一種以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法
2023-06-03 03:53:01
專利名稱：一種以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法
技術領域：
本發明涉及水煤漿氣化爐氣化領域，尤其涉及一種以補充二氧化碳或焦爐 氣等碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法。
背景技術：
我國能源結構的特點是富煤、貧油、少氣，這種結構特點決定了我國以煤 炭為主體的能源結構在相當長一段時間內不會改變，煤炭是我國最安全、最可 靠的能源。目前，世界石油價格居高不下，煤化工產業已經具備與石油化工相 抗衡的經濟條件，煤炭在未來我國國民經濟中的地位將更為重要。但是大規模 發展煤化工產業必須同時考慮溫室效應氣體二氧化碳對人類生存環境的影響。
二氧化碳是一種溫室效應氣體，其主要來源是化石性燃料的燃燒和工業生 產排放的廢氣，為了使溫室效應氣體二氧化碳的排放量控制在預期的水平，世 界各國都在不斷的努力，其中二氧化碳的回收利用是研究和開發的重點。
在我國，潔淨煤技術已經取得重大突破，為我國大規模發展煤化工產業提 供了技術支撐，煤氣化是煤化工的龍頭。目前國內煤氣化技術以純氧或富氧為 氣化劑，該技術存在的缺陷是，煤炭利用率偏低。
發明內容
本發明的目的是針對上述存在的缺陷而提供一種以補充二氧化碳或焦爐氣 等碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，該方法提高了煤炭利用率，提高了含
炭資源的利用率，減少了溫室氣體二氧化碳的排放量，同時降低氧耗；對於焦 爐氣，大大降低了淨化難度。
本發明的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法的技術方案是通過下述方式實現的，氣化爐按照氧/碳正常比進料，通過煤氣化爐燒嘴的至少一個通 道逐步通入二氧化碳或焦爐氣或含有二氧化碳的混合氣體作為氣化劑，通入二 氧化碳同時逐步減少氧氣加入量，通入焦爐氣時，增大氧氣加入量。二氧化碳 的加入比例根據生成氣體的用途，佔通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的
0-80%。焦爐氣加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的0-110%。
作為優選，二氧化碳的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的 10-25%。
本發明的技術方案所述的含有二氧化碳的混合氣體可以為二氧化碳與水蒸 汽的混合氣體、二氧化碳與氮氣的混合氣體、二氧化碳與水蒸汽、氮氣的混合 氣體。
二氧化碳與水蒸汽的混合氣體中，水蒸汽的用量為通入二氧化碳之前的原 始應加氧氣量的0-50%，二氧化碳與水蒸汽的比例為1:0.0005-10， 二氧化碳與 氮氣的混合氣體中，氮氣的用量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的 0-30%， 二氧化碳與氮氣比例為1:0.0005-5， 二氧化碳與水蒸汽、氮氣的混合 氣體中三者的比例為1:0. 0005-10:0. 0005-5。
作為優選，水蒸汽的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的10%， 氮氣的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的5%。
作為優選，焦爐氣加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的3%。
本發明所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法適用於單噴嘴水 煤漿氣化爐、多噴嘴水煤漿氣化爐、多元料漿氣化爐。
對於多噴嘴氣化爐來說，本發明所述的氣化劑的加入可以由氣化爐頂部燒 嘴或對置式燒嘴或頂部燒嘴與對置式燒嘴同時逐步通入二氧化碳或焦爐氣或含 有二氧化碳的混合氣體作為氣化劑，通入二氧化碳同時逐步減少氧氣加入量。本發明的有益效果為，二氧化碳、焦爐氣作為一種碳資源，通入二氧化碳 在氣化爐內參與反應， 一方面可以提高煤炭資源的利用率，另一方面可以減少 溫室氣體二氧化碳的排放量，降低耗氧量；焦爐氣組成複雜，直接利用淨化難 度大，焦爐氣在130(TC以上的高溫條件下，各種有機雜質轉化成CO、 C02、 H2、 H2S、 NH3等合成氣，在提高煤炭資源利用率的基礎上，其淨化難度也大大降低。 對於多噴嘴氣化爐來說，通過頂部燒嘴通入二氧化碳， 一方面充分利用頂部燒 嘴，還可以保護氣化爐拱頂耐火磚，延長拱頂磚的使用壽命。總之，本發明的 以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，提高了煤炭資源利用率，並減少 溫室氣體二氧化碳的排放量，降低氧氣消耗量，增加設備的使用壽命，整體降 低生產成本，節約資源，具備突出的實質性特點和顯著的進步。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明。
實施例1
單噴嘴水煤漿氣化爐，爐高15m，直徑2800mm,日處理神府煤450噸，以水 煤漿為原料，含固量61%，操作壓力2.7Mpa,操作溫度135(TC，以99. 6%氧氣為 氣化劑，氧氣流量為11850mVh，碳轉化率96%，有效氣80%。在燒嘴的一個通 道中通入氧氣流量10%的二氧化碳，此時的碳轉化率97%，有效氣80.2%。
實施例2
4噴嘴對置式氣化爐，爐高21.3m，直徑3400mm，日處理神府煤1500噸， 以水煤漿為原料，含固量62%，操作壓力4.0Mpa，操作溫度1300。C，以99.6% 氧氣為氣化劑，氧氣流量為38400m7h，碳轉化率98%，有效氣81. 5%。在氣化 爐頂部燒嘴通入氧氣量25%的二氧化碳，碳轉化率99%，有效氣81.0%。
