本发明专利技术涉及到一种同时气化粉煤和水煤浆的加压气化工艺，其特征在于使用特制的气化炉，该气化炉具有特制的粉煤烧嘴和开工烧嘴，可同时加工水煤浆和粉煤。气化步骤包括点火开工、点燃粉煤烧嘴、气化炉和碳洗塔升温升压、点燃水煤浆烧嘴，气化室内压力升高，控制在特定的反应条件，持续气化。本发明专利技术解决了现有水煤浆气化工艺合成气中有效组分不高、入炉煤质要求高、水煤浆烧嘴寿命短、单炉运行时间短、耐火砖寿命短、煤浆浓度低等问题，同时解决现有粉煤气化工艺投资大、设备复杂、综合能耗高等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到气流床及煤加压气化工艺，具体指一种同时气化粉煤和水煤浆的加压气化工艺。
技术介绍
煤化工的龙头是煤气化，煤气化工艺的选择直接决定了企业的效益。目前成熟的高压煤气化技术主要有粉煤气化工艺和水煤浆工艺。其中水煤浆气化工艺具有稳定性好、运行效率高、综合能耗中等、炉体结构简单、煤浆输送设备简单等优点，也具有合成气中有效组分不高、入炉煤质要求高、水煤浆烧嘴寿命短、单炉运行时间短、耐火砖寿命短、煤浆浓度低、单炉投煤量小、碳转化率低等缺点。2005年，我国华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司针对GE水煤浆气化工艺单炉投煤量小、碳转化率低的缺点开发成功“多喷嘴对置式水煤浆气化工艺”，单炉投煤量达到2000吨/d、碳转化率>98 %，成功解决GE水煤浆气化工艺单炉投煤量小、碳转化率低等问题，但GE水煤浆气化工艺的其他问题没有解决，同时带来了穹顶耐火砖寿命偏短冋题。粉煤气化工艺具有煤种适应能力强、合成气中有效组分高、产能大、环境友好、碳转化率高等优点，也具有投资大、设备复杂、综合能耗高等缺点。1979年，前德国燃料研宄所开发了 GSP干煤粉加压气化技术，解决了壳牌粉煤气化工艺流程长、设备复杂等问题。但GSP工艺也暴露出碳转化率低于设计值、粗煤气中含灰量大、新鲜水消耗严重超标等问题。1997年，西安热工研宄院有限公司针对壳牌粉煤气化工艺投资大、设备复杂等缺点开发了两段式干煤粉加压气化技术，但两段式干煤粉加压气化技术的缺点是碳转化率低、废热锅炉结垢严重。2007年，航天长征化学工程股份有限公司针对壳牌粉煤气化工艺投资大、设备复杂、综合能耗高等缺点开发了航天炉HT-L干煤粉加压气化技术，在减少投资、简化工艺流程方面具有优势，但航天炉的缺点是炉型小，单炉日投煤量最大为2000吨。水煤浆气化和粉煤气化工艺同属气流床煤加压气化工艺，是目前我国新型煤化工的主流气化工艺。这两种工艺各有突出优点，也有明显缺点，如何集中水煤浆气化和粉煤气化工艺的大多数优点、抛弃大部分缺点成为新型煤气化工艺研发的一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能同时气化水煤浆和粉煤的气流床加压气化工艺，以解决现有水煤浆气化工艺合成气中有效组分不高、入炉煤质要求高、水煤浆烧嘴寿命短、单炉运行时间短、耐火砖寿命短、煤浆浓度低等问题，同时解决现有粉煤气化工艺投资大、设备复杂、综合能耗高等问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:该同时气化粉煤和水煤浆的加压气化工艺，