一种煤气化渣等离子气化热电联产系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤气化渣等离子气化热电联产系统及方法，所述系统至少包括等离子气化熔融炉、余热锅炉、蒸汽轮机、烟气处理系统和资源化利用系统，其中等离子气化熔融炉用于煤气化渣的残炭气化以及无机物的熔融，实现煤气化渣的无害化处置；余热锅炉用于系统产生高温烟气热量的回收，产生高温高压蒸汽；蒸汽轮机用于将余热锅炉产生的高温高压蒸汽发电，获得电力可用于上网或者本系统使用；烟气处理系统用于将烟气中粉尘等有害气体进行处置，确保烟气排放达标；资源化利用系统用于将等离子气化熔融炉产生的熔融熔浆生产资源化产品。本发明专利技术实现了煤气化渣的资源化、无害化、减量化和稳定化的处理，避免煤气化渣填埋产生的二次污染问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种煤气化渣等离子气化热电联产系统及方法


[0001]本专利技术属于煤气化综合利用
，涉及一种煤气化渣等离子气化热电联产系统及方法，其利用煤气化渣通过等离子气化来实现联产发电。

技术介绍

[0002]煤气化技术是发展清洁、高效煤炭转化技术的核心，是煤化工的龙头，是发展大宗化工产品(化肥、甲醇、天然气、烯烃等)、多联产系统、IGCC发电的重要基础。碎煤加压熔渣气化技术(BGL气化炉)因其具有气化强度高、单炉能力大、蒸汽耗量少、废水量少等诸多显著优点，近年来得到了密切关注，并实现了工业化应用。
[0003]例如中国专利CN201710845869.X公开了一种等离子体液态排渣的气化炉及方法，在其炉体内设置有三段式炉膛，三段式炉膛包括从下到上的灰熔融室、燃烧室和气化室；灰熔融室的下部连接冷渣水槽，冷渣水槽与炉体的排渣口经管道连通，灰熔融室上部经渐扩段与燃烧室连通，燃烧室上部经渐缩、渐扩段后与气化室连通；本专利技术所述煤气化方法无需提高氧煤比和气化温度，也无需添加助溶剂就可以使灰渣以液态或固态的形式排出，利用高温等离子体火焰将碳灰颗粒温度提升至其完全熔融温度，熔融态碳灰落入灰熔融室下部的灰熔融区，灰熔融区内的熔融态灰流入冷渣水槽，实现液态排渣；熔融态灰在冷渣水槽内经过冷却水的充分冷却，形成固态灰渣即实现固态排渣。
[0004]目前采用碎煤加压及利用等离子炬的工艺普遍较多，但碎煤煤气化之后的副产品煤气化渣一直以来没有得到环保净化处理。煤气化渣为煤化工产生的固体废物，堆存后为黑色粉状，土地占压、扬尘污染、水系污染问题突出，严重影响地方生态环境。目前的处置方式以填埋为主，企业每年需投入大量资金进行气化渣的处理。
[0005]在当前环境承载力日趋严峻的形势下，进行气化渣综合利用，完成固废减量化、处置无害化、消纳规模化、利用高值化，全方位化解资源环境矛盾成为当务之急。
[0006]理论上，针对煤气化渣的处理一般采用下面的处理工艺，但均存在不同的现实难题，具体如下：
[0007]1、对煤气化渣的脱碳处理可采用浮选或电选方式，由于碳与烧结灰结合，工程应用较难通过浮选等方式实现分离。
[0008]2、将煤气化渣作为添加材料使用，但在GB/T1596-2005水泥活性混合材料用粉煤灰技术要求中，规定烧失量≤8.0％，细渣中烧失量一般都不符合要求，均为不合格品，不能作为水泥活性混合材料使用。
[0009]3、将煤气化渣作为路面与道路基层使用，但对于该用途的物料，在化学组分上要求SiO2+Al2O3+Fe2O3总量大于70％，烧失量≤10.0％。因此煤气化渣的气化细渣都不符合该用途的材料要求。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种煤气化渣等离子气化热电联产系统及方
法，其适用气化炉、回转窑、固废焚烧炉、沸腾流化床炉等的运行工况。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供一种煤气化渣等离子气化热电联产系统，其包括等离子气化熔融炉、余热锅炉、蒸汽轮机、烟气处理系统和资源化利用系统，其中等离子气化熔融炉用于煤气化渣的残炭气化以及无机物的熔融，实现煤气化渣的无害化处置；余热锅炉用于系统产生高温烟气热量的回收，产生高温高压蒸汽；蒸汽轮机用于将余热锅炉产生的高温高压蒸汽发电，获得电力可用于上网或者本系统使用；烟气处理系统用于将烟气中粉尘等有害气体进行处置，确保烟气排放达标；资源化利用系统用于将等离子气化熔融炉产生的熔融熔浆生产砂石骨料、陶粒砂、宝珠砂等资源化产品。
[0012]依据本专利技术的第二方面，提供一种煤气化渣等离子气化热电联产方法，所述方法包括以下步骤：
[0013]步骤1，煤气化渣进入等离子体气化熔融系统进行裂解气化；