實施例34噴嘴對置式氣化爐，爐高21. 3m，直徑3400mm,日處理神府煤1500噸，以 水煤漿為原料，含固量62%，操作壓力4.0Mpa，操作溫度133(TC，以99. 6%氧氣 為氣化劑，氧氣流量為38400m7h，碳轉化率98%，有效氣81. 5%。在氣化爐頂 部燒嘴通入3%焦爐氣，氧氣流量增加5%，碳轉化率98.5%，有效氣82.2%。
實施例4
4噴嘴對置式氣化爐，爐高21. 3m，直徑3400ram，日處理神府煤1500噸，以 水煤漿為原料，含固量62%，操作壓力4.0Mpa，操作溫度133(TC，以99. 6%氧氣 為氣化劑，氧氣流量為38400mVh，碳轉化率98%，有效氣81. 5%。在氣化爐對 置式燒嘴通入氧氣量20%的二氧化碳、10%的水蒸氣，轉化率98.6%，有效氣 81. 7%。
實施例5
4噴嘴對置式氣化爐，爐高21.3m,直徑3400mm，日處理神府煤1500噸，以 水煤漿為原料，含固量62%,操作壓力4. OMpa，操作溫度1350°C，以99. 6%氧氣 為氣化劑，氧氣流量為38400m7h，碳轉化率98%，有效氣81. 5%。在氣化爐頂 部燒嘴通入氧氣量20°/。的二氧化碳、5%的氮氣，碳轉化率98. 2%，有效氣80. 2%。
實施例6
4噴嘴對置式氣化爐，爐高21.3m,直徑3400mm，日處理神府煤1500噸，以 水煤漿為原料，含固量62%，操作壓力4.0Mpa，操作溫度1300'C，以99. 6%氧氣 為氣化劑，氧氣流量為38400m7h，碳轉化率98%，有效氣81. 5%。在氣化爐頂 部燒嘴通入氧氣量20%的二氧化碳、10%的水蒸氣、5%的氮氣，碳轉化率98.3%， 有效氣80. 4%。
實施例7
4噴嘴對置式氣化爐，爐高21. 3m，直徑3400mm，日處理神府煤1500噸，以水煤漿為原料，含固量62%,操作壓力4. 0Mpa，操作溫度1300°C ，以99. 6%氧氣 為氣化劑，氧氣流量為38400m7h，碳轉化率98%，有效氣81. 5%，在氣化爐頂 部燒嘴和對置式燒嘴中同時通入氧氣量10%的二氧化碳，碳轉化率98. 5%，有效 氣81. 3%。
權利要求
1.一種以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特徵在於通過氣化爐燒嘴的至少一個通道通入二氧化碳或含有二氧化碳的混合氣體或焦爐氣作為氣化劑。
2. 根據權利要求1所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特 徵在於所述的含有二氧化碳的混合氣體為二氧化碳與水蒸汽的混合氣體 或二氧化碳與氮氣的混合氣體或二氧化碳與水蒸汽、氮氣的混合氣體。
3. 根據權利要求1所述的以補充碳源作為水煤眾氣化爐氣化劑的方法，其特 徵在於所述的二氧化碳的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的0-80%。
4. 根據權利要求3所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特徵在於所述的二氧化碳的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的10-25%。
5. 根據權利要求2所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特 徵在於所述的二氧化碳與水蒸汽的混合氣體中，水蒸汽的用量為通入二 氧化碳之前的原始應加氧氣量的0-50%, 二氧化碳與水蒸汽的比例為 1:0.0005-10， 二氧化碳與氮氣的混合氣體中，氮氣的用量為通入二氧化碳 之前的原始應加氧氣量的0-30%, 二氧化碳與氮氣比例為1:0.0005-5， 二 氧化碳與水蒸汽、氮氣的混合氣體中三者的比例為1:0. 0005-10:0. 0005-5。
6. 根據權利要求2所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特 徵在於所述的水蒸汽的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的 10%，氮氣的加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的5%。
7. 根據權利要求1所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特 徵在於所述的焦爐氣加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的0-1亂
8. 根據權利要求7所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特 徵在於所述的焦爐氣加入量為通入二氧化碳之前的原始應加氧氣量的3%。
9. 根據權利要求1所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特徵在於該方法適用於單噴嘴水煤漿氣化爐、多噴嘴水煤漿氣化爐、多元料漿氣化爐。
10. 根據權利要求6所述的以補充碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法，其特徵在於對於多噴嘴氣化爐，由氣化爐頂部燒嘴或對置式燒嘴或頂部燒嘴 與對置式燒嘴同時通入二氧化碳或焦爐氣或含有二氧化碳的混合氣體作為 氣化劑。
全文摘要
本發明涉及水煤漿氣化爐氣化領域，尤其涉及一種以補充二氧化碳或焦爐氣等碳源作為水煤漿氣化爐氣化劑的方法。本發明的技術方案為，採用通過氣化爐燒嘴的至少一個通道通入二氧化碳或含有二氧化碳的混合氣體或焦爐氣作為氣化劑，該方法提高了煤炭利用率，提高了含炭資源的利用率，減少了溫室氣體二氧化碳的排放量，同時降低氧耗；對於焦爐氣，大大降低了淨化難度。
文檔編號C10J3/46GK101624539SQ20081013805
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月9日 優先權日2008年7月9日
發明者燁 何, 章 吳, 王明峰 申請人:兗礦集團有限公司