[发明专利]一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法

权利要求书

1.一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将烘炉烧嘴(11)内嵌于安装在气化炉(1)顶部的气态燃料喷嘴(6)中，然后进行烘炉，直至气化炉(1)预热至安全投料温度；

步骤二、将烘炉烧嘴(11)从气态燃料喷嘴(6)中拆卸取出，将第一氧化剂管道(14-1)、气态燃料管道(12)和第二氧化剂管道(14-2)按照套筒方式依次从里向外同轴装配在气态燃料喷嘴(6)中，然后将碳一气态燃料通过气态燃料管道(12)通入气化炉(1)中，同时将碳一固态燃料磨制成的高浓度浆料与氧化剂通过位于气化炉(1)侧上方的浆料喷嘴(7)通入气化炉(1)中，碳一气态燃料和高浓度浆料进入气化炉(1)的气化段(2)后，将氧化剂通过第一氧化剂管道(14-1)和第二氧化剂管道(14-2)通入气化炉(1)中，并在反应腔(3)中与碳一气态燃料和高浓度浆料混合，发生多元共轭反应，生成粗合成气；所述气态燃料喷嘴(6)的外壳、第一氧化剂管道(14-1)、气态燃料管道(12)和第二氧化剂管道(14-2)相邻之间均形成冷却水通道(13)；所述多元共轭反应的温度为1250℃～1450℃，压力为1.0MPa～9.0MPa；所述粗合成气的主要成分为CO和H₂；所述反应腔(3)呈扁长葫芦型，其中反应腔(3)细颈部的直径d与反应腔(3)腹部最粗处的直径D之间的关系为：d＝0.382D，以细颈部为分界的反应腔(3)上下两段腔室的轴向高度为1:3，所述反应腔(3)细颈部处开设有相对的浆料喷嘴(7)，所述浆料喷嘴(7)的中心连线与气化炉(1)的轴线垂直；

步骤三、将步骤二中生成的粗合成气和未反应固体余物形成的气固混合物并行送入气化炉(1)的淬冷段(5)中，在并行送入过程中通过淬冷水切入结构(4)输入带压低温水对气固混合物进行淬冷，气固混合物中的粗合成气携带淬冷过程中换热产生的大量过热蒸汽从排气口(8)排出气化炉(1)并进行收集，气固混合物中的未反应固体余物凝聚成渣团沉降至淬冷段(5)底部积聚的淬冷水中继续进行换热，换热后的淬冷水从排水口(9)排出气化炉(1)并进行热量回收，换热后的未反应固体余物渣团从排渣口(10)排出气化炉(1)。

2.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤一中所述烘炉采用的燃料为步骤二中所述碳一气态燃料中的一种或两种以上，或者为常态甲醇、汽化甲醇、工厂弛放气，和焦碳生产产生的荒煤气中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤二中所述碳一气态燃料为天然气、焦炉气、油田气、炼厂气、煤层气、沼气和甲烷中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤二中所述碳一固态燃料为煤或与煤成分近似的有机固废物、农林残渣；所述碳一固态燃料磨制成的高浓度浆料为固相浓度不小于65wt％的水基浆料。

5.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤二中所述氧化剂为含氧体积大于96％的气体。

6.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤二中所述烘炉烧嘴(11)为缩口筒管型烧嘴，且所述烘炉烧嘴(11)的直径与第一氧化剂管道(14-1)、气态燃料管道(12)和第二氧化剂管道(14-2)按照套筒方式依次从里向外同轴装配形成的结构的直径相等。

7.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤三中所述淬冷水切入结构(4)为壁厚δ的环形结构通道，所述环形结构通道的内壁上均匀布设有俯角为α、孔径为Ф，孔间距为μ的斜孔，其中Ф＝δ，μ＝5Ф，10°≤α≤45°。

8.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤三中所述粗合成气中的CO和H₂的干气体积总含量大于93％。

9.根据权利要求1所述的一种碳一化工燃料以多元共轭方式反应制取合成气的方法，其特征在于，步骤三中所述排出气化炉(1)的换热后的未反应固体余物渣团的干质中的碳元素含量小于2.50wt％；所述排出气化炉(1)的换热后的淬冷水中携带的未反应固体余物渣团中的碳元素含量小于9.00wt％。