一种回收碳黑水余热的水煤浆气化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种可回收碳黑水余热的水煤浆气化方法及装置，所述装置包括用于对水煤浆进行气化处理生成碳黑水和粗合成气的气化炉，与所述气化炉连通并用于对所述粗合成气进行洗涤处理生成合成气的洗涤塔，以及与所述气化炉和洗涤塔连通并用于对所述碳黑水和水煤浆进行无相变热量交换处理的水煤浆加热器。本发明专利技术通过在传统水煤浆气化装置中设置一水煤浆加热器，所述水煤浆加热器可将来自洗涤塔和气化炉的高温碳黑水与水煤浆进行无相变热量交换，这使得碳黑水的高温段热量被充分利用，从而降低合成气煤耗和氧耗，使合成气的生产成本更低，提高了能源利用效率。

A Coal Water Slurry Gasification Method and Device for Recovering Waste Heat from Carbon Black Water

The invention discloses a coal water slurry gasification method and device for recovering waste heat of carbon black water. The device comprises a gasifier for gasifying coal water slurry to produce carbon black water and crude syngas, a scrubbing tower connected with the gasifier and used for washing the crude syngas to produce syngas, and a gasifier and scrubbing tower connected to the carbon black. Coal-water slurry heater for phase-free heat exchange treatment of water and coal-water slurry. By installing a coal-water slurry heater in a traditional coal-water slurry gasification device, the coal-water slurry heater can exchange high-temperature carbon black water from a scrubbing tower and a gasifier with coal-water slurry without phase change heat, which makes the heat of carbon black water in the high-temperature section fully utilized, thereby reducing coal consumption and oxygen consumption of syngas, making the production cost of syngas lower and improving energy utilization. Rate.

