一种煤的气化方法和气化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤气化工业领域，具体提供一种煤的气化方法，该方法包括：将煤送入气化炉中进行气化，得到粗合成气和含固激冷水；将粗合成气进行洗涤，得到净合成气和洗涤水；将净合成气进行脱碳处理，得到合成气和二氧化碳气体；将含固激冷水和洗涤水进行闪蒸，得到水蒸汽和黑水；将黑水进行沉降，得到沉降的上层清液作为气化灰水；将气化灰水的pH值调节至8以上，并与二氧化碳气体进行接触以降低所述气化灰水的硬度，从而得到软水；将部分的软水循环使用。本发明专利技术还提供了一种煤的气化装置。本发明专利技术的方法，能够通过采用水煤浆气化过程中产生的二氧化碳来降低该过程中产生的气化灰水的硬度，并将降硬后的气化灰水进行循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种煤的气化方法和气化装置
本专利技术涉及煤气化工业领域，具体涉及一种煤的气化方法和气化装置。
技术介绍
煤气化是煤化工产业的“龙头”，在煤化工过程中占有重要地位，水煤浆气化工艺由于具有原料适应性强、生产能力大、碳转化率高等特点而得到广泛应用，是一种较为成熟的煤气化技术，在中国占有较大的市场份额。在水煤浆气化过程中水循环系统发挥着重要作用。所谓水循环系统，是指为了降低水耗，将从气化炉和洗涤塔排出的水，经多级闪蒸、沉降和脱氧处理后，大部分灰水经送入气化单元循环使用，10-20％的排放处理，且在水循环系统中，随着水不断的循环使用，灰水的硬度不断升高，最终会导致管线被堵塞，且闪蒸罐、灰水换热器等设备结垢严重，给装置稳定运行造成严重影响。现有除盐技术如离子交换、电吸附、电渗析，反渗透对水质要求较高，灰水由于固体悬浮物和COD均较高，需经过多级预处理才能用上述技术处理，处理成本较高。通过添加碳酸钠等化学试剂降低硬度非常有效，但化学品消耗量大，费用较高，急需开发高效低成本的灰水处理回用技术。另一方面，在水煤浆气化过程中，会产生大量的二氧化碳，为了提高合成气中氢气和一氧化碳有效组分的含量，会采用各种方法将二氧化碳脱除，这些方法主要分为两类，第一类为化学吸收法，如醇胺法和热钾碱法，第二类为物理吸收法，如采用聚乙二醇二甲醚溶液的NHD工艺和低温甲醇工艺，无论物理吸收还是化学吸收，都会产生大量的高纯度的二氧化碳。其中低温甲醇洗是一种由于其净化度高、选择性好等特点，在煤化工过程中得到广泛应用，该工艺会产生纯度在99％(mol)以上的二氧化碳。现在大部分高纯二氧化碳气体都通过排放处理，没有得到充分利用，造成极大的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种成本低的新型的水煤浆气化方法，该方法包括：1)将煤送入气化炉中进行气化，得到粗合成气和含固激冷水；2)将步骤1)所得的粗合成气送入洗涤塔中进行洗涤，得到净合成气和洗涤水；3)将步骤2)所得的净合成气送入脱碳单元进行脱碳处理，得到合成气和二氧化碳气体；4)将步骤1)所得的含固激冷水和步骤2)所得的洗涤水送入闪蒸塔中进行闪蒸，得到水蒸汽和黑水；将黑水送入到沉降槽中进行沉降，得到沉降的上层清液作为气化灰水；5)将步骤4)所得的气化灰水的pH值调节至8以上，并与步骤3)所得的二氧化碳气体进行接触以降低所述气化灰水的硬度，从而得到软水；6)将步骤5)所得的部分的软水送入洗涤塔中和/或气化炉中循环使用。本专利技术的煤的气化方法，能够通过采用煤气化过程中产生的CO2来降低该过程中产生的气化灰水的硬度，并将降硬后的部分气化灰水重新用于该方法中的洗涤塔和/或气化炉中，从而大大降低了煤气化方法的成本，也降低了煤气化过程中产生的灰水和二氧化碳气体对环境的危害。并且，由于本专利技术的方法能够将大部分的气化灰水进行循环使用，而仅由少部分需要进一步净化后排放，因而通过本专利技术的方法可以减少能耗，降低工艺复杂度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一种优选的实施方式的煤的气化装置。附图标记说明1——气化炉；2——脱碳单元；3——洗涤塔；4——闪蒸塔；5——沉降槽；6——除氧器；7——降硬反应器；8——脱盐单元具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术的提供一种水煤浆气化方法，该方法包括：1)将煤送入气化炉1中进行气化，得到粗合成气和含固激冷水；2)将步骤1)所得的粗合成气送入洗涤塔3中进行洗涤，得到净合成气和洗涤水；3)将步骤2)所得的净合成气送入脱碳单元2进行脱碳处理，得到合成气和二氧化碳气体；4)将步骤1)所得的含固激冷水和步骤2)所得的洗涤水送入闪蒸塔4中进行闪蒸，得到水蒸汽和黑水；将黑水送入到沉降槽5中进行沉降，得到沉降的上层清液作为气化灰水；5)将步骤4)所得的气化灰水的pH值调节至8以上，并与步骤3)所得的二氧化碳气体进行接触以降低所述气化灰水的硬度，从而得到软水；6)将步骤5)所得的部分的软水送入洗涤塔3中和/或气化炉1中循环使用。根据本专利技术，所述煤可以以水煤浆的形式送入至气化炉1中，所述水煤浆是含有大量的煤的煤和水的混合物，例如所述水煤浆中的煤含量为55-70重量％(优选为60-70重量％)。或者所述煤还可以以干煤粉的形式由载气(例如氮气)送入至气化炉1中，更优选所述煤以水煤浆的形式送入至气化炉1中。根据本专利技术，对步骤1)中的煤的气化条件并无特别的限定，可以采用本领域常规的煤的气化条件，优选地，步骤1)中，在气化炉1中的气化的条件包括：压力为2-9MPa，温度为1200-1400℃。