体采用煤的工业分析方法GB/T212-2008、煤的发热量测 定方法GB/T213-2008、煤中全水分的测定方法GB/T211-2007、煤中碳和氢的测定方法GB/ T476-2008、煤灰成分分析方法GB/T1574-2007、煤中全硫的测定方法GB/T214-2007、煤的 可磨性指数测定方法哈德格罗夫法GB/T2565-2014、煤中砷的测定方法GB/T3058-2008、煤 中氯的测定方法GB/T3558-1996等国标所述的标准方法、天然气采用天然气的组成分析气 相色谱法GB/T13610-2003标准方法、氧气采用工业氧GB/T3863-2008标准方法以及过热蒸 汽进行了相关分析，其分析结果分别列于下表1-4中：
[0091] 表1:煤质粉体分析结果
【主权项】
1. 一种以炭质粉体和天然气/甲烷为原料生产合成气的方法，其特征在于该方法的步 骤如下： 炭质粉体与天然气/甲烷分别通过位于反应炉（1)顶部多通道喷嘴（2)的炭质粉体通 道（15)与天然气/甲烷通道（16)送到多通道喷嘴（2)的球状内置预混舱（20)中充分预 混，得到的预混物在多通道喷嘴（2)出口处与由气化剂通道（17)送来的气化剂汇合，接着 送到反应炉（1)的反应室（22)中，所述的预混物与所述的气化剂在温度1200~1500°C与 压力I. 0~10.OMPa的条件下进行共气化反应；气化反应生成物接着连续通过箱式激冷筒 (24)、筒状水幕墙（28)和激冷水浴槽（27)三级冷却换热，再通过安装在筒状水幕墙（28) 底部的外旋式切灰器（29)进行气固分离，得到灰渣与含有少量飞灰的合成气； 所述的灰渣进入激冷水浴槽（27)，在激冷水中沉降并从激冷水浴槽（27)底部渣口（7) 排出，送到渣处理系统进行处理；滞留在激冷水浴槽（27)中的激冷水为含有细粒灰渣的炭 黑水，从激冷水浴槽（27)下部的激冷水浴槽炭黑水管道（9)排出； 所述的含有少量飞灰的合成气上行冲破激冷水浴槽（27)激冷水浴，从位于激冷水浴 槽（27)拱顶部的合成气出口（30)排出，通过合成气管道（8)进入文氏管洗涤器（10)中， 与由洗气水管道（12)送来的加压洗气水交汇，进行水气间换热与浸润飞灰，混匀的气液固 混合物进入湿式除灰塔（11); 来自文氏管洗涤器（10)的合成气与飞灰在湿式除灰塔（11)内继续与由洗气水管道 (12)送来的加压洗气水进行换热与浸润；从湿式除灰塔（11)顶部合成气管道（8)排出含 有水蒸气的合成气，而被水充分浸润的飞灰沉降到湿式除灰塔（11)底部的水浴中，得到的 湿式除灰塔炭黑水通过湿式除灰塔炭黑水管道（13)与来自激冷水浴槽炭黑水管道（9)排 出的炭黑水汇流后一起经黑水总管道（14)排往后续黑水处理工段进行处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的反应炉（1)由反应炉体（23)、箱式 激冷筒（24)、激冷水浴槽（27)与筒状水幕墙（28)组成；反应炉体（23)的内部空间构成反 应室（22)，所述的反应室（22)是一种直径与高之比为1 :2~5的圆筒体，所述反应室（22) 的壁衬有由耐火材料制成的预制品或砌筑品。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的多通道喷嘴（2)由炭质粉体通道 (15)、天然气/甲烷通道（16)、气化剂通道（17)、设置冷却液入口（18)和冷却液出口（19) 的冷却液通道与球状内置预混舱（20)组成，这些通道由里向外顺序地按照套筒方式同轴 装配；所述的球状内置预混舱（20)的外径与天然气/甲烷通道（16)的内径相同，并且它的 中心线与炭质粉体通道（15)中心线重合；在球状内置预混舱（20)壁上均匀分布预混舱天 然气/甲烷入孔（21);天然气/甲烷与炭质粉体在球状内置预混舱（20)中预混后沿中心 线方向离开球状内置预混舱（20)，进入反应室（22)中。