水煤浆气化系统及其工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种水煤浆气化系统及其工艺，涉及煤气化技术领域。该系统包括气化单元，包括气化炉和灰渣锁斗；气化炉包括连通的下部一段主反应区、上部二段辅助反应区和灰渣激冷室，灰渣激冷室与灰渣锁斗连接；分离单元，包括旋风分离器和第一集灰罐；热量回收单元，包括煤气废锅、汽包和第二集灰罐；汽包与煤气废锅中的列管连通；旋风分离器的出气口与煤气废锅的进气口连通；煤气废锅设有排气口；煤气废锅产生的过热蒸汽一部分通入上部二段辅助反应区的进入口，一部分与外界相通。本发明专利技术缓解传统的煤浆气化系统热利用效率不高且产生的煤气热值较低的问题，通过本发明专利技术系统各单元设置整个系统流程热利用效率高且能实现对产生的煤气热值的可控调节。

Coal water slurry gasification system and process thereof

The invention provides a coal water slurry gasification system and a process thereof, relating to the technical field of coal gasification. The system includes a gasification unit, including gasification furnace and gasification furnace ash lock hopper; connecting one section at the lower part of the main reaction zone, the upper two auxiliary reaction zone and ash cooling chamber, slag cooling chamber and ash lock connection; separation unit, including a cyclone separator and a first dust collecting tank; heat recovery unit including gas waste heat boiler, drum and second drum ash collecting tank; and gas waste heat boiler column in the pipe; the cyclone separator and the air outlet of the gas inlet communicated with the waste heat boiler; waste gas cooker is provided with an air outlet; a part of the waste heat boiler superheated steam gas into the two upper auxiliary reaction zone into the mouth. A part is communicated with the outside. The present invention alleviate the calorific value of gas is not high efficiency and low heat coal slurry gasification system by using the traditional system of the invention, each unit set the flow of the whole system has higher thermal efficiency and can realize the controllability of the calorific value of gas produced by the regulation.

【技术实现步骤摘要】
水煤浆气化系统及其工艺
本专利技术涉及煤气化
，具体而言，涉及一种水煤浆气化系统及其工艺。
技术介绍
煤炭气化是指用煤炭作原料，来生产工业燃料气，它是洁净、高效利用煤炭的最主要途径之一，如燃料电池、煤气联合循环发电技术等。煤制气应用领域非常广泛，可用来做燃料气(工业燃气和民用燃气)、化工原料气、煤气联合循环发电、燃料电池和液体燃料等。现有的水煤浆气化工艺系统流程主要为：水煤浆与氧气一同进入喷嘴，利用喷嘴一起进入气化炉燃烧室，在燃烧室内1200～1300℃条件下进行气化反应，反应后的煤气进入气化炉激冷室，在激冷室内利用水进行激冷，将煤气温度冷却到260℃左右送出，送出的煤气进入洗涤塔下部，在洗涤塔内，煤气与从洗涤塔顶部进入的洗涤水进行煤气洗涤，将煤气温度下降到190～230℃输送给用户。