一种具有多元浆料的水煤浆气化系统及控制方法与流程

本发明涉及水煤浆气化，特别涉及一种具有多元浆料的水煤浆气化系统及控制方法。

背景技术：

1、煤化工通过煤气化的方式获得一氧化碳和氢气为主的合成气后再进一步合成制造化学品或燃料。通过将原煤制备成煤浆后再与纯氧进行气化反应制备合成气是煤气化技术的主要应用方向。随着工业的发展和国家及产业政策的要求，煤化工项目的产能规模越来越大，对单套气化装置的产气量和处理能力、对原材料的多元化和适应性的要求也越来越高，对消耗和效率、生产的稳定性和运行周期、运行成本的要求也越来越高。

2、目前的水煤浆气流床气化技术中，对原材料的要求比较高、适应性较差，煤种变化时易不挂渣损坏内壁或堵渣，影响设备运行。随着国家政策对项目规模大型化、高效化、节能化要求的不断提高，亟需一种能够实现原料多元化且气化效率较高的水煤浆气化系统。

技术实现思路

1、为此，本发明提出了原料多元化且气化效率较高的水煤浆气化系统及控制方法。

2、针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有多元浆料的水煤浆气化系统，包括：气化炉，所述气化炉上侧设有点火烧嘴与至少一个浆料烧嘴；合成气管路，与所述气化炉的排气口连通，所述合成气管路上设有气体分析仪；若干原料供给装置、研磨制浆设备以及浆料罐，若干原料供给装置分别通过进料管路与所述研磨制浆设备的进料口连通，所述研磨制浆设备的出料口与所述浆料罐连通，所述浆料罐的出料管路与所述气化炉的浆料烧嘴连通；其中，若干所述进料管路上分别设置流量检测装置，所述研磨制浆设备的出料侧设有浆料分析装置；控制单元，所述控制单元根据所述浆料分析装置的检测信号和/或气体分析仪的检测信号控制原料供给装置中不同原料的排料量。

4、本发明的部分实施方式中，所述原料供给装置包括固态原料供给装置与液态原料供给装置，所述固态原料供给装置包括原煤供给装置、主焦供给装置、干化污泥供给装置；所述液态原料供给装置包括制浆水供给装置、有机废水供给装置。

5、本发明的部分实施方式中，所述气化炉包括三个浆料烧嘴，所述浆料罐对应设有三个出料管路，每个所述出料管路上设有浆料泵。

6、本发明的部分实施方式中，所述气化炉包括水冷壁，所述水冷壁内设有水冷通道，所述水冷通道通过循环管路与冷却水供给装置连通，所述循环管路上设有循环泵。

7、本发明的部分实施方式中，所述循环管路上还设有废热锅炉，所述气化炉的水冷通道的出口与所述废热锅炉的进口连通，所述废热锅炉的出口管路连通至制浆水加热器、浆料加热器以及氧气加热器中的一种或多种，其中，所述制浆水加热器用于对液态原料供给装置与研磨制浆设备之间的管路进行加热，所述浆料加热器用于加热所述浆料罐的出料管路，所述氧气加热器用于加热氧气供给管路。

8、本发明的部分实施方式中，所述制浆水供给管路、所述浆料罐的出料管路以及所述氧气供给管路上分别设有温度检测装置，所述控制单元根据温度检测单元的检测信号控制进入所述浆水加热器、浆料加热器以及氧气加热器的流量。

9、本发明的部分实施方式中，还包括用于检测水冷通道热通量的热通量检测仪，控制单元根据热通量检测仪的检测信号控制气化炉的温度。

10、本发明同时提供具有多元浆料的水煤浆气化系统的控制方法，包括：

11、s1.燃料气点火：气化炉内压力达到第一设定压力值时，燃料气和氧气按第一设定流量通过点火烧嘴进入气化炉并被点燃，完成气化炉的点火；

12、s2.气化炉升压：提高燃料气和氧气的流量，直至气化炉内压力达到第二设定压力值；

13、s3.水煤浆与氧气投料：控制若干进料管路的流量，使若干原料供给装置按设定比例进入研磨制浆设备，经所述研磨制浆设备研磨后的浆料进入浆料罐内搅拌均匀后通过浆料烧嘴依次或同时进入气化炉；根据浆料分析装置的检测信号控制各个进料管路的流量；经过第一设定工作时间后，根据气体分析仪的检测信号控制所述研磨制浆设备中不同原料的进料量。

14、本发明的部分实施方式中，步骤s3中，经过第一设定工作时间后，根据气化炉的热通量控制进入气化炉的浆料与氧气的流量。

15、本发明的部分实施方式中，当气化炉的热通量达到设定值时，控制循环泵以及废热锅炉打开，并根据所述制浆水供给管路、所述浆料罐的出料管路以及所述氧气供给管路上的温度检测单元的检测信号控制进入所述浆水加热器、浆料加热器以及氧气加热器的流量。

