一种硬沥青粉气化制备合成气的方法及设备与流程

技术特征：

1.一种硬沥青粉气化制备合成气的设备，其特征在于其包含：一加热设备和一转化炉；

其中，所述加热设备用于融化所述硬沥青粉，得到熔融态沥青；所述转化炉用于气化熔融态沥青，得到第一合成气；

其中，所述转化炉的顶部包含一用于进料的烧嘴，所述烧嘴为四通道结构，包括从内向外同轴设置的氧化剂通道、第一辅助气化剂通道、燃料通道、第二辅助气化剂通道；其中，所述燃料通道用于通入熔融态沥青。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加热设备包括一第一进料口、一第二进料口、一第一出料口和一沥青输送管道；所述第一进料口为所述硬沥青粉的进料通道；所述第二进料口为第一蒸汽的进料通道；所述沥青输送管道用于将所述熔融态沥青输送至所述转化炉；所述沥青输送管道的一端与所述第一出料口连接，另一端与所述燃料通道连接。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述烧嘴中的四通道结构采用渐缩结构；

较佳地，所述氧化剂通道的内收缩角α为50-90度；其中，所述内收缩角α指的是所述氧化剂通道的内侧壁与烧嘴出口端面的夹角；

较佳地，所述第一辅助气化剂通道的内收缩角β为50-90度；其中，所述内收缩角β指的是所述第一辅助气化剂通道的内侧壁与烧嘴出口端面的夹角；

较佳地，所述燃料通道的内收缩角γ为50-90度；其中，所述内收缩角γ指的是所述燃料通道的内侧壁与烧嘴出口端面的夹角；

较佳地，所述第二辅助气化剂通道的内收缩角θ为50-90度；其中，所述内收缩角θ指的是所述第二辅助气化剂通道的内侧壁与烧嘴出口端面的夹角；

较佳地，所述内收缩角α≥所述内收缩角β≥所述内收缩角γ≥所述内收缩角θ；

较佳地，所述第二辅助气化剂通道的外围还设置一冷却系统；

更佳地，所述冷却系统为水循环通道；

较佳地，所述加热设备采用釜式间歇换热器；

较佳地，所述转化炉采用非催化部分氧化反应器。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述转化炉还包括一第二出料口和一第一合成气输送管道；所述第一合成气输送管道的一端与所述第二出料口连接，用于将所述第一合成气输送至后处理设备和/或收集设备；

较佳地，所述加热设备包含多个并联的加热设备。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备还包括一废热锅炉和一洗涤设备；所述废热锅炉用于与所述第一合成气进行热交换，得到副产蒸汽和第二合成气；所述洗涤设备用于后处理所述第二合成气，收集得到第三合成气；

较佳地，所述废热锅炉包括一第三进料口、第四进料口、一第三出料口、一第四出料口、一蒸汽输送管道和一第二合成气输送管道；所述第三进料口与所述第一合成气输送管道相连接，用于所述第一合成气的进料；所述第四进料口用于将锅炉给水输送至所述废热锅炉；所述蒸汽输送管道一端与所述第三出料口连接，另一端同时与所述第一进料口、所述第一辅助气化剂通道和第二辅助气化剂通道连接；所述第二合成气输送管道与所述第四出料口连接，用于将所述第二合成气排出所述废热锅炉；

较佳地，所述废热锅炉采用火管锅炉；

较佳地，所述洗涤设备包括一第五进料口和一第五出料口，所述第五进料口与所述第二合成气输送管道相连接；所述第五出料口用于将所述第三合成气排出所述洗涤设备。

6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括一洗涤设备，所述洗涤设备用于后处理第一合成气，收集得到第二合成气；

