一种水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法及系统，所述系统包括用于对原煤浆和碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离得到精煤浆的分离装置，以及用于对所述精煤浆进行气化处理生成合成气和碳黑浆的气化装置，所述分离装置与所述气化装置通过管道连通。本发明专利技术使得所有具有热值的固态化石能源可用于类似于水煤浆的湿法进料气化，拓展了用于水煤浆气流床煤气化技术的原料源，使气化技术生产合成气成本更具有竞争力，同时本发明专利技术还可将碳黑浆中的可燃物颗粒进行有效分离并返回到所述气化装置中继续进行气化处理，从而提升水煤浆的气化效率，所述非可燃物颗粒回收后还可作为一种宝贵的工程原料用于建材、路桥、回填等领域。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法及系统
本专利技术涉及水煤浆气化领域，尤其涉及一种水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法及系统。
技术介绍
煤炭在未来相当长一段时期内仍将是我国的主要基础能源，煤炭的利用相比天然气和石油而言更加困难，污染也更大。实际上，目前我国的煤炭资源不仅利用率低，且开采和利用过程中，对环境产生了难以忽视的污染。为了维护国家能源安全和应对环境保护，节能减排、清洁高效是对煤炭资源利用的必然要求。为实现煤炭工业可持续发展，作为煤炭清洁利用的重要手段，煤气化技术得到了极大的重视和发展。传统的煤气化工艺中，根据气化炉所使用的原料的不同，分为干法煤气化工艺和水煤浆煤气化工艺，前者直接以压缩气体携带干燥煤粉进入气化炉中进行气化，后者则通常将煤粉与水混合成水煤浆后进入气化炉进行气化。由于湿法煤气化工艺在供料连续性、稳定性、成本方面优于干法煤气化工艺，因此湿法煤气化工艺在工业上更具有应用前景，实际上水煤浆气化已得到比较广泛的应用。当前的商业湿法煤气化炉对原料水煤浆具有严格的要求，例如要求在确保水煤浆流动稳定性的情况下其固体含量尽可能高以便确保高热值和高气化效率；同时还要求水煤浆中的灰分尽可能低，以便降低气化炉内高温气流夹带的灰渣对构成气化炉炉壁的耐火砖的冲刷侵蚀，因为灰分中的铁、钙、镁等金属的氧化物会渗入耐火砖内部并发生化学反应，导致耐火砖内部疏松，强度下降，造成耐火砖蚀损。对水煤浆的上述严格要求导致目前煤气化工业上只能用优质煤作为制备水煤浆的原料，其中所述优质煤的指标如下：热值高于4500千卡/千克，灰分含量低于20wt%。现有水煤浆气化炉无法加工处理劣质煤，很大程度上限制了水煤浆气化工艺的应用范围。同时，优质煤的开采量日趋减少且成本较高，而煤矿中却有大量的劣质煤无法得到除了用作家庭燃料之外的有效的利用。劣质煤一般至少具有以下特征之一：灰分含量高、固定碳含量低、无灰干燥基挥发分含量高、灰软化温度偏低，燃烧时产生烟尘较大、易结焦、煤矸石含量高，发热量低（发热量通常低于4500千卡/千克），等等。为统一起见，本专利技术中将劣质煤定义为包含含碳-氢的可燃物和至少20wt%的矿物质杂质的煤。例如，劣质煤可以为洗选中煤、煤泥或煤矸石。因此，本领域迫切需要一种能够以劣质煤作为原料来制备合格的水煤浆的技术，但劣质煤的特点是矿物质杂质含量高（一般高于20wt%，例如25-45wt%），热值低，其直接粉碎后无法用于配制合格的水煤浆来供应现有的气化炉。必须对劣质煤进行必要的提纯处理以将其中的含碳-氢的可燃物与矿物质充分分离，才有可能以劣质煤为原料制备优质水煤浆。另外，碳黑（细渣）滤饼是煤气化的副产物，主要组分为二氧化硅和氧化铝等矿物质（非可燃物）、少许残余碳（可燃物），由煤气化装置碳黑水经沉降-压滤等工艺过程获得。碳黑滤饼的残余可燃物含量随气化炉类型、气化工艺、气化原料操作条件等的变化波动很大，其可燃物含量一般在10-30wt.%，在气化条件恶劣时，其可燃物含量可达60wt.%。目前该部分碳黑滤饼的处理方式主要有用于建筑制品，烧砖，作为锅炉燃料和填埋四种，但这四种处理方式都存在很大的弊端。若将其直接用于建材、建工、道路及回填工程，主要限制因素为固体可燃物量，由于气化装置系统的特殊工艺操作特性，所副产碳黑滤饼的残炭值远超过国家标准和相关行业标准限值，即使作为锅炉燃料也降低了煤炭的利用价值，同时需要增加锅炉烟气处理的配套环保投入。随着国家新环保法的提出与实施，各地方对污染企业的查处力度不断加强，不符合环保要求的砖厂逐渐关闭，造成碳黑滤饼无处销售，而用作填埋场材料，并使用汽车运输至厂外，会造成二次污染，同时填埋的处理手段使碳黑中可燃物被废弃，热能无法释放，造成资源不能有效利用。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法及系统，旨在解决现有水煤浆气化工艺无法加工处理劣质煤，限制了水煤浆气化工艺的应用范围，以及现有技术无法对碳黑水中的可燃物和非可燃物进行有效分离，导致碳黑资源浪费以及水煤浆气化效率较低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其中，包括用于对原煤浆和碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离得到精煤浆的分离装置，以及用于对所述精煤浆进行气化处理生成合成气和碳黑浆的气化装置；所述分离装置与所述气化装置通过管道连通，所述分离装置中生成的精煤浆通过管道输送到所述气化装置中进行气化处理，所述气化装置中生成的碳黑浆则通过管道输送到所述分离装置中与原煤浆共同进行分离处理。所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其中，所述分离装置包括用于对原煤浆和碳黑浆进行研磨得到混合煤浆的第一湿磨机、与所述第一湿磨机连通并用于对所述混合煤浆进行搅拌混合的第一搅拌罐，以及用于对所述混合煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离处理的分离塔，所述分离塔内部从下至上依次设置有与外界空气连通并生成微气泡的第一分布器、与所述第一搅拌罐连通并用于通入混合煤浆的第二分布器以及用于喷水的第三分布器。