现有的水煤浆气化工艺系统仍存有以下问题：1、燃烧室内产生1300℃左右的高温煤气直接用水激冷来冷却到260℃，使得大量的气体显热和蒸汽潜热浪费，气化炉送出的煤气直接进入洗涤塔，再次用水进行洗涤冷却，整个流程都没有对大量的气体显热和蒸汽潜热进行有效的回收利用，热利用效率不高；2、现有的水煤浆气化反应温度较高，达到1200～1350℃，在此条件下产生的煤气中甲烷含量非常低，只有ppm级别，使得现有的水煤浆气化技术生产的煤气热值较低，不能用作燃料气使用；3、物料水煤浆与气化剂氧气从顶部单喷嘴进入气化炉，使得煤浆雾化效果不佳，原料煤还没有来得及反应就出了燃烧室反应区，使得灰渣中的残碳含量较高。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种水煤浆气化系统，该系统具有热量回收单元，从气化炉出来的高温气体，通过干法气固分离后，利用废锅回收高温气体的大量显热，能够得到过热蒸汽，部分供气化炉反应自用，部分外送，整个流程热利用效率高，此外，该系统中的气化炉为二段气化炉，下部反应区反应后产生的高温气体显热作为热源，在上部反应区加入原料进行二次反应，使得气体中有效气体成分提高，同时通过调整上部反应区原料的加入量能够实现对二次反应产生甲烷气体含量的调节，从而实现对产生的煤气热值的可控调节。本专利技术的目的之二在于提供一种与该水煤浆气化系统配套的水煤浆气化工艺，该工艺具有与上述水煤浆气化系统相同的优势。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种水煤浆气化系统，包括：气化单元，包括气化炉和灰渣锁斗；所述气化炉包括连通的下部一段主反应区和上部二段辅助反应区，所述下部一段主反应区侧面设置有喷嘴，所述上部二段辅助反应区下部侧面设置有进入口，所述下部一段主反应区下部设置有灰渣激冷室，所述灰渣激冷室的灰渣输出端与所述灰渣锁斗的输入端连接；分离单元，包括旋风分离器和第一集灰罐；所述旋风分离器的输出端与所述第一集灰罐的输入端连接；所述上部二段辅助反应区上方出气口与所述旋风分离器的进口连通；热量回收单元，包括煤气废锅、汽包和第二集灰罐；所述煤气废锅的输出端与所述第二集灰罐的输入端连接，所述汽包与所述煤气废锅中的列管连通；所述旋风分离器的出气口与所述煤气废锅的进气口连通；所述煤气废锅设有排气口；所述煤气废锅产生的过热蒸汽一部分通入所述上部二段辅助反应区的进入口，一部分与外界相通。进一步，在本专利技术技术方案的基础上，煤气废锅包括壳体、余热换热列管和蒸汽过热列管；所述余热换热列管设置在壳体内，所述余热换热列管设置有进液管和出液管，所述进液管与所述汽包底部连通，所述出液管与所述汽包中部连通；所述蒸汽过热列管设置在壳体内且位于所述余热换热列管上方，所述蒸汽过热列管设置有进气管和出气管，所述进气管与所述汽包连通，所述出气管一部分与所述上部二段辅助反应区的进入口连通，一部分与外界相通；所述壳体下部设置有分离空间，用于气灰分离。优选地，在本专利技术技术方案的基础上，所述下部一段主反应区侧面至少相对设置一对喷嘴。进一步，在本专利技术技术方案的基础上，所述水煤浆气化系统还包括：洗涤单元，所述洗涤单元包括洗涤塔，所述煤气废锅的排气口与所述洗涤塔的进气口连通。进一步，在本专利技术技术方案的基础上，所述水煤浆气化系统还包括：灰水处理单元，所述灰水处理单元包括闪蒸罐、沉降槽、灰水槽和灰浆槽；所述闪蒸罐分别与所述洗涤塔的排水口和所述灰渣激冷室的排水口连通；所述沉降槽与所述闪蒸罐连通，所述沉降槽的上部出口与所述灰水槽连通，所述沉降槽的下部出口与所述灰浆槽连通；所述第一集灰罐和所述第二集灰罐均与所述沉降槽连通。进一步，在本专利技术技术方案的基础上，所述灰水处理单元还包括除氧水槽、分离罐和换热器；所述除氧水槽通过灰水泵与所述灰水槽连通，所述除氧水槽通过除氧水泵与所述换热器连通；所述换热器分别与所述洗涤塔和所述分离罐连通；所述闪蒸罐依次通过所述换热器和所述分离罐后与所述沉降槽连通。优选地，在本专利技术技术方案的基础上，所述水煤浆气化系统还包括：干法除尘装置；所述煤气废锅的排气口与所述干法除尘装置的进气口连通。进一步，在本专利技术技术方案的基础上，所述水煤浆气化系统还包括：沉降槽、灰水槽和灰浆槽；所述干法除尘装置与所述沉降槽连通；所述第一集灰罐和所述第二集灰罐均与所述沉降槽连通；所述沉降槽的上部出口与所述灰水槽连通，所述沉降槽的下部出口与所述灰浆槽连通。一种水煤浆气化工艺，包括以下步骤：原料料浆与气化剂通过喷嘴进入气化炉的下部一段主反应区中反应，反应后的气体进入气化炉的上部二段辅助反应区中，与上部二段辅助反应区进入口的原料料浆二次反应；经气化炉反应后气体进入旋风分离器，经气化炉灰渣激冷室冷却后的灰渣进入灰渣锁斗后排出；经旋风分离器分离后的气体进入煤气废锅，经旋风分离器分离后的固体进入第一集灰罐；煤气废锅中的高温气体将汽包来的饱和蒸汽过热成过热蒸汽，过热蒸汽一部分进入气化炉的上部二段辅助反应区中，一部分外送。进一步，在本专利技术技术方案的基础上，进入上部二段辅助反应区的原料料浆占进入气化炉原料料浆总量的15～30％。