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述箱式激冷筒（24)是一种夹套式环形箱 体，它由内圆筒、外圆筒与位于它们两端的法兰组成，所述内圆筒与反应室（22)的直径相 同，并且它们的中心线重合，其中一端法兰与反应炉（1)的下端连接，另一端法兰与激冷水 浴槽（27)上端连接；在外圆筒壁上对称分布箱式激冷筒入水孔（25)，在内圆筒形壁上对称 分布若干碗口面积为S的碗型凹面塌陷，在所述碗型凹面塌陷底部开有横截面积为s的出 水孔（26)，出水孔（26)带压水流沿俯角0方向喷出，且S= 5s，2°兰0兰6° ; 所述筒状水幕墙（28)由管筒与位于管筒两段的法兰构成，所述的管筒与所述的箱式 激冷筒（24)的直径相同，并且它们的中心线重合，所述的管筒一端通过法兰与箱式激冷筒 (24)连接，所述的管筒另一端通过法兰与外旋式切灰器（29)连接；由箱式激冷筒（24)的 出水孔（26)喷出俯角0的带压水流被内圆筒改变方向后，沿管筒壁均匀形成一种厚度 6~IOmm的下行水帘，从而使来自反应室（22)的共气化产物被均匀激冷。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述外旋式切灰器（29)由若干相对反应炉 (1)中心线外旋的方形卷角齿片（31)组成，这些方形卷角齿片（31)沿着反应炉（1)中心轴 对称均匀分布，形成半包围状；来自反应炉（1)的共气化生成物通过箱式激冷筒（24)与筒 状水幕墙（28)后，接着通过安装在筒状水幕墙（28)底部的外旋式切灰器（29)，所述共气化 反应生成物中的灰渣被外旋的卷角齿片（31)切割下来，沉降于激冷水浴槽（27)中，而合成 气上行冲破激冷水浴槽（27)激冷水层，从位于激冷水浴槽（27)拱顶部的合成气出口（30) 排出。
6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述激冷水浴槽（27)是一种由拱顶、 圆锥底与中间圆筒组成的压力容器，在所述中间圆筒的中部配备液位限制器。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的炭质粉体是一种或多种选自煤制粉 体、生物质制粉体或城市垃圾制粉体的炭质粉体。
8. 根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于所述炭质粉体的最大粒径y= 76ym， 它的含水量是以重量计2. 0%以下。
9. 根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于所述的气化剂是一种或多种选自纯 氧、氧含量为以体积计92. 0~99. 6%的富氧气体、由纯氧与水蒸汽按照体积比1:0. 25~ 0. 35组成的混合物或由所述富氧气体与水蒸汽按照体积比1:0. 2~0. 3组成的混合物的气 化剂。
10. 根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于所述合成气的（CCHH2)含量是以体积 计85. 0~95. 0%，H2含量以体积计43. 0~68. 0%，其中H2/CO摩尔比是I. 0~2. 5。
【专利摘要】本发明涉及一种以炭质粉体和天然气/甲烷为原料生产合成气的方法，该方法包括炭质粉体和天然气/甲烷以及气化剂在温度1200～1500℃与压力1.0～10.0MPa条件下发生共气化反应，反应生成物通过冷却系统激冷换热后，固体灰渣排往界外，合成气产物再通过文氏管洗涤器和湿式除灰塔进行除灰和降温处理，得到高浓度合成气，合成气中CO+H2体积含量85.0～95.0％，其中H2含量43.0～68.0％，反应炉和湿式除灰塔底部排出的炭黑水排往黑水处理工段处理。本发明方法原料取材范围广、生产能力大，清洁环保，适应于工业化大规模制取原料气的多线生产。
【IPC分类】C10J3-74, C10J3-48, C10J3-72, C10J3-84, C10J1-20
【公开号】CN104694170
【申请号】CN201510134148
【发明人】崔意华, 徐红东, 林益安, 刘军, 杨云龙, 赵蒙, 王锦, 曾梅, 门长贵, 贺根良, 徐宏伟
【申请人】西北化工研究院, 陕西省煤化工工程技术研究中心
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月25日