[发明专利]一种激冷式浆态或粉态含碳物料的气化方法

摘要

本发明公开了一种激冷式浆态或粉态含碳物料气化的方法，该方法主要包括多喷嘴对置式气化、合成气初步净化、热量回收、黑水处理与循环利用四个工艺，其中气化工艺中气化炉为本发明的核心装置，它是一种至少均布设有两对对置式喷嘴的气化炉，在操作压力为3～8MPaG，操作温度为1200℃～1700℃下，实现物料的充分气化。本发明具有如下优点：气化炉中碳转化率高达99％以上，浆态进料时有效气成分达84％以上，粉态进料时有效成分达90％以上；经初步净化的合成气灰含量低，能降至1mg/Nm³以下，具有较佳的水气比，即水蒸气/合成气(干基)体积比为1.3～1.5/1；黑水热量回收充分，经净化后灰水水质好，无结垢堵塞现象；整个气化过程的能耗、氧耗、水耗均较低，能实现长周期高效稳定运行。

主权项

1.一种激冷式浆态或粉态含碳物料的气化方法，其特征在于：该方法主要包括多喷嘴对置式气化、合成气初步净化、黑水的热量回收和黑水处理与循环利用四个工艺，其中(1)多喷嘴对置式气化工艺系将含颗粒粒径10～150微米的浆态或干粉态物料与氧气和水蒸气一起通过对置式喷嘴喷入一种设有两对或两对以上对置喷嘴的气化炉(1)的气化室(101)中，在压力3～8MPaG下，温度1200～1700℃下气化为合成气；出气化室(101)的合成气经激冷水环(102)喷出的激冷水激冷后经下降管(103)进入洗涤冷却室(104)进行进一步冷却和洗涤除灰；合成气经气化炉合成气出口进入混合器(2)；黑水从洗涤冷却室(104)的黑水出口排出导入蒸发热水塔(6)；夹带黑水的粗渣经气化炉的底部经排渣装置排出；(2)合成气初步净化工艺进入混合器(2)的合成气经来自激冷水泵(5)分流的水予以充分润湿后进入旋风分离器(3)；在旋风分离器(3)中进行气液的分离，分离出的黑水，由旋风分离器底部排出导入蒸发热水塔(6)，合成气从旋风分离器(3)的顶部导入水洗塔(4)；在水洗塔(4)中合成气进一步被来自下游生产装置的高温冷凝水和来自蒸发热水塔(6)的热水予以进一步洗涤除灰，净化后的合成气从水洗塔(4)的顶部出口导入下游的生产装置，完成水洗和换热的热水，大部分被泵至气化炉的激冷水环(102)中执行对合成气和熔渣的激冷任务，部分被分流进入混合器使用，少量沉积在水洗塔(4)底部的黑水亦被导入蒸发热水塔(6)；(3)黑水的热量回收工艺来自洗涤冷却室(104)、旋风分离器(3)和水洗塔(4)的黑水汇集后经减压后导入蒸发热水塔(6)的蒸发室(601)中，被减压后的黑水自行蒸发，蒸发出来的蒸汽进入蒸发热水塔(6)的热水室(602)中，被来自下游生产装置低温冷凝水和来自脱氧水槽(11)的混合水，以及来自灰水槽并经灰水泵与分散剂处理过的水质良好的灰水予以直接冷凝变成冷凝水滞留在热水室(602)中，然后被一起泵至水洗塔(4)执行水洗和换热任务，少量夹带在黑水中(在压力下被夹带)的可燃性气体以及少量未被冷凝的蒸汽则由热水室(602)顶部排出，通过换热器(8)进一步冷凝和回收热量后，进入气液分离器(9)，经气液分离所得的液相导入灰水槽(18)中，气相则送至火炬处理或去其它装置回收，被浓缩后黑水则从蒸发室(601)的下侧面导入低压闪蒸器(10)；在低压闪蒸器(10)中，来自蒸发室(601)的黑水在低压下闪蒸，产生的蒸汽进入脱氧水槽(11)，被浓缩的黑水则导入真空闪蒸器(13)；在脱氧水槽(11)中来自低压闪蒸器(10)的蒸汽被软水直接充分冷凝，并滞留在脱氧水槽(11)中，与软水构成混合水被泵入蒸发热水塔的热水室(602)中，参与执行对来自蒸发室(601)的蒸汽的冷凝任务；(4)黑水处理与循环利用工艺在真空闪蒸器(13)中，将分别来自低压闪蒸器(10)和来自排渣装置黑水在真空度-0.06MPaG下进行闪蒸；产生的蒸汽由真空闪蒸器(10)顶部排出，经冷凝器(14)冷凝后进入气液分离器(15)，经气液分离后，液相水返回灰水槽(18)，气相则由真空泵(16)排入大气，被浓缩的黑水则导入澄清槽(17)；在澄清槽(17)中，来自真空闪蒸器(13)的浓缩黑水先与絮凝剂进行搅拌混均，然后予以静止澄清，至少静止半小时，将上部的清液-“灰水”导入灰水槽(18)中，下部凝聚的淤浆从澄清槽底部通过淤浆泵(20)泵入过滤机中，进行液固分离，分离所得液相视其灰含量的多少将滤液直接泵入灰水槽(18)或澄清槽(17)；在灰水槽(18)中，将来自澄清槽(17)上部的灰水和来自过滤机的灰水，以及来自气液分离器(9)、(15)冷凝水予以汇集，然后借助灰水泵(19)，将灰水与分散剂充分混合与分散后主要被泵至蒸发热水塔的热水室(602)，先参与对蒸汽的冷凝换热，继而被泵入水洗塔(4)予以水洗换热，再分别泵入混合器和气化炉的激冷水环(102)完成换热和激冷任务，实现了水的循环使用。