[0014]步骤2，煤气化渣中SiO2、Al2O3、CaO无机成分在1400℃-1600℃高温下熔融成熔浆，熔浆通过等离子气化熔融炉底部熔池排出，进入资源化利用系统；
[0015]步骤3，自等离子气化熔融炉导引出的900℃-1200℃高温烟气进入余热锅炉，产生高温高压蒸汽，将高温高压蒸汽引入蒸汽轮机发电系统，通过蒸汽轮机发电。
[0016]步骤4，烟气处理工序，自余热锅炉排出的烟气经余热锅炉吸收热量后进入后端烟气处理系统，经烟气处理系统处理后洁净烟气通过烟囱排入大气。
[0017]其中上述步骤1中，等离子体气化熔融系统为等离子气化熔融炉，煤气化渣中残碳会在等离子体及高温作用下裂解气化。进一步地，所述步骤1中，等离子气化过程采用缺氧气化而非燃烧处理，等离子气化反应区温度达到800℃-1000℃，气化产生的合成气进入等离子气化熔融炉的上部氧化区，将气化产生的CO快速氧化为CO2，并释放出热量，温度900℃-1200℃。
[0018]上述步骤2中，根据煤气化渣中SiO2、Al2O3、CaO的含量，制作生成陶粒砂\宝珠砂\砂石骨料等资源化生成线，获得相应产品，实现煤气化渣的无害化、资源化利用。
[0019]依据本专利技术的第三方面，提供一种煤气化渣等离子气化热电联产方法，所述方法包括以下步骤：
[0020]步骤11，煤气化渣进入等离子体气化熔融系统进行裂解气化；
[0021]步骤12，资源化利用工序，即陶粒砂制作，实现煤气化渣的无害化、资源化利用；
[0022]步骤13，余热发电工序：1100℃高温烟气进入余热锅炉，通过蒸汽轮机发电；
[0023]步骤14，烟尘烟气处理工序：余热锅炉配置由SNCR高温脱销系统，脱除烟气中氮氧化物，处理后洁净烟气通过烟囱排入大气。
[0024]相比于现有技术，本专利技术专利通过高温等离子体气化系统、蒸汽发电机组系统、资源化利用系统的结合，实现了煤气化渣的资源化、无害化、减量化和稳定化的处理。此技术适应性强，即可解决煤气化渣的处置问题，避免煤气化渣填埋产生的二次污染问题，节约填埋场，又能够得到电力直接生产回用，同时可得到砂石骨料、陶粒砂、宝珠砂等产品，市场应用前景广阔。
附图说明
[0025]图1为依据本专利技术的煤气化渣等离子气化热电联产工艺流程示意图；
[0026]图2为使用等离子炬的煤气化渣等离子气化热电联产工艺流程示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施范例，进一步阐述本专利技术。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本专利技术的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0028]如图1所示的煤气化渣等离子气化热电联产工艺及系统，所述系统至少包括等离子气化熔融炉、余热锅炉、蒸汽轮机、烟气处理系统和资源化利用系统，其中等离子气化熔融炉用于煤气化渣的残炭气化以及无机物的熔融，实现煤气化渣的无害化处置；余热锅炉用于系统产生高温烟气热量的回收，产生高温高压蒸汽；蒸汽轮机用于将余热锅炉产生的高温高压蒸汽发电，获得电力可用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤气化渣等离子气化热电联产系统，其包括等离子气化熔融炉、余热锅炉、蒸汽轮机、烟气处理系统和资源化利用系统，其中等离子气化熔融炉用于煤气化渣的残炭气化以及无机物的熔融，实现煤气化渣的无害化处置；余热锅炉用于系统产生高温烟气热量的回收，产生高温高压蒸汽；蒸汽轮机用于将余热锅炉产生的高温高压蒸汽发电，获得电力可用于上网或者本系统使用；烟气处理系统用于将烟气中粉尘有害气体进行处置，确保烟气排放达标；资源化利用系统用于将等离子气化熔融炉产生的熔融熔浆生产资源化产品。2.一种煤气化渣等离子气化热电联产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，煤气化渣进入等离子体气化熔融系统进行裂解气化；步骤2，煤气化渣中SiO2、Al2O3、CaO无机成分在1400℃-1600℃高温下熔融成熔浆，熔浆通过等离子气化熔融炉底部熔池排出，进入资源化利用系统；步骤3，自等离子气化熔融炉导引出的900℃-1200℃高温烟气进入余热锅炉，产生高温高压蒸汽，将高温高压蒸汽引入蒸汽轮机发电系统，通过蒸汽轮机发电。步骤4，烟气处理工序，自余热锅炉排出的烟气经余热锅炉吸收热量后进入后端烟气处理系统，经烟气处理系统处理后洁净烟气通过烟囱排入大气。3.根据权利要求2所述的煤气化渣等...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢新兵，陈兵，
申请(专利权)人：山东新博润环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：