一种三废混燃气化炉系统的制作方法

1.本发明涉及煤化工技术领域，涉及一种三废混燃气化炉系统，具体涉及一种气化炉装置协同处理工厂生产过程中产生的污染物的系统和新方法。


背景技术：

2.我们国家的能源结构是富煤、缺油和少气，从这一国情出发，煤化工产业在国民经济中占比较大。煤的气化技术始终是煤化工生产过程的技术龙头和核心，该技术能够将煤炭转化成以一氧化碳和氢气为主的合成气，进而用于进一步合成下游化学品或作为燃料，实现煤炭的高效洁净利用。气化技术的先进性直接决定了煤化工装置的先进性和最终运行成本，也直接决定了企业的市场竞争能力。
3.煤的气化技术一般是依靠气化炉系统实现，气化炉系统中的核心设备气化炉按照气固原料的接触方式可分为固定床气化炉、流化床气化炉和气流床气化炉。气流床气化炉的碳转化率高、产能大，目前应用最为广泛，其分为干煤粉进料气化和水煤浆进料气化两种气化工艺。气化炉生成的粗煤气排入洗气塔，经洗气塔处理的气体依次通过co变换装置、低温甲醇洗装置、液氮洗装置等环节产出氢气，洗气塔洗气过程中产生的废水进入黑水闪蒸沉降装置，排出细渣。
4.当前，无论是干煤粉进料气化和水煤浆进料气化均还存在一些未能解决的问题，特别是生产过程中产生的污染物(即三废：废渣、废液、废气)处置不彻底等问题亟待解决。气流床气化炉通常采用液态排渣操作，燃烧室内温度高一般于煤的灰熔点50-100℃，利用燃烧室内高温高压的氛围环境，可以使污染物中难处理的有机物或含碳物质充分反应，从而达到污染物“无害化”处理的目的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于利用气流床气化炉的燃烧室内高温高压的氛围，使污染物中难处理的有机物或含碳物质充分反应，从而处理三废物料中的污染物，进一步的使得污染物反应转化为工艺介质，把污染物变为有用的资源，达到降低碳排放和降低污染物处理费用的目的。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.根据本发明的第一方面，一种三废混燃气化炉系统，包括气化炉和三废进料装置，其中三废物料通过三废进料装置进入气化炉的燃烧室；三废物料为煤化工装置生产过程中产生的污染物，包括废固、废液和废气。
8.进一步地，还包括顶置有氧烧嘴和侧置无氧烧嘴，所述气化炉的燃烧室上连接有所述顶置有氧烧嘴以及侧置无氧烧嘴，所述顶置有氧烧嘴位于所述气化炉的燃烧室顶部，所述侧置无氧烧嘴位于所述气化炉的燃烧室直筒段的侧面上。
9.进一步地，所述气化炉的燃烧室为耐火砖型式；或，所述气化炉的燃烧室为水冷壁型式。
10.进一步地，所述气化炉的底部设有激冷室，经过燃烧室排出的高温物料通过辐射废锅或其它热回收装置后再进入激冷室冷却；或，经过燃烧室排出的高温物料也可以直接进入激冷室冷却。
11.进一步地，所述气化炉的原料煤进料为干法进料；或，所述气化炉的原料煤进料为湿法进料。
12.进一步地，设置单独废气进口，废气经加压后进入所述气化炉的燃烧室的出渣口处，使高温合成气携带的灰渣温度快速降低到灰熔点以下，使其失去粘性，快速形成玻璃体。
13.进一步地，废固为有一定热值可燃烧的固体污染物；废液为碱性或中性的液体污染物，废液为有机废液或无机废液；废气为含有氢气、一氧化碳、甲烷或其它成分的废气。
14.进一步地，煤和氧气通过所述顶置有氧烧嘴进入所述气化炉的燃烧室；废气、废固及废液通过所述侧置无氧烧嘴进入所述气化炉的燃烧室。
15.进一步地，废固、废液或水制成料浆，通过加压装置进入烧嘴。
16.进一步地，所述侧置无氧烧嘴设置多个，多个所述侧置无氧烧嘴呈对称布置，所述侧置无氧烧嘴内的物料呈径向方向对称喷射。