【技术实现步骤摘要】
一种回收碳黑水余热的水煤浆气化方法及装置
本专利技术涉及水煤浆气化领域，尤其涉及一种回收碳黑水余热的水煤浆气化方法及装置。
技术介绍
气流床气化工艺主要包括以水煤浆和煤粉为原料的气化、合成气冷却和洗涤，以及碳黑水处理三个单元。原料与气化剂（氧气等）在水蒸汽或水的参与下在气流床气化炉内进行反应，从气化炉激冷室出来的粗合成气（主要成分为CO、H2及CO2等）含有粗渣、细灰等固体颗粒物，且气化炉内温度很高，一般约1300℃。所述粗合成气经过洗涤塔洗涤后可除去其中的固体颗粒物，即得到合成气。为了除去从气化炉内出来的固体颗粒物，同时回收炉内物料高品位热量，保证出气化装置合成气中的含固量尽可能低，一般煤气化激冷工艺采用“激冷室+合成气洗涤塔”的处理方法，合成气洗涤塔一般最上层加入来自CO变换装置返回的变换冷凝液（或补充新鲜水），中下层加入的是来自碳黑水处理单元返回的温度较低的合成气洗涤水（即灰水）。出气化炉及合成气处理单元中的每一个水洗涤或者分离设备均会排出大量碳黑水去碳黑水处理单元，碳黑水量大且温度较高，碳黑水需要经处理后返回至气化和合成气洗涤处理单元重复使用。一般碳黑水处理单元设置1-4级从中压到真空的闪蒸器然后冷却后的碳黑水经沉降槽澄清，灰水（出沉降槽的被澄清）通过与第1-3级闪蒸器闪蒸的蒸汽直接接触或间接接触加热后返回至合成气洗涤塔作为合成气洗涤水。在气流床煤气化炉中，原料煤与氧气混合后发生部分氧化反应，为保证反应的顺利进行和灰分形成熔渣后的顺畅排渣，气化炉（气化反应器）内必须保持高温状态（约1300℃），而以原料水煤浆为进料的这种进料，一般处于常温状态，由于原料水煤浆进入气化炉燃烧室后需要升温至炉内反应室温度，该热量则靠煤粉或合成气燃烧供给，这不仅导致高能级的合成气燃烧浪费，而且气化炉系统能量梯级利用不合理，气化消耗指标低，合成气中CO2含量高。传统的气流床煤气化工艺流程是将从气化炉及合成气洗涤池出来的炭碳黑水进行多级减压闪蒸，将碳黑水温度降低后再进沉降槽沉降澄清及过滤，根据气化炉操作压力的高低，相应配套的闪蒸系统一般为1-5级，其闪蒸罐系统（包括附属设备如换热器、冷却器等及管道系统）复杂、占地庞大、初始固定资产投资高、系统控制系统复杂且操作繁琐；碳黑水经多级闪蒸处理水的相变潜热无法回收利用，同时碳黑水含有没有经过气化反应转化的碳，没有被充分利用，能量利用效率较低。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回收碳黑水余热的水煤浆气化方法及装置，旨在解决现有水煤浆气化工艺能源利用效率差以及水煤浆气化成本较高、操作复杂的问题。本专利技术的技术方案如下：一种可回收碳黑水余热的水煤浆的气化装置，其中，包括用于对水煤浆进行气化处理生成碳黑水和粗合成气的气化炉，与所述气化炉连通并用于对所述粗合成气进行洗涤处理生成合成气的洗涤塔，以及与所述气化炉和洗涤塔连通并用于对所述碳黑水和水煤浆进行无相变热量交换处理的水煤浆加热器，所述水煤浆通过管道进入所述水煤浆加热器中，经过无相变热量交换处理后获取碳黑浆的热量进入到所述气化炉中进行气化处理。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其中，所述装置还包括与所述水煤浆加热器连通并用于对所述碳黑水和灰水进行无相变热量交换处理的灰水加热器，所述灰水加热器一端通过管道与一灰水储存槽连通，所述灰水加热器另一端通过管道与所述洗涤塔连通。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其中，所述装置还包括与所述灰水加热器连通并用于对所述碳黑水和补充水进行无相变热量交换处理的补充水预热器，所述补充水预热器一端通过管道与一补充水储存槽连通，所述补充水预热器另一端通过管道与所述洗涤塔连通。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其中，所述装置还包括与所述补充水预热器连通并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连通有一用于对碳黑浆进行压滤处理的压滤机，所述沉降槽上端通过管道连通有一用于储存灰水的灰水储存槽。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其中，所述气化炉底部通过管道连通一锁斗，所述锁斗正下方设置有用于承接渣水的渣池，所述渣池通过管道与所述水煤浆加热器连通。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其中，所述气化炉和所述洗涤塔之间还设置有一激冷水泵。一种可回收碳黑水余热的水煤浆气化方法，其中，包括步骤：将水煤浆通入水煤浆加热器中并与来自气化炉和洗涤塔中的碳黑水进行无相变热量交换，得到预热水煤浆；将所述预热水煤浆通过管道通入所述气化炉中进行气化处理生成粗合成气和碳黑水；将所述粗合成气通过管道通入所述洗涤塔中进行洗涤处理，得到不含固体颗粒物的合成气。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化方法，其中，所述碳黑水在进入水煤浆加热器之前的温度为220-270℃，所述碳黑水在与所述水煤浆进行无相变热量交换后的温度为120-220℃。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化方法，其中，所述将所述粗合成气通过管道通入所述洗涤塔中进行洗涤处理，得到不含固体颗粒物的合成气的步骤具体包括：将所述碳黑水通入灰水加热器中并与预先通入的灰水进行无相变热量交换得到预热灰水；将所述碳黑水通入补充水预热器并与预先通入的补充水进行无相变热量交换，得到预热补充水；将所述预热灰水和预热补充水通过不同管道通入到所述洗涤塔中，对通入洗涤塔中的粗合成气进行洗涤，得到不含固体颗粒物的合成气。所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化方法，其中，所述碳黑水在进入灰水加热器之前的温度为120-220℃，所述碳黑水在与所述灰水进行无相变热量交换后的温度为85-110℃；所述碳黑水在进入补充水预热器之前的温度为80-120℃，所述碳黑水在与所述补充水进行无相变热量交换后的温度为50-100℃。有益效果：本专利技术通过在传统水煤浆气化装置中设置一水煤浆加热器，所述水煤浆加热器可将来自洗涤塔和气化炉的高温碳黑水与水煤浆进行无相变热量交换，这使得碳黑水的高温段热量被充分利用，从而降低合成气煤耗和氧耗，使合成气的生产成本更低，提高了能源利用效率，同时，本专利技术可避免采用占地庞大的闪蒸罐系统及及管道系统，取消高压闪蒸罐、真空闪蒸罐等多级闪蒸系统，工艺流程简单，进一步降低了气化装置的初始固定资产投资及装置占地。附图说明图1为现有水煤浆气化装置的结构示意图。图2为本专利技术一种可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置较佳实施例的结构示意图。图3为本专利技术一种可回收碳黑水余热的水煤浆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可回收碳黑水余热的水煤浆气化方法及装置，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。如图1所示，在传统气流床煤气化工艺流程中，原料水煤浆与氧气在气化炉中混合后发生部分氧化反应，为保证反应的顺利进行和灰分的形成熔渣后的顺畅排渣，气化炉内必须保持高温状态（约1300℃），而以原料水煤浆为进料的这种进料，一般处于常温状态，由于原料水煤浆进入气化炉燃烧室后需要升温至炉内反应室温度，该热量则靠煤粉或合成气燃烧供给，这导致高能级的合成气浪费，而且气化炉系统能量梯级利用不合理。并且在传统气流床煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可回收碳黑水余热的水煤浆的气化装置，其特征在于，包括用于对水煤浆进行气化处理生成碳黑水和粗合成气的气化炉，与所述气化炉连通并用于对所述粗合成气进行洗涤处理生成合成气的洗涤塔，以及与所述气化炉和洗涤塔连通并用于对所述碳黑水和水煤浆进行无相变热量交换处理的水煤浆加热器，所述水煤浆通过管道进入所述水煤浆加热器中，经过无相变热量交换处理后获取碳黑浆的热量进入到所述气化炉中进行气化处理。

