[發明專利]一種可協同氣化處理廢液、漿料和煤粉的氣化爐和方法

在審

• 申請號: 201810536522.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108485710A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 單育兵;高鑫;徐江
• 申請（專利權）人: 科林未來能源技術（北京）有限公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 熊保

本發明公開了一種可協同氣化處理廢液、漿料和煤粉的氣化系統，所述氣化系統包括氣化爐，所述氣化爐的頂部設有伸入氣化室的組合燒嘴，以及環繞所述組合燒嘴均勻設置的多個伸入所述氣化室的煤粉燒嘴；通過原材料下噴的進料方式在氣化爐內氣化煤粉的同時還能夠氣化水煤漿等液體漿料和處理廢液；本發明還公開了利用上述氣化系統進行氣化的方法，利用燃料氣和氧氣通過組合燒嘴點火，煤粉燒嘴投料，燃料氣切換為廢液或漿料，實現同時高效氣化煤粉、液體漿料和處理廢液的目的；本發明設備結構簡單、系統流程短，具有制造簡單、投資低、氣化效率高、操作簡單、同時能夠解決有機廢液處理難、成本高等環境問題。

技術領域

發明屬于煤化工及廢物處理和循環利用技術領域，特別涉及一種可協同氣化處理廢液、漿料和煤粉的氣化爐和方法。

背景技術

我國的能源和資源消費以煤炭為主，很多化學品的生產制造時通過煤炭轉化而來的，而這些轉化的源頭都是利用煤的氣化技術將煤炭轉化成以一氧化碳和氫氣為主的合成氣后再進一步合成制造下游的化學品或燃料。煤氣化的工藝方法和技術很多，如常壓間歇固定床、富氧造氣、流化床氣化和氣流床加壓氣化等，而氣流床加壓氣化技術因其技術先進性、環保安全性、指標優越性和投資回報經濟性上的優勢，已被國內的煤化工工廠廣泛的接受和認可。氣流床加壓氣化技術又可細分為以煤粉密相輸送進料的干粉煤氣化和以水煤漿等液體漿料泵輸進料的水煤漿氣化技術，兩種技術各有特點：

干粉煤氣化以干燥的小顆粒煤粉和氧氣作為氣化原料，煤炭轉化率能達到99％以上，有效氣含量87-93％，冷煤氣效率79-83％，單位產品的氧耗、煤耗低，是目前氣化效率最高的氣化技術。但是在氣化時，為了到達氣化爐內的熱量平衡和溫度均衡，往往還需要在原料氧氣中添加一定量的蒸汽，尤其對于以無煙煤、焦粉等含碳量高、熱值高的原煤，在氣化時添加的蒸汽的量也會更高。

水煤漿氣化以有效原料含量60％左右(其余為水)的水煤漿或液體漿料和氧氣作為氣化原料，氣化時對漿料的霧化以及與氧氣的混合要求更高，雖然煤炭轉化率也能達到95％以上，但因大量水的存在，在1300℃以上的氣化操作溫度下，其升溫汽化會消耗大量的熱量，使得有效氣含量為76-83％，冷煤氣效率74-77％，相同的操作條件下，單位產品的氧耗較干粉煤氣化高20～25％，煤耗高10～15％，氣化效率明顯降低。但是因水煤漿氣化的漿料制備時可以采用通過傳統水處理技術很難處理或處理時成本較高的含有機物和含油廢水作為制漿用水，在1300℃以上的高溫氣化時將廢水中的油和有機物轉化成一氧化碳和二氧化碳的單碳化合物進入到產品合成氣中。因為這一優勢，在一些煤化工工廠，尤其是產品多元化的工廠，在綜合全廠的經濟、社會和環保效益的基礎上，水煤漿氣化也被廣泛的應用。基于以上兩種氣流床氣化的特色和優缺點，開發一種融合二者優勢，既能處理廢水又能獲得較高的氣化效率的氣化系統成為一種需求。

專利CN102643678A公開了一種煤粉/水煤漿氣化爐系統，專利CN102746899A公開了一種水煤漿/煤粉氣化爐及其投料方法，這兩者均旨在發明一種能夠單一實現氣化水煤漿或煤粉的氣化爐的裝置，增加了氣化爐的原料適應性，但設計建造和運行時只能選擇其中一種原材料進料方式，不具備同時進料或快速轉換的能力，并不能實現上述同時具備上述新工藝的需求。

專利CN103897739A煤炭共氣化方法提供了一種同時氣化干粉煤和水煤漿的方法，其中，煤粉噴嘴設置于氣化室頂部中心，水煤漿噴嘴設置于氣化室側壁，但是這種方法是粗略的、概念性的，不夠具體和實際，不具備指導實施并完成設計、建造和生產的能力。