一種水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法及系統技術方案

本發明專利技術公開一種水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法及系統，所述系統包括用于對原煤漿和碳黑漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行有效分離得到精煤漿的分離裝置，以及用于對所述精煤漿進行氣化處理生成合成氣和碳黑漿的氣化裝置，所述分離裝置與所述氣化裝置通過管道連通。本發明專利技術使得所有具有熱值的固態化石能源可用于類似于水煤漿的濕法進料氣化，拓展了用于水煤漿氣流床煤氣化技術的原料源，使氣化技術生產合成氣成本更具有競爭力，同時本發明專利技術還可將碳黑漿中的可燃物顆粒進行有效分離并返回到所述氣化裝置中繼續進行氣化處理，從而提升水煤漿的氣化效率，所述非可燃物顆粒回收后還可作為一種寶貴的工程原料用于建材、路橋、回填等領域。

A wet gasification method and system for coal water slurry or hydrocarbon slurry

The invention discloses a wet gasification method and system for coal water slurry or hydrocarbon slurry, which comprises a separating device for effectively separating combustible and non-combustible particles in raw coal slurry and carbon black slurry to obtain clean coal slurry, and a gasifying device for gasifying the clean coal slurry to produce synthetic gas and carbon black slurry. The gasification device is connected through a pipeline. The invention enables all solid fossil energy with calorific value to be used for wet feed gasification similar to coal water slurry, expands the raw material source for coal water slurry entrained-flow gasification technology, makes the cost of syngas production by gasification technology more competitive, and also effectively separates the combustible particles in carbon black slurry and returns them to the gasification device for further gasification. The recycled non-combustible particles can also be used as a valuable engineering raw material for building materials, roads and bridges, backfilling and other fields.

