固廢水。但是在煤化工過程中的其他工藝會產生各種焦油、酚、萘、菲等有機污染物，而這些有機污染物在污水系統很難降解，需要設置大型的有機廢水處理裝置，投資和運行費用極高。

因此，開發一種既能有效降低激冷氣量，又能有效回收廢水，降解有機污染物的氣化裝置是一項十分有意義的任務。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提出了一種上行兩段式氣化裝置，利用工業有機廢水來磨煤制漿，并與干煤粉通過各自的輸送系統在同一個氣化爐的兩端反應室內共同氣化，利用廢水的汽化潛熱和煤漿的氣化吸熱，在更大限度的降低一段出口合成氣溫度的同時，還能燃燒降解有機污染物，提高了冷煤氣效率，降低能耗及成本。同時，解決了有機廢水污染大、難降解等問題。

為了達到上述目的，本發明通過如下技術方案實現：

一種上行兩段式氣化裝置，包括外壁上部設置有合成氣出口12和底部設置有渣水出口11的氣化爐殼體1，氣化爐殼體1內設有帶縮口7和渣口8的水冷壁2，水冷壁2內部由下至上依次為一段反應室Ⅰ、二段反應室Ⅱ和反向室Ⅲ，一個組合式點火開關燒嘴5和多個煤粉燒嘴4沿水平方向布置在一段反應室Ⅰ中部，多個水煤漿燒嘴3沿水平方向布置在二段反應室Ⅱ下部的縮口7處，渣口8底部設有帶激冷水進口9和激冷環10的渣池6；還包括干煤粉輸送系統和水煤漿制漿輸送系統，干煤粉輸送系統包括依次連接的常壓倉16、鎖斗17和給料倉18，給料倉18與煤粉燒嘴4相連；水煤漿制漿輸送系統包括依次連接的磨煤機13、煤漿槽14和煤漿泵15，煤漿泵15與多個水煤漿燒嘴3相連。

所述裝置工作時，煤粉和水煤漿在爐膛的一段反應室Ⅰ和二段反應室Ⅱ內發生氣化反應，水煤漿占總進料的質量分數為0～10％；合成氣采用上行反向從合成氣出口12去下游，氣化壓力0.5～5Mpa；一段反應室Ⅰ的溫度為1400℃～1800℃，二段反應室Ⅱ的溫度為1000～1500℃；氣化裝置采用液態排渣方式，氣化爐外殼1作為壓力容器承受氣化壓力。

所述水冷壁2采用盤管或列管結構，水冷壁2內壁敷耐火材料。

所述粉煤燒嘴4的數量為2～8個，采用水平對置，或當粉煤燒嘴4的數量多于3個時，采用切圓布置，粉煤燒嘴4中心線與氣化裝置直徑偏離夾角α為0～9°。

所述的粉煤燒嘴4進料包括氣化原料和氧化劑。氣化原料是煤炭、焦炭、半焦和石油中的一種或多種制成的粉末，氧化劑為純氧、富氧、純氧或富氧與水蒸汽或二氧化碳的混合物。

所述組合式點火開關燒嘴5水平布置在一段反應室Ⅰ中部，與粉煤燒嘴4水平共面，組合式點火開關燒嘴5與粉煤燒嘴4之間的夾角β為22.5～90°；組合式點火開關燒嘴5進料包括點火開工燃料和氧化劑，點火開工燃料為液化石油氣、天然氣或柴油，氧化劑為儀表空氣或氧氣。

所述水煤漿燒嘴3的數量為2～4個，采用水平對置。

所述水煤漿燒嘴3進料為水煤漿，水煤漿制漿過程用水為工業有機廢水，水煤漿質量濃度為50～70％；二段反應室Ⅱ進煤量占總進料量的5～15％。

激冷水經激冷環10噴入渣池6，對沿渣口8壁面流下的高溫液態渣進行激冷。

和現有技術相比較，本發明具備如下優點：

本發明將干粉煤與含工業有機廢水的水煤漿在水冷壁2組成的一、二段反應室與氣化介質發生共氣化反應。利用了二段反應區的物理激冷和化學激冷既能大大降低合成氣的溫度，有利于減小激冷煤氣量和激冷壓縮機的負荷，降低成本，提高了冷煤氣效率。同時能夠有效的回收利用工業有機廢水，并且對有機廢物進行降解處理。節約用水，避免了有機物的二次污染、流程簡單，能耗及投資成本低。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的局部示意圖。

具體實施方式