一种水煤浆循环气化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种水煤浆循环气化系统及方法，所述系统包括用于对水煤浆进行气化处理生成合成气（CO+H2）以及碳黑浆的气化装置，以及用于对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的回收装置，所述回收装置通过管道可将分离的可燃物颗粒返回到所述气化装置中继续进行气化处理，从而提升气化装置中进料的气化效率或转化率，所述非可燃物颗粒可通过压滤形成滤饼，作为一种宝贵的工程原料用于建材、路桥、回填等领域。

A CWS Circulating Gasification System and Method

The invention discloses a circulating gasification system and method of coal water slurry, which comprises a gasification device for gasifying coal water slurry to produce syngas (CO+H2) and carbon black slurry, and a recovery device for separating combustible and non-combustible particles in the carbon black slurry. The recovery device can return separated combustible particles to the coal water slurry through a pipeline. The gasification process in the gasification unit is continued to improve the gasification efficiency or conversion rate of the feed in the gasification unit. The non-combustible particles can form filter cake through pressure filtration, and are used as a valuable engineering raw material in the fields of building materials, roads and bridges, backfilling and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种水煤浆循环气化系统及方法
本专利技术涉及水煤浆气化领域，尤其涉及一种水煤浆循环气化系统及方法。
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。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循环气化系统及方法，旨在解决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：一种水煤浆循环气化系统，其中，包括用于对水煤浆进行气化处理生成合成气以及碳黑浆的气化装置，以及用于对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的回收装置；所述回收装置通过管道与所述气化装置连通，所述回收装置中的可燃物颗粒通过管道循环进入到所述气化装置中进行气化处理。所述的水煤浆循环气化系统，其中，所述回收装置包括用于对碳黑浆进行研磨的第一湿磨机，以及用于对碳黑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、与所述第一湿磨机连通并用于通入碳黑浆的第二分布器以及用于喷水的第三分布器。所述的水煤浆循环气化系统，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与可燃物储存罐连通，所述可燃物储存罐通过管道与所述气化装置连通，所述非可燃物浆液出口通过管道与压滤机连通。所述的水煤浆循环气化系统，其中，所述气化装置包括用于对煤粉以及回收的可燃物颗粒进行研磨处理得到水煤浆的第二湿磨机，用于对所述水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，所述第二湿磨机、气化炉、洗涤塔、真空闪蒸罐以及沉降槽通过管道依次连通。所述的水煤浆循环气化系统，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。一种水煤浆循环气化方法，其中，包括步骤：将水煤浆通入气化装置中进行气化处理生成碳黑浆和合成气；将所述碳黑浆通入回收装置对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离，将分离得到的可燃物颗粒通过管道循环输送到所述气化装置中进行气化处理生成合成气。所述的水煤浆循环气化方法，其中，所述将所述碳黑浆通入回收装置对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的步骤具体包括：向所述碳黑浆中加入亲水性颗粒、捕收剂以及表面活性剂并对所述碳黑浆进行研磨处理；将微气泡强化器生成的微气泡通过管道输送到分离塔的第一分布器中，同时从分离塔的第二分布器和第三分布器中分别通入所述研磨后的碳黑浆和喷淋水，所述微气泡与碳黑浆中的憎水性可燃物颗粒结合上浮并从上流流出分离塔，所述碳黑浆中的亲水性非可燃物颗粒则下沉从底流流出分离塔。所述的水煤浆循环气化方法，其中，所述碳黑浆研磨至颗粒粒径小于100微米。所述的水煤浆循环气化方法，其中，所述捕收剂为有机物，所述亲水性颗粒的粒度为1-1000nm。所述的水煤浆循环气化方法，其中，所述表面活性剂包括但不限于松树醇油、樟脑油、酚酸混合脂肪醇、异构己醇、仲辛醇、辛醉醇、醚醉醇和脂类物质中的一种或多种。有益效果：本专利技术提供的水煤浆循环气化系统包括用于对水煤浆进行气化处理生成合成气以及碳黑浆的气化装置，以及用于对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的回收装置，所述回收装置通过管道可将分离的可燃物颗粒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，所述非可燃物颗粒可通过压滤形成滤饼，作为一种宝贵的工程原料用于建材、路桥、回填等领域。附图说明图1为本专利技术一种水煤浆循环气化系统较佳实施例的结构示意图。图2为本专利技术分离塔较佳实施例的结构示意图。图3为本专利技术一种水煤浆循环气化方法较佳实施例的流程图。具体实施方式本专利技术提供一种水煤浆循环气化方法及系统，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种水煤浆循环气化系统较佳实施例的结构示意图，如图所示，所述循环气化系统包括用于对水煤浆进行气化处理生成合成气以及碳黑浆的气化装置100，以及用于对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的回收装置200；所述回收装置200通过管道与所述气化装置100连通，所述回收装置200中的可燃物颗粒通过管道循环进入到所述气化装置100中进行气化处理。进一步地，在本专利技术中，可进入气化装置进行气化处理的不仅限于水煤浆，还包括由碳氢化合物料浆等，所述气化装置可对水煤浆或碳氢化合物料浆进行气化处理生成合成气（CO+H2），并且在气化处理过程中没有被高温气化反应转化剩余的碳可与在熔态渣冷却、合成气洗涤过程中的水形成碳黑浆。具体来讲，碳黑浆是水煤浆经过气化处理生成的一种副产物，现有工艺由于无法实现对碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行有效分离，故直接对所述碳黑浆进行压滤处理生成碳黑滤饼，并将所述碳黑滤饼用于建筑制品、烧砖、填埋或用作锅炉燃料。显然，现有的碳黑浆处理方式既浪费资源，又降低了水煤浆的气化效率，同时还污染环境。基于此，本专利技术提供的水煤浆循环气化系统包括通过管道连通的气化装置和回收装置，通过所述回收装置对碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离，然后将所述可燃物颗粒通过管道循环通入到所述气化装置中进行气化处理，从而提升水煤浆的气化效率。所述非可燃物颗粒则可通过压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水煤浆循环气化系统，其特征在于，包括用于对水煤浆进行气化处理生成合成气以及碳黑浆的气化装置，以及用于对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的回收装置；所述回收装置通过管道与所述气化装置连通，所述回收装置中的可燃物颗粒通过管道循环进入到所述气化装置中进行气化处理。

【技术特征摘要】
1.一种水煤浆循环气化系统，其特征在于，包括用于对水煤浆进行气化处理生成合成气以及碳黑浆的气化装置，以及用于对所述碳黑浆中的可燃物颗粒和非可燃物颗粒进行分离的回收装置；所述回收装置通过管道与所述气化装置连通，所述回收装置中的可燃物颗粒通过管道循环进入到所述气化装置中进行气化处理。2.根据权利要求1所述的水煤浆循环气化系统，其特征在于，所述回收装置包括用于对碳黑浆进行研磨的第一湿磨机，以及用于对碳黑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、与所述第一湿磨机连通并用于通入碳黑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所述的水煤浆循环气化系统，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与可燃物储存罐连通，所述可燃物储存罐通过管道与所述气化装置连通，所述非可燃物浆液出口通过管道与压滤机连通。4.根据权利要求1所述的水煤浆循环气化系统，其特征在于，所述气化装置包括用于对煤粉以及回收的可燃物颗粒进行研磨处理得到水煤浆的第二湿磨机，用于对所述水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，所述第二湿磨机、气化炉、洗涤塔、真空闪蒸罐以及沉降槽通过管道依次连通。5.根据权利要求4所述的水煤浆循环气化系统，其特征在于，所述...

【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