【技術實現步驟摘要】
一種水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法及系統
本專利技術涉及水煤漿氣化領域，尤其涉及一種水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法及系統。
技術介紹
煤炭在未來相當長一段時期內仍將是我國的主要基礎能源，煤炭的利用相比天然氣和石油而言更加困難，污染也更大。實際上，目前我國的煤炭資源不僅利用率低，且開采和利用過程中，對環境產生了難以忽視的污染。為了維護國家能源安全和應對環境保護，節能減排、清潔高效是對煤炭資源利用的必然要求。為實現煤炭工業可持續發展，作為煤炭清潔利用的重要手段，煤氣化技術得到了極大的重視和發展。傳統的煤氣化工藝中，根據氣化爐所使用的原料的不同，分為干法煤氣化工藝和水煤漿煤氣化工藝，前者直接以壓縮氣體攜帶干燥煤粉進入氣化爐中進行氣化，后者則通常將煤粉與水混合成水煤漿后進入氣化爐進行氣化。由于濕法煤氣化工藝在供料連續性、穩定性、成本方面優于干法煤氣化工藝，因此濕法煤氣化工藝在工業上更具有應用前景，實際上水煤漿氣化已得到比較廣泛的應用。當前的商業濕法煤氣化爐對原料水煤漿具有嚴格的要求，例如要求在確保水煤漿流動穩定性的情況下其固體含量盡可能高以便確保高熱值和高氣化效率；同時還要求水煤漿中的灰分盡可能低，以便降低氣化爐內高溫氣流夾帶的灰渣對構成氣化爐爐壁的耐火磚的沖刷侵蝕，因為灰分中的鐵、鈣、鎂等金屬的氧化物會滲入耐火磚內部并發生化學反應，導致耐火磚內部疏松，強度下降，造成耐火磚蝕損。對水煤漿的上述嚴格要求導致目前煤氣化工業上只能用優質煤作為制備水煤漿的原料，其中所述優質煤的指標如下：熱值高于4500千卡/千克，灰分含量低于20wt%。現有水煤漿氣化爐無法加工處理劣質煤，很大程度上限制了水煤漿氣化工藝的應用范圍。同時，優質煤的開采量日趨減少且成本較高，而煤礦中卻有大量的劣質煤無法得到除了用作家庭燃料之外的有效的利用。劣質煤一般至少具有以下特征之一：灰分含量高、固定碳含量低、無灰干燥基揮發分含量高、灰軟化溫度偏低，燃燒時產生煙塵較大、易結焦、煤矸石含量高，發熱量低（發熱量通常低于4500千卡/千克），等等。為統一起見，本專利技術中將劣質煤定義為包含含碳-氫的可燃物和至少20wt%的礦物質雜質的煤。例如，劣質煤可以為洗選中煤、煤泥或煤矸石。因此，本領域迫切需要一種能夠以劣質煤作為原料來制備合格的水煤漿的技術，但劣質煤的特點是礦物質雜質含量高（一般高于20wt%，例如25-45wt%），熱值低，其直接粉碎后無法用于配制合格的水煤漿來供應現有的氣化爐。必須對劣質煤進行必要的提純處理以將其中的含碳-氫的可燃物與礦物質充分分離，才有可能以劣質煤為原料制備優質水煤漿。另外，碳黑（細渣）濾餅是煤氣化的副產物，主要組分為二氧化硅和氧化鋁等礦物質（非可燃物）、少許殘余碳（可燃物），由煤氣化裝置碳黑水經沉降-壓濾等工藝過程獲得。碳黑濾餅的殘余可燃物含量隨氣化爐類型、氣化工藝、氣化原料操作條件等的變化波動很大，其可燃物含量一般在10-30wt.%，在氣化條件惡劣時，其可燃物含量可達60wt.%。目前該部分碳黑濾餅的處理方式主要有用于建筑制品，燒磚，作為鍋爐燃料和填埋四種，但這四種處理方式都存在很大的弊端。若將其直接用于建材、建工、道路及回填工程，主要限制因素為固體可燃物量，由于氣化裝置系統的特殊工藝操作特性，所副產碳黑濾餅的殘炭值遠超過國家標準和相關行業標準限值，即使作為鍋爐燃料也降低了煤炭的利用價值，同時需要增加鍋爐煙氣處理的配套環保投入。隨著國家新環保法的提出與實施，各地方對污染企業的查處力度不斷加強，不符合環保要求的磚廠逐漸關閉，造成碳黑濾餅無處銷售，而用作填埋場材料，并使用汽車運輸至廠外，會造成二次污染，同時填埋的處理手段使碳黑中可燃物被廢棄，熱能無法釋放，造成資源不能有效利用。因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法及系統，旨在解決現有水煤漿氣化工藝無法加工處理劣質煤，限制了水煤漿氣化工藝的應用范圍，以及現有技術無法對碳黑水中的可燃物和非可燃物進行有效分離，導致碳黑資源浪費以及水煤漿氣化效率較低的問題。本專利技術的技術方案如下：一種水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其中，包括用于對原煤漿和碳黑漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行有效分離得到精煤漿的分離裝置，以及用于對所述精煤漿進行氣化處理生成合成氣和碳黑漿的氣化裝置；所述分離裝置與所述氣化裝置通過管道連通，所述分離裝置中生成的精煤漿通過管道輸送到所述氣化裝置中進行氣化處理，所述氣化裝置中生成的碳黑漿則通過管道輸送到所述分離裝置中與原煤漿共同進行分離處理。所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其中，所述分離裝置包括用于對原煤漿和碳黑漿進行研磨得到混合煤漿的第一濕磨機、與所述第一濕磨機連通并用于對所述混合煤漿進行攪拌混合的第一攪拌罐，以及用于對所述混合煤漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行分離處理的分離塔，所述分離塔內部從下至上依次設置有與外界空氣連通并生成微氣泡的第一分布器、與所述第一攪拌罐連通并用于通入混合煤漿的第二分布器以及用于噴水的第三分布器。所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其中，所述分離塔頂端和底部分別設置有可燃物漿液出口和非可燃物漿液出口，所述可燃物漿液出口通過管道連通有第一壓濾機，所述非可燃物漿液出口通過管道連通有第二壓濾機；所述第一壓濾機通過管道與一第二攪拌罐連通，所述第二攪拌罐通過管道與一精煤漿儲存槽連通，所述精煤漿儲存槽通過管道與所述氣化裝置連通。所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其中，所述分離裝置還包括用于對原煤進行破碎生成煤粉的第一破碎機、用于對助熔劑進行破碎生成助熔劑粉末的的第二破碎機、用于對所述助熔劑粉末和磨漿水進行研磨生成助熔劑漿的第二濕磨機；所述第一破碎機通過管道與所述第一濕磨機連通，所述第二破碎機通過管道與所述第二濕磨機連通，所述第二濕磨機通過管道與所述第二攪拌罐連通。所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其中，所述氣化裝置包括用于對所述精煤漿進行氣化處理生成粗合成氣以及碳黑水的氣化爐，用于對所述粗合成氣進行洗滌生成合成氣的洗滌塔，用于對所述碳黑水進行閃蒸處理的真空閃蒸罐，用于對所述碳黑水進行固液分離處理得到碳黑漿和灰水的沉降槽，所述沉降槽底部通過管道與所述第一濕磨機連通，所述氣化爐、洗滌塔、真空閃蒸罐以及沉降槽通過管道依次連通。所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其中，所述氣化裝置還包括設置在所述氣化爐與洗滌塔之間的激冷水泵，所述沉降槽通過管道與一用于儲存灰水的灰水箱連通，所述灰水箱通過管道與一灰水加熱器連通，所述灰水加熱器通過管道分別與所述真空閃蒸罐和洗滌塔連通。一種水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法，其中，包括步驟：將原煤漿通入分離裝置并對所述原煤漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行分離得到精煤漿；通過管道將所述精煤漿通入氣化裝置中進行氣化處理生成合成氣和碳黑漿；將所述碳黑漿通入到所述分離裝置中并與所述原煤漿混合生成混合煤漿，所述混合煤漿經過分離處理得到精煤漿，所述精煤漿通過管道循環進入到所述氣化裝置中進行氣化處理生成合成氣。所述的水煤漿或碳氫化合物料漿的濕法氣化方法，其中，所述將所述碳黑漿通入到所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其特征在于，包括用于對原煤漿和碳黑漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行有效分離得到精煤漿的分離裝置，以及用于對所述精煤漿進行氣化處理生成合成氣和碳黑漿的氣化裝置；所述分離裝置與所述氣化裝置通過管道連通，所述分離裝置中生成的精煤漿通過管道輸送到所述氣化裝置中進行氣化處理，所述氣化裝置中生成的碳黑漿則通過管道輸送到所述分離裝置中與原煤漿共同進行分離處理。