其特征在于:所使用的气化炉包括由压力壳体构成的炉体，所述炉体内上部设有水冷壁，水冷壁围护形成气化室；气化室下方设有激冷室，激冷室和气化室之间通过上部下降管相连通；其特征在于所述炉体的顶部设有水煤浆烧嘴，水煤浆烧嘴的出口连通所述气化室;所述气化炉炉体侧壁上部设有至少三个粉煤烧嘴，各所述粉煤烧嘴沿炉体同一水平圆周上均布；所述水冷壁上设有对应于各所述粉煤烧嘴的多个安装孔，各所述粉煤烧嘴的头部穿过炉体侧壁与水冷壁相连接；对应于各粉煤烧嘴，在所述炉体上设有第一法兰座，并且第一法兰座沿所在炉体位置的法线方向设置；所述第一法兰座内设有第二法兰座；第二法兰座的轴线与对应第一法兰座的轴线之间的夹角为0.5?5。;所述粉煤烧嘴同轴设置在各自对应的第二法兰座内；所述炉体侧壁上还对称设有两套开工烧嘴，所述开工烧嘴位于所述粉煤烧嘴的上方；每套开工烧嘴分别包括:设置在所述炉体侧壁上的接管，接管的第一端穿过炉体侧壁位于炉体侧壁和水冷壁之间的间隙中；接管的第一端通过膨胀节连接冷却水夹套，所述冷却水夹套穿设在所述水冷壁上；所述接管的第二端通过开工烧嘴法兰座依次连接第二切断球阀、密封函和第一切断球阀，所述第一切断球阀通过密封函连接开工烧嘴座；所述炉体侧壁上还设有悬挂梁底座，悬挂梁设置在悬挂梁底座上，轨道梁连接在所述悬挂梁上，开工烧嘴通过环形卡套连接在能沿轨道梁移动的驱动装置上；所述开工烧嘴、接管和冷却水夹套同轴设置，所述开工烧嘴座和所述接管的内径大于所述开工烧嘴的外径；所述开工烧嘴的轴线与所述粉煤烧嘴中心线所在平面成13?18°夹角；所述炉体的底部设有出渣口，所述出渣口下部设有破渣机；水煤浆和粉煤同时加压气化的步骤如下:I)点火开工一体化开工烧嘴处于停车位置；启动一体化开工烧嘴的点火程序，打开一体化开工烧嘴的第一切断球阀和第二切断球阀，驱动装置工作将开工烧嘴推入开工烧嘴通道内的冷却水夹套内；随后顺序控制程序打开高压氮气阀门吹扫一体化开工烧嘴的燃料通道和氧气通道；吹扫完毕后将流量为0.40?0.60kg/s、温度为常温、压力为4.5?4.8MPaG的燃料和流量为1.30?1.40kg/s、温度为50?100°C、压力为4.4?4.8MPaG的氧气分别引入一体化开工烧嘴的对应通道内；控制氧气和燃料的流量比为2.0?3.5 ;在氧气和燃料建立背压从头部喷出的同时，一体化开工烧嘴的高压点火器工作，通过高压电缆将高压电流送入高压电子点火杆，高压电子点火杆头部气体电离形成高温气流和脉冲火花，火焰检测器检测到脉冲火花，点燃开工烧嘴头部喷出的氧气和燃料混合物；高压电子点火杆的电子点火时间控制在7?25S之间，当电子打火脉冲火花消失时，立刻打开点火杆保护氮气入口管道阀门吹扫一体化开工烧嘴的点火通道，吹扫氮气流量控制在30?70Nm3/h，吹扫氮气压力为5.2MPaG ；随后，气化炉和碳洗塔开始升温升压；当气化炉升压到0.7?1.0MPaG时，逐步点燃粉煤烧嘴；水煤浆烧嘴的氧气/水煤浆通道处于氮气吹扫状态；当至少有个粉煤烧嘴处于稳定燃烧状态时，一体化开工烧嘴的燃料通道和氧气通道关闭，同时对燃料通道和氧气通道进行氮气吹扫；吹扫完毕后，驱动机构将一体化开工烧嘴从点火位置退回停车位置；关闭一体化开工烧嘴的第一切断球阀和第二切断球阀，调节循环冷却水流量为0.3kg/so当全部粉煤烧嘴正常工作且粉煤烧嘴负荷达到90?100%后，点燃顶部水煤浆烧嘴，并调节有效气负荷到80?100%，气化室内压力升高到1.0?8.5MPaG。