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的水煤浆气化系统包括气化单元、分离单元和热量回收单元，气化单元的气化炉为两段气化炉，下部反应区反应后产生的高温气体显热作为热源，在上部反应区加入料浆进行二次反应，使得气体中有效气体成分提高，同时通过调整上部反应区原料的加入量能够实现对二次反应产生甲烷气体含量的调节，从而实现对产生的煤气热值的可控调节。通过热量回收单元对气化炉的高温煤气进行回收利用，干法气固分离后，利用废锅回收高温气体的大量显热，并副产得到过热蒸汽，部分重新进入气化炉促进二次反应，部分外送，整个流程热利用效率高。(2)本专利技术利用二段式气化炉，第一段产生的高温煤气显热可以作为第二段二次反应的热源，第二段再次加入料浆进行二次反应后产生氢气和甲烷气体，使得煤气中有效气体成分和热值明显提高。(3)本专利技术通过调整气化炉第二段再次加入料浆的加入量，能够实现对产生煤气中甲烷气体含量的调节，从而实现对产生煤气热值的可控调节，使得产生的煤气能够被用作不同的用途，使用在不同的行业中，煤气适用范围广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水煤浆气化系统，其特征在于，包括：气化单元(10)，包括气化炉(11)和灰渣锁斗(12)；所述气化炉(11)包括连通的下部一段主反应区(111)和上部二段辅助反应区(112)，所述下部一段主反应区(111)侧面设置有喷嘴，所述上部二段辅助反应区(112)下部侧面设置有进入口，所述下部一段主反应区(111)下部设置有灰渣激冷室(113)，所述灰渣激冷室(113)的灰渣输出端与所述灰渣锁斗(12)的输入端连接；分离单元(20)，包括旋风分离器(21)和第一集灰罐(22)；所述旋风分离器(21)的输出端与所述第一集灰罐(22)的输入端连接；所述上部二段辅助反应区(112)上方出气口与所述旋风分离器(21)的进口连通；热量回收单元(30)，包括煤气废锅(31)、汽包(32)和第二集灰罐(33)；所述煤气废锅(31)的输出端与所述第二集灰罐(33)的输入端连接，所述汽包(32)与所述煤气废锅(31)中的列管连通；所述旋风分离器(21)的出气口与所述煤气废锅(31)的进气口连通；所述煤气废锅(31)设有排气口；所述煤气废锅(31)产生的过热蒸汽一部分通入所述上部二段辅助反应区(112)的进入口，一部分与外界相通。...

【技术特征摘要】
1.一种水煤浆气化系统，其特征在于，包括：气化单元(10)，包括气化炉(11)和灰渣锁斗(12)；所述气化炉(11)包括连通的下部一段主反应区(111)和上部二段辅助反应区(112)，所述下部一段主反应区(111)侧面设置有喷嘴，所述上部二段辅助反应区(112)下部侧面设置有进入口，所述下部一段主反应区(111)下部设置有灰渣激冷室(113)，所述灰渣激冷室(113)的灰渣输出端与所述灰渣锁斗(12)的输入端连接；分离单元(20)，包括旋风分离器(21)和第一集灰罐(22)；所述旋风分离器(21)的输出端与所述第一集灰罐(22)的输入端连接；所述上部二段辅助反应区(112)上方出气口与所述旋风分离器(21)的进口连通；热量回收单元(30)，包括煤气废锅(31)、汽包(32)和第二集灰罐(33)；所述煤气废锅(31)的输出端与所述第二集灰罐(33)的输入端连接，所述汽包(32)与所述煤气废锅(31)中的列管连通；所述旋风分离器(21)的出气口与所述煤气废锅(31)的进气口连通；所述煤气废锅(31)设有排气口；所述煤气废锅(31)产生的过热蒸汽一部分通入所述上部二段辅助反应区(112)的进入口，一部分与外界相通。2.按照权利要求1所述的水煤浆气化系统，其特征在于，所述煤气废锅(31)包括壳体(311)、余热换热列管(312)和蒸汽过热列管(313)；所述余热换热列管(312)设置在壳体(311)内，所述余热换热列管(312)设置有进液管和出液管，所述进液管与所述汽包(32)底部连通，所述出液管与所述汽包(32)中部连通；所述蒸汽过热列管(313)设置在壳体内且位于所述余热换热列管(312)上方，所述蒸汽过热列管(313)设置有进气管和出气管，所述进气管与所述汽包(32)连通，所述出气管一部分与所述上部二段辅助反应区(112)的进入口连通，一部分与外界相通；所述壳体(311)下部设置有分离空间，用于气灰分离。3.按照权利要求1或2所述的水煤浆气化系统，其特征在于，所述下部一段主反应区(111)侧面至少相对设置一对喷嘴。4.按照权利要求1或2所述的水煤浆气化系统，其特征在于，所述水煤浆气化系统还包括：洗涤单元(40)，所述洗涤单元(40)包括洗涤塔(41)，所述煤气废锅(31)的排气口与所述洗涤塔(41)的进气口连通。5.按照权利要求4所述的水煤浆气化系统，其特征在于，所述水煤浆气化系统还包括：灰水处理单元(50)，所述灰水处理单元(50)包括闪蒸罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭忆平，薛磊，李长安，
申请(专利权)人：北京金泰瑞和工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11