所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其中，所述分离塔顶端和底部分别设置有可燃物浆液出口和非可燃物浆液出口，所述可燃物浆液出口通过管道连通有第一压滤机，所述非可燃物浆液出口通过管道连通有第二压滤机；所述第一压滤机通过管道与一第二搅拌罐连通，所述第二搅拌罐通过管道与一精煤浆储存槽连通，所述精煤浆储存槽通过管道与所述气化装置连通。所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其中，所述分离装置还包括用于对原煤进行破碎生成煤粉的第一破碎机、用于对助熔剂进行破碎生成助熔剂粉末的的第二破碎机、用于对所述助熔剂粉末和磨浆水进行研磨生成助熔剂浆的第二湿磨机；所述第一破碎机通过管道与所述第一湿磨机连通，所述第二破碎机通过管道与所述第二湿磨机连通，所述第二湿磨机通过管道与所述第二搅拌罐连通。所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其中，所述气化装置包括用于对所述精煤浆进行气化处理生成粗合成气以及碳黑水的气化炉，用于对所述粗合成气进行洗涤生成合成气的洗涤塔，用于对所述碳黑水进行闪蒸处理的真空闪蒸罐，用于对所述碳黑水进行固液分离处理得到碳黑浆和灰水的沉降槽，所述沉降槽底部通过管道与所述第一湿磨机连通，所述气化炉、洗涤塔、真空闪蒸罐以及沉降槽通过管道依次连通。所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其中，所述气化装置还包括设置在所述气化炉与洗涤塔之间的激冷水泵，所述沉降槽通过管道与一用于储存灰水的灰水箱连通，所述灰水箱通过管道与一灰水加热器连通，所述灰水加热器通过管道分别与所述真空闪蒸罐和洗涤塔连通。一种水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法，其中，包括步骤：将原煤浆通入分离装置并对所述原煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离得到精煤浆；通过管道将所述精煤浆通入气化装置中进行气化处理生成合成气和碳黑浆；将所述碳黑浆通入到所述分离装置中并与所述原煤浆混合生成混合煤浆，所述混合煤浆经过分离处理得到精煤浆，所述精煤浆通过管道循环进入到所述气化装置中进行气化处理生成合成气。所述的水煤浆或碳氢化合物料浆的湿法气化方法，其中，所述将所述碳黑浆通入到所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其特征在于，包括用于对原煤浆和碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离得到精煤浆的分离装置，以及用于对所述精煤浆进行气化处理生成合成气和碳黑浆的气化装置；所述分离装置与所述气化装置通过管道连通，所述分离装置中生成的精煤浆通过管道输送到所述气化装置中进行气化处理，所述气化装置中生成的碳黑浆则通过管道输送到所述分离装置中与原煤浆共同进行分离处理。

【技术特征摘要】
1.一种水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其特征在于，包括用于对原煤浆和碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离得到精煤浆的分离装置，以及用于对所述精煤浆进行气化处理生成合成气和碳黑浆的气化装置；所述分离装置与所述气化装置通过管道连通，所述分离装置中生成的精煤浆通过管道输送到所述气化装置中进行气化处理，所述气化装置中生成的碳黑浆则通过管道输送到所述分离装置中与原煤浆共同进行分离处理。2.根据权利要求1所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其特征在于，所述分离装置包括用于对原煤浆和碳黑浆进行研磨得到混合煤浆的第一湿磨机、与所述第一湿磨机连通并用于对所述混合煤浆进行搅拌混合的第一搅拌罐，以及用于对所述混合煤浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离处理的分离塔，所述分离塔内部从下至上依次设置有与外界空气连通并生成微气泡的第一分布器、与所述第一搅拌罐连通并用于通入混合煤浆的第二分布器以及用于喷水的第三分布器。3.根据权利要求2所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其特征在于，所述分离塔顶端和底部分别设置有可燃物浆液出口和非可燃物浆液出口，所述可燃物浆液出口通过管道连通有第一压滤机，所述非可燃物浆液出口通过管道连通有第二压滤机；所述第一压滤机通过管道与一第二搅拌罐连通，所述第二搅拌罐通过管道与一精煤浆储存槽连通，所述精煤浆储存槽通过管道与所述气化装置连通。4.根据权利要求3所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其特征在于，所述分离装置还包括用于对原煤进行破碎生成煤粉的第一破碎机、用于对助熔剂进行破碎生成助熔剂粉末的的第二破碎机、用于对所述助熔剂粉末和磨浆水进行研磨生成助熔剂浆的第二湿磨机；所述第一破碎机通过管道与所述第一湿磨机连通，所述第二破碎机通过管道与所述第二湿磨机连通，所述第二湿磨机通过管道与所述第二搅拌罐连通。5.根据权利要求2所述的水煤浆或碳氢化合物浆料的湿法气化系统，其特征在于，所述气化装置包括用于对所述精煤浆进行气化处理生成粗合成气以及碳黑水的气化炉，用于对所述粗合成气进行洗涤生成合成气的洗涤塔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江涌，李国涛，吴昌宁，刘科，翁力，贾昊霖，
申请(专利权)人：深圳瑞科天启科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44