[发明专利]一种渣油、干粉和水煤浆共同进料的气化方法

说明书

本发明涉及一种渣油、干粉和水煤浆共同进料的气化方法，该方法包括：将渣油和水煤浆分别通过气化炉侧上壁的对置喷嘴注入气化炉内，同时将干粉通过气化炉顶部的加料管注入气化炉内，对渣油、水煤浆和干粉进行共同气化。按照本发明提供的所述气化方法，在渣油、干粉和水煤浆共同进料的情况下仍然可以实现气化，并且可以获得较高转化率，产品分布中H2/CO相对较高。

技术领域

本发明涉及煤气化和渣油气化领域，具体地，涉及一种渣油、干粉和水煤浆共同进料的气化方法。

背景技术

随着经济的继续高速发展，我国对能源的需求不断扩大化，使得石油自给度逐年下降：2011年底，石油进口比例已经占到了56％，这对我国的能源安全是一个巨大的挑战。而我国的一次能源储量中，超过96％为煤炭资源，科研人员应该利用巨大的煤炭储量，大力发展煤化工技术以缓解对能源日益增加的需求。煤化工的龙头技术核心在于高效、灵活、原料适用范围广的煤气化技术，尤其是多原料共进料的煤气化方法可以有效提升多种原料的利用效率而受到广泛青睐。

粉煤气化是目前煤气化技术领域的主流，包括干粉和水煤浆气化两种主要技术路线，其工艺均属于气流床气化。这指的是干粉或水煤浆在与气化剂充分混合的条件下高速喷入气化炉膛内，发生瞬间的燃烧和气化反应，生成产物气体和熔融态的煤渣。其中，干粉气化以Shell气化工艺为代表，气化温度高，有效气体含量高，但是该工艺对煤种的灰分含量和灰熔点要求较高，所以并非适合所有的煤种。水煤浆气化以GE-Texaco气化工艺为代表，将原料煤湿磨成水煤浆，利用高压泵增压，通过喷嘴和O2喷入气化炉。该炉的有效气体含量可达80％以上，且气体中H2/CO高于干粉气化。GE-Texaco气化技术也可以用于渣油气化，其气化温度要低于水煤浆气化。

随着目前原料劣质化的严重，渣油、石油焦的有效利用成为需要解决的现实问题，而渣油、石油焦与煤的性质，如灰分含量、元素组成均有较大差别。如何在煤气化中实现多原料共进料成为气化研究的热点。

CN102191087A公开了一种用于多种形态原料共气化的气流床气化炉可以采用多种形态原料，可以将煤、石油、天然气、生物质等共同气化，不同类型的气化原料(气态、液态、固态)与气化剂独自进入特定的通道，形成一定速度成为射流进入气化炉。通过对置多喷嘴和顶置喷嘴实现原料的混合，使得原料具有较强的灵活性。较小型气化炉(50～1000吨煤/天)采用顶置单喷嘴方案，较大型气化炉(1000～6000吨煤/天)则采用多喷嘴方案。

CN102268300A公开了一种煤液化残渣与水煤浆联合气化喷嘴及其应用，在一个喷嘴中设置环状的煤液化残渣管、蒸汽环管、内环氧气管、水煤浆环管、外环氧气管和水冷环管同轴设置，在末端联通，可实现熔融的煤液化残渣、高温液态的重油及渣油等粘稠的重质燃料与水煤浆的联合气化。

CN102643678A公开了一种煤粉/水煤浆气化炉系统，煤粉与水煤浆可以通过顶部喷嘴的环管实现共进料。该发明不仅减轻了激冷室合成气的带水带灰，延长气化炉的运行周期，也能达到煤粉和水煤浆的共同进料。

CN102816605A公开了一种分级给氧两段式多喷嘴气化炉，二次给氧喷枪安装在所述二次给氧喷枪室内，以实现氧气的分级燃烧，这使得炉内温度分布更加均匀合理，避免出现气化炉内的局部高温。该方法适用于煤、石油焦、渣油、沥青生物质和污泥等含碳物质的气化，可采用干粉或浆体燃料进料方式，燃料适应性广。

然而，以上公开的气化方法主要提到了在一个喷嘴内实现多原料的混合进入、以及对喷嘴的设计，但并不涉及不同喷嘴分别进料不同原料。而且，以上方法并不涉及如何提高水煤浆固含量和气化效率。由于煤种性质的不同，有些煤种制备的水煤浆浓度难以提高，使得煤气化的效率降低，关于如何提高水煤浆气化效率现有技术中并未教导。虽然现有技术中提到了气化原料可以是煤、渣油、石油焦等多种原料，但从公开的内容来看，其进料为单一原料，并没有指出可以同时进入多种原料。