控制粉煤烧嘴中氧气通道中的氧气背压高于气化室压力0.08?0.15MPaG，粉煤烧嘴中粉煤的粉煤悬浮物背压要求高于气化炉压力0.08?0.15MPaG，粉煤烧嘴中的氧气和干煤粉的重量比为0.70?1:1 ;水煤浆烧嘴的氧气背压要求高于气化炉压力0.60?1.40MPaG，水煤浆烧嘴的水煤浆背压要求高于气化炉压力0.40?1.20MPaG，水煤浆烧嘴中的氧气和水煤浆的流量比为450?510NM3/h:lM3/h ；受粉煤烧嘴所送出的高速旋流粗煤气产生的离心力作用，粗煤气中微小熔渣颗粒被甩到水冷壁的内表面，形成熔融态灰渣；高温粗煤气和熔融态灰渣共同向下流动通过渣口和上部下降管，经过均布激冷水的激冷环，沿下部下降管进入激冷室的水浴中；大部分熔渣冷却固化后，落入激冷室底部，经破渣机破碎后排出；高温粗煤气沿下部下降管和上升管的环隙上升，并经激冷室上部挡板折流后，经粗煤气出口管线进入文丘里洗涤器，洗涤增湿后进入碳洗塔；碳洗塔顶部排出的激冷气进入变换工序或火炬系统，碳洗塔底部排出的灰水经灰水处理系统后循环使用；激冷水泵从碳洗塔底部抽取黑水，其中第一股黑水经过激冷水冷却器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同时气化粉煤和水煤浆的加压气化工艺，其特征在于：所使用的气化炉包括由压力壳体构成的炉体(20)，所述炉体(20)内上部设有水冷壁(28)，水冷壁(28)围护形成气化室(29)，水冷壁(28)与炉体(20)之间的间隙构成环形空间(18)；气化室(29)下方设有激冷室(30)，激冷室(30)和气化室(29)之间通过上部下降管(26)相连通；其特征在于所述炉体的顶部设有水煤浆烧嘴(8)，水煤浆烧嘴(8)的出口连通所述气化室(29)；所述气化炉炉体(20)侧壁上部设有至少三个粉煤烧嘴(6)，各所述粉煤烧嘴(6)沿炉体同一水平圆周上均布；所述水冷壁(28)上设有对应于各所述粉煤烧嘴(6)的多个安装孔，各所述粉煤烧嘴(6)的头部穿过炉体(20)侧壁与水冷壁(28)相连接；对应于各粉煤烧嘴(6)，在所述炉体上设有第一法兰座(52)，并且第一法兰座(52)沿所在炉体位置的法线方向设置；所述第一法兰座(52)内设有第二法兰座(51)；第二法兰座(51)的轴线与对应第一法兰座(52)的轴线之间的夹角为0.5～5°；所述粉煤烧嘴(6)同轴设置在各自对应的第二法兰座(51)内；所述炉体侧壁上还对称设有两套开工烧嘴(17)，所述开工烧嘴(17)位于所述粉煤烧嘴的上方；每套开工烧嘴(17)分别包括：设置在所述炉体侧壁上的接管(94)，接管(94)的第一端穿过炉体(20)侧壁位于炉体侧壁和水冷壁(28)之间的间隙中；接管的第一端通过膨胀节(95)连接冷却水夹套(96)，所述冷却水夹套(96)穿设在所述水冷壁(28)上；所述接管(94)的第二端通过开工烧嘴法兰座(93)依次连接第二切断球阀(92)、密封函(91)和第一切断球阀(90)，所述第一切断球阀通过密封函连接开工烧嘴座(88)；所述炉体侧壁上还设有悬挂梁底座(85)，悬挂梁(84)设置在悬挂梁底座(85)上，轨道梁(86)连接在所述悬挂梁(85)上，开工烧嘴(17)通过环形卡套连接在能沿轨道梁(85)