【技術特征摘要】
1.一種水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其特征在于，包括用于對原煤漿和碳黑漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行有效分離得到精煤漿的分離裝置，以及用于對所述精煤漿進行氣化處理生成合成氣和碳黑漿的氣化裝置；所述分離裝置與所述氣化裝置通過管道連通，所述分離裝置中生成的精煤漿通過管道輸送到所述氣化裝置中進行氣化處理，所述氣化裝置中生成的碳黑漿則通過管道輸送到所述分離裝置中與原煤漿共同進行分離處理。2.根據權利要求1所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其特征在于，所述分離裝置包括用于對原煤漿和碳黑漿進行研磨得到混合煤漿的第一濕磨機、與所述第一濕磨機連通并用于對所述混合煤漿進行攪拌混合的第一攪拌罐，以及用于對所述混合煤漿中的可燃物顆粒和非可燃物顆粒進行分離處理的分離塔，所述分離塔內部從下至上依次設置有與外界空氣連通并生成微氣泡的第一分布器、與所述第一攪拌罐連通并用于通入混合煤漿的第二分布器以及用于噴水的第三分布器。3.根據權利要求2所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其特征在于，所述分離塔頂端和底部分別設置有可燃物漿液出口和非可燃物漿液出口，所述可燃物漿液出口通過管道連通有第一壓濾機，所述非可燃物漿液出口通過管道連通有第二壓濾機；所述第一壓濾機通過管道與一第二攪拌罐連通，所述第二攪拌罐通過管道與一精煤漿儲存槽連通，所述精煤漿儲存槽通過管道與所述氣化裝置連通。4.根據權利要求3所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其特征在于，所述分離裝置還包括用于對原煤進行破碎生成煤粉的第一破碎機、用于對助熔劑進行破碎生成助熔劑粉末的的第二破碎機、用于對所述助熔劑粉末和磨漿水進行研磨生成助熔劑漿的第二濕磨機；所述第一破碎機通過管道與所述第一濕磨機連通，所述第二破碎機通過管道與所述第二濕磨機連通，所述第二濕磨機通過管道與所述第二攪拌罐連通。5.根據權利要求2所述的水煤漿或碳氫化合物漿料的濕法氣化系統，其特征在于，所述氣化裝置包括用于對所述精煤漿進行氣化處理生成粗合成氣以及碳黑水的氣化爐，用于對所述粗合成氣進行洗滌生成合成氣的洗滌塔，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江涌，李國濤，吳昌寧，劉科，翁力，賈昊霖，
申請(專利權)人：深圳瑞科天啟科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44