17.本发明具有如下优点：通过利用煤化工装置中的气化炉生产化工产品的同时处理厂内难以处理的三废物料，把三废物料转化为化工产品；减少了企业处理三废物料的费用，同时还能达到减少碳排放的目的，具有巨大的经济和社会效益。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
19.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
20.图1为本发明一些实施例提供的一种三废混燃气化炉系统的剖面图。
21.图中：11、气化炉，12、洗气塔，13、黑水闪蒸和沉降装置，14、废固和废液制浆装置，15、料浆泵，16、闪蒸气压缩机，17、co变换装置，18、低温甲醇洗装置，19、液氮洗装置，20、变压吸附装置，21、废气压缩机；
22.201、粗合成气，202、细灰，203、废液，204、废固，205、闪蒸放空气，206、废固液料浆，207、低甲闪蒸气，208、液氮洗闪蒸气，209、液氮洗解吸气，210、变压吸附解吸气，211、工艺气，212、氢气，213、汽提气；
23.31、顶置有氧烧嘴，32、侧置无氧烧嘴。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明
书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.如图1所示，本发明第一方面实施例中的一种三废混燃气化炉系统，包括气化炉11和三废进料装置，其中三废物料通过三废进料装置进入气化炉11的燃烧室；三废物料为煤化工装置生产过程中产生的污染物，包括废固204、废液203和废气。
26.在上述实施例中，需要说明的是，废固204为有一定热值的固体污染物，如厂内的生化污泥、气化装置的细渣、有机废催化剂等；废液203为碱性或中性的液体污染物，废液203可以是有机废液203，也可以是无机废液203，如甲醇、乙醇、乙二醇、烯烃、废机油等废液203；废气为含有氢气212、一氧化碳、甲烷等成分的废气。
27.上述实施例达到的技术效果为：通过利用煤化工装置中的气化炉生产化工产品的同时处理厂内难以处理的三废物料，把三废物料转化为化工产品；减少了企业处理三废物料的费用，同时还能达到减少碳排放的目的，具有巨大的经济和社会效益。
28.可选的，如图1所示，在一些实施例中，还包括顶置有氧烧嘴31和侧置无氧烧嘴32，气化炉11的燃烧室上连接有顶置有氧烧嘴31以及侧置无氧烧嘴32，顶置有氧烧嘴31位于气化炉11的燃烧室顶部，侧置无氧烧嘴32位于气化炉11的燃烧室直筒段的侧面上。
29.在上述可选的实施例中，需要说明的是，设置废固和废液制浆装置14，用于把废固204与煤化工生产过程中产生的有机废液203、废机油混合制成料浆；为制得稳定的料浆，制浆过程中可以根据物料情况加入适当的添加剂，以达到良好的稳定性。废气和制好的料浆通过加压装置经气化炉11侧部的侧置无氧烧嘴32进气化炉11的燃烧室。
30.可选的，如图1所示，在一些实施例中，气化炉11的燃烧室为耐火砖型式；或，气化炉11的燃烧室为水冷壁型式。
31.可选的，如图1所示，在一些实施例中，气化炉11的底部设有激冷室，经过燃烧室排出的高温物料通过辐射废锅或其它热回收装置后再进入激冷室冷却；或，经过燃烧室排出的高温物料也可以直接进入激冷室冷却。
32.可选的，如图1所示，在一些实施例中，气化炉11的原料煤进料为干法进料；或，气化炉11的原料煤进料为湿法进料。
33.可选的，如图1所示，在一些实施例中，设置单独废气进口，废气经加压后进入气化炉11的燃烧室的出渣口处，使高温合成气携带的灰渣温度快速降低到灰熔点以下，使其失去粘性，快速形成玻璃体。