较佳地，所述洗涤设备包括一第五进料口和一第五出料口，所述第五进料口与所述第一合成气输送管道相连接；所述第五出料口用于将所述第二合成气排出所述洗涤设备。

7.一种硬沥青粉气化制备合成气的方法，所述方法采用如权利要求1～6任一项所述的设备进行，其特征在于其包含以下步骤：

所述硬沥青粉在所述加热设备中融化，得到熔融态沥青；

将所述熔融态沥青输送进入所述转化炉制备得到第一合成气，即可。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述熔融态沥青采用泵送的方式输送进入所述转化炉；

较佳地，所述硬沥青粉在200℃时粘度为70-100cp，250℃时粘度为20-50cp，300℃时粘度为5-20cp；

较佳地，所述熔融态沥青的温度为250～300℃；

较佳地，所述转化炉的操作温度为1200-1400℃，压力为0.1-10mpa。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氧化剂和进入所述加热设备的硬沥青粉的质量比为0.8～1.0；

较佳地，将第一蒸汽通入所述加热设备，用于融化硬沥青粉；所述第一蒸汽和进入所述加热设备的硬沥青粉的质量比为0.3:1～0.8:1。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述第一合成气通入所述废热锅炉，在所述废热锅炉中进行热交换，得到副产蒸汽和第二合成气；

较佳地，所述副产蒸汽分为四部分，分别为所述第一蒸汽、第二蒸汽、第三蒸汽和第四蒸汽；所述第二蒸汽通过所述蒸汽输送管道输送至所述第一辅助气化剂通道作为所述第一辅助气化剂；所述第三蒸汽通过所述蒸汽输送管道输送至所述第二辅助气化剂通道作为所述第二辅助气化剂；所述第四蒸汽为所述副产蒸汽扣除所述第一蒸汽、所述第二蒸汽和所述第三蒸汽的余量，外送至空气中；

较佳地，所述烧嘴各通道的物料从内向外依次为：氧化剂、第一辅助气化剂、所述熔融态沥青和第二辅助气化剂；

更佳地，所述氧化剂为空气、氧气、富氧空气的一种或多种；

更佳地，所述第一辅助气化剂为所述第二蒸汽；

更佳地，所述第二辅助气化剂为所述第三蒸汽；

较佳地，所述副产蒸汽的产量和进入所述加热设备的硬沥青粉的质量比为1.5:1～2.5:1；

较佳地，所述副产蒸汽的总压力为8.0～12mpa；且所述副产蒸汽的总压力高于所述第一合成气的压力0.5mpa以上；

较佳地，进入所述烧嘴的所述第二蒸汽、所述第三蒸汽的总量和进入所述加热设备的硬沥青粉的质量比为0.5:1～1:1；

较佳地，进入第一辅助气化剂通道的所述第二蒸汽占进入所述烧嘴的所述第二蒸汽、所述第三蒸汽总量的5％～20％；

较佳地，所述第二合成气的温度为250℃～400℃。

技术总结
本发明公开了一种硬沥青粉气化制备合成气的方法及设备。其中，所述设备包含：一加热设备和一转化炉；其中，所述加热设备用于融化所述硬沥青粉，得到熔融态沥青；所述转化炉用于气化熔融态沥青，得到第一合成气；其中，所述转化炉的顶部包含一用于进料的烧嘴，所述烧嘴为四通道结构，包括从内向外同轴设置的氧化剂通道、第一辅助气化剂通道、燃料通道、第二辅助气化剂通道；其中，所述燃料通道用于通入熔融态沥青。其中，所述方法采用如前所述的设备进行，其包含以下步骤：所述硬沥青粉在所述加热设备中融化，得到熔融态沥青；将所述熔融态沥青输送进入转化炉制备得到第一合成气，即可。

技术研发人员：代正华;王辅臣;于广锁;许建良;郭庆华;刘海峰;龚欣;王亦飞;陈雪莉;梁钦锋;李伟锋;王兴军;郭晓镭;赵辉;陆海峰;龚岩;刘霞;沈中杰;赵丽丽
受保护的技术使用者：华东理工大学;上海熠能燃气科技有限公司
技术研发日：2019.11.28
技术公布日：2021.05.28