16、本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

17、本发明提供的具有多元浆料的水煤浆气化系统中，设置若干原料供给装置实现原料的多元化，拓展了原料来源，将有环境污染、不容易处理或处理成本高的污泥、固体和液体残渣、有机废水等废弃物转变为原料，利用气化炉内的高温将其转化成co和h2为主的合成气，同时，控制单元可根据混合后浆料分析装置的检测信号和/或合成气管路的气体分析仪的检测信号控制原料供给装置中不同原料的排料量，避免气化装置效率下降，消耗增加。

18、进一步地，固态原料供给装置提供的干化污泥供给装置提供污泥或固态废渣等往往具有热值低、灰含量高、灰组成和黏温特性与主原料不同等特点，其能够调节主原料的灰含量、灰组成、黏温特性等作用，以达到稳定挂渣、排渣，与适宜气化温度相匹配的作用。液态原料供给装置中有机废水供给装置提供的液态辅助原料中含有大量的水，一定程度上能够取代制浆水，达到节水的目的；同时其含有一定量的常规工艺难以处理的有机物等，其在气化炉高温环境下被转化和处理，达到一定的环保和经济收益。

技术特征：

1.一种具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，所述原料供给装置包括固态原料供给装置与液态原料供给装置，所述固态原料供给装置包括原煤供给装置、主焦供给装置、干化污泥供给装置；所述液态原料供给装置包括制浆水供给装置、有机废水供给装置。

3.根据权利要求1所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，所述气化炉包括三个浆料烧嘴，所述浆料罐对应设有三个出料管路，每个所述出料管路上设有浆料泵。

4.根据权利要求1所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，所述气化炉包括水冷壁，所述水冷壁内设有水冷通道，所述水冷通道通过循环管路与冷却水供给装置连通，所述循环管路上设有循环泵。

5.根据权利要求4所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，所述循环管路上还设有废热锅炉，所述气化炉的水冷通道的出口与所述废热锅炉的进口连通，所述废热锅炉的出口管路连通至制浆水加热器、浆料加热器以及氧气加热器中的一种或多种，其中，所述制浆水加热器用于对液态原料供给装置与研磨制浆设备之间的管路进行加热，所述浆料加热器用于加热所述浆料罐的出料管路，所述氧气加热器用于加热氧气供给管路。

6.根据权利要求5所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，所述制浆水供给管路、所述浆料罐的出料管路以及所述氧气供给管路上分别设有温度检测装置，所述控制单元根据温度检测单元的检测信号控制进入所述浆水加热器、浆料加热器以及氧气加热器的流量。

7.根据权利要求1所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统，其特征在于，还包括用于检测水冷通道热通量的热通量检测仪，控制单元根据热通量检测仪的检测信号控制气化炉的温度。

8.一种权利要求1-7任一所述具有多元浆料的水煤浆气化系统的控制方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统的控制方法，其特征在于，步骤s3中，经过第一设定工作时间后，根据气化炉的热通量控制进入气化炉的浆料与氧气的流量。

10.根据权利要求9所述的具有多元浆料的水煤浆气化系统的控制方法，其特征在于，当气化炉的热通量达到设定值时，控制循环泵以及废热锅炉打开，并根据所述制浆水供给管路、所述浆料罐的出料管路以及所述氧气供给管路上的温度检测单元的检测信号控制进入所述浆水加热器、浆料加热器以及氧气加热器的流量。

技术总结
本发明公开一种具有多元浆料的水煤浆气化系统及控制方法，属于水煤浆气化领域。该气化系统包括气化炉，所述气化炉上侧设有点火烧嘴与至少一个浆料烧嘴；合成气管路，与所述气化炉的排气口连通，所述合成气管路上设有气体分析仪；若干原料供给装置、研磨制浆设备以及浆料罐，若干原料供给装置分别通过进料管路与所述研磨制浆设备的进料口连通，所述研磨制浆设备的出料口与所述浆料罐连通，所述浆料罐的出料管路与所述气化炉的浆料烧嘴连通；其中，若干所述进料管路上分别设置流量检测装置，所述研磨制浆设备的出料侧设有浆料分析装置；控制单元，所述控制单元根据所述浆料分析装置的检测信号和/或气体分析仪的检测信号控制原料供给装置中不同原料的排料量。本发明在保证气化效率的前提下实现了气化炉的多元化进料。

技术研发人员：闫国春,单育兵,万国杰,高鑫,徐江,李艺,李民,张世杰,郭云飞,赵瑞强
受保护的技术使用者：中国神华煤制油化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29