34.可选的，如图1所示，在一些实施例中，废固204为有一定热值可燃烧的固体污染物；废液203为碱性或中性的液体污染物，废液203为有机废液203或无机废液203；废气为含有氢气212、一氧化碳、甲烷或其它成分的废气。
35.可选的，如图1所示，在一些实施例中，煤和氧气通过顶置有氧烧嘴31进入气化炉11的燃烧室；废气、废固204及废液203通过侧置无氧烧嘴32进入气化炉11的燃烧室。
36.可选的，如图1所示，在一些实施例中，废固204、废液203或水制成料浆，通过加压装置进入烧嘴。
37.可选的，如图1所示，在一些实施例中，侧置无氧烧嘴32设置多个，多个侧置无氧烧嘴32呈对称布置，侧置无氧烧嘴32内的物料呈径向方向对称喷射。
38.在气化炉11的燃烧室内，废固204中的碳与h2o、co2发生如下反应，生成h2、co；c h2o＝co h2；c co2＝2co；废气中的ch4与h2o也发生反应，生成h2、co，反应式：ch4 h2o＝co 3h2。
39.三废混燃气化炉11的燃烧室上连接有两种进料烧嘴，一种是顶置有氧烧嘴31，一种是侧部无氧烧嘴。煤和氧气通过顶置有氧烧嘴31进入气化炉11的燃烧室，煤与氧气发生剧烈气化反应，并产生热量，使燃烧室温度维持在煤灰熔点以上；三废物料通过侧置无氧烧嘴32进入气化炉11的燃烧室，烧嘴呈对称布置，三废物料在燃烧室内激烈碰撞，使三废物料充分反应，三废物料转化率高；无氧烧嘴物料的二次气化反应流场有效延长了顶置有氧烧嘴31物料的一次气化反应物料在燃烧室内的停留时间，提高了煤气化的碳转化率。
40.在气化炉11的燃烧室下渣口处设置废气激冷装置，废气经加压后通过废气激冷装置进入气化炉11的燃烧室出渣口处，使高温合成气携带的灰渣温度快速降低到灰熔点以下，使其失去粘性，快速形成玻璃体，废固204中反应后残留灰渣转变为无害的物质。
41.一种三废混燃气化炉系统的使用方法包括以下步骤：
42.气化炉11上部为燃烧室部分，原料煤、氧气通过气化炉顶置有氧烧嘴31进入气化炉11的燃烧室，三废物料通过气化炉侧置无氧烧嘴32进入气化炉11的燃烧室，原料煤、氧气及三废物料在燃烧室高温高压环境下，发生负责的氧化还原反应，生成的粗合成气和熔渣通过渣口进入辐射废锅回收热量，气化炉11下部为激冷室，经过热量回收后的粗合成气和熔渣进入激冷室冷却洗涤；粗渣通过气化炉下部排出，粗合成气夹带少部分细灰进入洗气塔12，在洗气塔12洗去细灰后粗合成气201进入co变换装置17；洗气塔12的高温高压黑水进入黑水闪蒸和沉降装置13回收热量和分离细灰；分离出的细灰202、厂内的废液203及废固204在废固和废液制浆装置14中制成稳定的料浆，废固液料浆206通过料浆泵15加压后经过气化炉侧置无氧烧嘴32进入气化炉11的燃烧室。
43.粗合成气201经过co变换装置17、低温甲醇洗装置18、液氮洗装置19、变压吸附装置20后得到干净的工艺气211和氢气212等气体；黑水闪蒸和沉降装置13的闪蒸放空气205、co变换装置17工段的汽提气213、液氮洗装置19的液氮洗解吸气209和变压吸附装置20的变压吸附解吸气210通过废气压缩机21加压后，经过气化炉侧置无氧烧嘴32进入气化炉11的燃烧室。
44.低温甲醇洗装置18的低甲闪蒸气207和液氮洗装置19的液氮洗闪蒸气208通过闪蒸气压缩机16加压后，进入气化炉11的燃烧室下渣口的废气激冷装置，使高温合成气携带的灰渣温度快速降低到灰熔点以下，使其失去粘性，快速形成玻璃体，转化为无害的固体物质。
45.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
46.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。