移动的驱动装置(89)上；所述开工烧嘴(17)、接管(94)和冷却水夹套(96)同轴设置，所述开工烧嘴座(88)和所述接管(94)的内径大于所述开工烧嘴(17)的外径；所述开工烧嘴(17)的轴线与所述粉煤烧嘴中心线所在平面成13～18°夹角；所述炉体的底部设有出渣口，所述出渣口上设有破渣机(22)；水煤浆和粉煤同时加压气化的步骤如下：1)点火开工一体化开工烧嘴(17)处于停车位置；启动一体化开工烧嘴(17)的点火程序，打开一体化开工烧嘴(17)的第一切断球阀(90)和第二切断球阀(92)，驱动装置(89)工作将开工烧嘴(17)推入开工烧嘴通道内的冷却水夹套(96)内；随后顺序控制程序打开高压氮气阀门吹扫一体化开工烧嘴(17)的燃料通道(75)和氧气通道(77)；吹扫完毕后将流量为0.40～0.60kg/s、温度为常温、压力为4.5～4.8MPaG的燃料和流量为1.30～1.40kg/s、温度为50～100℃、压力为4.4～4.8MPaG的氧气分别引入一体化开工烧嘴(17)的对应通道内；控制氧气和燃料的流量比为2.0～3.5；在氧气和燃料建立背压从头部喷出的同时，一体化开工烧嘴(17)的高压点火包(72)工作，通过高压电缆(73)将高压电流送入高压电子点火杆(70)，高压电子点火杆(70)头部气体电离形成高温气流和脉冲火花，火焰检测器(83)检测到脉冲火花，点燃开工烧嘴(17)头部喷出的氧气和燃料混合物；高压电子点火杆(70)的电子点火时间控制在7～25S之间，当电子打火脉冲火花消失时，立刻打开点火杆保护氮气(71)入口管道阀门吹扫一体化开工烧嘴(17)的点火通道(74)，吹扫氮气流量控制在30～70Nm3/h，吹扫氮气压力为5.2MPaG；随后，气化炉(7)和碳洗塔(10)开始升温升压；当气化炉(7)升压到0.7～1.0MPaG时，逐步点燃粉煤烧嘴(6)；水煤浆烧嘴(8)的氧气/水煤浆通道处于氮气吹扫状态；当至少有2个粉煤烧嘴(6)处于稳定燃烧状态时，一体化开工烧嘴(17)的燃料通道(75)和氧气通道(77)关闭，同时对燃料通道(75)和氧气通道(77)进行氮气吹扫；吹扫完毕后，驱动机构将一体化开工烧嘴(17)从点火位置退回停车位置；关闭一体化开工烧嘴(17)的第一切断球阀(90)和第二切断球阀(92)，调节循环冷却水流量为0.3kg/s。当全部粉煤烧嘴(6)正常工作且粉煤烧嘴(6)负荷达到90～100％后，点燃顶部水煤浆烧嘴(8)，并调节有效气负荷到80～100％，气化室(7)内压力升高到1.0～8.5MPaG。控制粉煤烧嘴(6)中氧气通道中的氧气背压高于气化室压力0.08～0.15MPaG，粉煤烧嘴(6)中粉煤的粉煤悬浮物背压要求高于气化炉压力0.08～0.15MPaG，粉煤烧嘴(6)中的氧气和干...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：亢万忠，李晓黎，郭文元，孙宝慈，张炜，宋星星，周忠立，陈飞鹏，高亮波，齐胜远，吴昌保，
申请(专利权)人：中石化宁波工程有限公司，中石化宁波技术研究院有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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