更优选地，步骤1)中，在气化炉1中的气化的条件包括：压力为2.5-8MPa(表压)，温度为1200-1350℃。根据本专利技术，步骤1)的煤气化后将产生粗合成气和含固激冷水。其中，粗合成气是含有一定固体悬浮物和一定含量的二氧化碳的合成气(二氧化碳含量例如可以为10-20重量％)，而含固激冷水也含有一定的固含量(例如0.3-0.7重量％的固含量)。根据本专利技术，步骤2)将步骤1)所得的粗合成气送入洗涤塔3中进行洗涤，主要目的便是除去粗合成气中含有的固体悬浮物，这样所得的洗涤水中变含有了一定的固体悬浮物，其中，粗合成气和水的用量通常使得洗涤水中的固含量为1-3重量％。根据本专利技术，步骤3)将步骤2)所得的净合成气送入脱碳单元2进行脱碳处理，这样便可除去合成气中的二氧化碳，而该除去的二氧化碳也相对较纯，一般二氧化碳气体的CO2含量为95重量％以上，优选为99重量％以上。本专利技术对所述脱碳处理并无特别的限定，可以采用本领域常规的脱碳方式，例如低温甲醇洗脱、NHD工艺等。根据本发，步骤4)将步骤1)所得的含固激冷水和步骤2)所得的洗涤水送入闪蒸塔4进行闪蒸，得到蒸汽和黑水，将黑水送入到沉降槽5中进行沉降，得到沉降的上层清液作为气化灰水。对所述闪蒸并无特别的限定，可以采用本领域常规的闪蒸方法进行，例如采用三部闪蒸的方式，即依次进行高压闪蒸(压力可以为0.8-1.5MPa，表压，以下同)、低压闪蒸(压力可以为0.5-0.1MPa，表压，以下同)和真空闪蒸(压力可以为0.0.5MPa以下，表压，以下同)。经过闪蒸后，所得黑水的固含量例如为1-2.5重量％，为了能够有效地对气化灰水进行降硬处理，需要先将黑水进行沉降，例如将黑水送入到沉降槽5中，待其上层清液中固含量降低至较低水平(优选为100ppm以下)，将该上层清液作为气化灰水用于后续的降硬处理。一般地，所述气化灰水中Ca2+的浓度为400-700mg/L，Na+的浓度为400-600mg/L，Cl-的浓度为800-1300mg/L，HCO3-的浓度为400-600mg/L，CO32-的浓度为150-350mg/L，碱度为1000-1400mg/L，总硬度为1000-2000mg/L，总溶解固体为2000-4000mg/L。根据本专利技术，步骤5)将步骤4)所得的气化灰水的pH值调节至8以上，并与步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤的气化方法，其特征在于，该方法包括：1)将煤送入气化炉(1)中进行气化，得到粗合成气和含固激冷水；2)将步骤1)所得的粗合成气送入洗涤塔(3)中进行洗涤，得到净合成气和洗涤水；3)将步骤2)所得的净合成气送入脱碳单元(2)进行脱碳处理，得到合成气和二氧化碳气体；4)将步骤1)所得的含固激冷水和步骤2)所得的洗涤水送入闪蒸塔(4)中进行闪蒸，得到水蒸汽和黑水；将黑水送入到沉降槽(5)中进行沉降，得到沉降的上层清液作为气化灰水；5)将步骤4)所得的气化灰水的pH值调节至8以上，并与步骤3)所得的二氧化碳气体进行接触以降低所述气化灰水的硬度，从而得到软水；6)将步骤5)所得的部分的软水送入洗涤塔(3)中和/或气化炉(1)中循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种煤的气化方法，其特征在于，该方法包括：1)将煤送入气化炉(1)中进行气化，得到粗合成气和含固激冷水；2)将步骤1)所得的粗合成气送入洗涤塔(3)中进行洗涤，得到净合成气和洗涤水；3)将步骤2)所得的净合成气送入脱碳单元(2)进行脱碳处理，得到合成气和二氧化碳气体；4)将步骤1)所得的含固激冷水和步骤2)所得的洗涤水送入闪蒸塔(4)中进行闪蒸，得到水蒸汽和黑水；将黑水送入到沉降槽(5)中进行沉降，得到沉降的上层清液作为气化灰水；5)将步骤4)所得的气化灰水的pH值调节至8以上，并与步骤3)所得的二氧化碳气体进行接触以降低所述气化灰水的硬度，从而得到软水；6)将步骤5)所得的部分的软水送入洗涤塔(3)中和/或气化炉(1)中循环使用。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述气化灰水的pH值调节至8.5以上，优选为8.5-10。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述煤的气化方法为连续处理方法，其中，相对于1m3/h的所述气化灰水的加入流量，二氧化碳气体的体积流量为0.2-0.6Nm3/h。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述气化灰水的硬度为1000-2000mg/L；二氧化碳气体的CO2含量为95重量％以上。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述煤以水煤浆的形式送入至气化炉(1)中，所述水煤浆中煤含量为55-70重量％；或者所述煤以干煤粉的形式由载气送入至气化炉(1)中。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤1)中，在气化炉(1)中的气化条件包括：压力为2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓雷，陈权，霍卫东，仝胜录，张桐，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11