【技术特征摘要】
1.一种可回收碳黑水余热的水煤浆的气化装置，其特征在于，包括用于对水煤浆进行气化处理生成碳黑水和粗合成气的气化炉，与所述气化炉连通并用于对所述粗合成气进行洗涤处理生成合成气的洗涤塔，以及与所述气化炉和洗涤塔连通并用于对所述碳黑水和水煤浆进行无相变热量交换处理的水煤浆加热器，所述水煤浆通过管道进入所述水煤浆加热器中，经过无相变热量交换处理后获取碳黑浆的热量进入到所述气化炉中进行气化处理。2.根据权利要求1所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其特征在于，所述装置还包括与所述水煤浆加热器连通并用于对所述碳黑水和灰水进行无相变热量交换处理的灰水加热器，所述灰水加热器一端通过管道与一灰水储存槽连通，所述灰水加热器另一端通过管道与所述洗涤塔连通。3.根据权利要求2所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其特征在于，所述装置还包括与所述灰水加热器连通并用于对所述碳黑水和补充水进行无相变热量交换处理的补充水预热器，所述补充水预热器一端通过管道与一补充水储存槽连通，所述补充水预热器另一端通过管道与所述洗涤塔连通。4.根据权利要求3所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其特征在于，所述装置还包括与所述补充水预热器连通并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连通有一用于对碳黑浆进行压滤处理的压滤机，所述沉降槽上端通过管道连通有一用于储存灰水的灰水储存槽。5.根据权利要求1所述的可回收碳黑水余热的水煤浆气化装置，其特征在于，所述气化炉底部通过管道连通一锁斗，所述锁斗正下方设置有用于承接渣水的渣池，所述渣池通过管道与所述水煤浆加热器连通。6.根...

【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