專利名稱：：一種激冷式漿態(tài)或粉態(tài)含碳物料的氣化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種含碳類物料的氣化方法，具體涉及一種激冷式漿態(tài)或粉態(tài)含碳物料的氣化方法。
背景技術(shù)：
：煤氣化技術(shù)是煤炭清潔轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)之一，是煤化工過程的工業(yè)基礎(chǔ)。氣化爐從初期固定床(上世紀(jì)20年代)、流化床(上世紀(jì)30年代)到近期的氣流床。氣流床氣化技術(shù)因煤種適應(yīng)范圍比較廣，氣化溫度、壓力高，易于大型化，已成為煤氣化技術(shù)發(fā)展的主流方向。國際上有代表性的氣流床氣化技術(shù)主要有，按進(jìn)料狀態(tài)劃分為以水煤漿為原料的GE(前Texaco，U.S.pat.4,637,823，4,527997，5,281,243)氣化技術(shù)和GlobalE-Gas氣化技術(shù)，以干粉煤為原料的Shell(U.S.pat.4,799,356)氣化技術(shù)、Prenflo氣化技術(shù)和GSP氣化技術(shù)；按高溫合成氣的冷卻方式劃分為激冷式(如GE、GlobalE-Gas、GSP)和廢熱鍋爐式(如GE、Shell、Prenflo)。由于現(xiàn)有技術(shù)均采用廢熱鍋爐冷卻高溫合成氣的氣化工藝，其出氣化裝置的合成氣中水份含量低，而對于化工合成來說往往需要將合成氣變換成富含H2的氣體，這就需要向合成氣中添加大量水蒸汽才能完成變換反應(yīng)，廢熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽被送至后續(xù)的變換單元，此時需要再次加熱來進(jìn)行變換反應(yīng)，由此可見，采用廢熱鍋爐冷卻高溫合成氣無助于降低化工合成系統(tǒng)的總體能耗，相反使得氣化裝置投資大，設(shè)備復(fù)雜?，F(xiàn)有的采用水激冷式冷卻高溫合成氣體的氣化工藝，如GE水煤漿氣化工藝，存在的主要缺陷有碳的轉(zhuǎn)化率較低，僅為9495%，有效氣成分低，以煤漿為原料時其C0+H2為7881%;氣化爐洗滌冷卻室渣水氣的分離效果差，灰水夾帶嚴(yán)重，液位難以控制；出氣化裝置的合成氣的灰含量高，從而嚴(yán)重影響了后續(xù)變換單元中的催化劑的壽命；灰水水質(zhì)差，易結(jié)垢、堵塞，影響氣化系統(tǒng)長周期運行。鑒于此，企業(yè)界殷切盼望有關(guān)的科技工作者研發(fā)一種能長周期穩(wěn)定運行、效能俱佳的氣化方法及其裝置。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開一種激冷式漿態(tài)或粉態(tài)含碳物料的氣化方法，能達(dá)到如下的技術(shù)效果。(1)氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)99%以上，至少比現(xiàn)有技術(shù)高4個百分點，且合成氣的有效成分(CO+H2)高達(dá)90%以上，負(fù)荷調(diào)節(jié)比較靈活。(2)生成的合成氣，指被送至下游的合成氣，不僅灰含量低，能降至lmg/Nm3以下，而且具有較佳的水氣比，即水蒸汽/干基合成氣兩者的體積比為1.31.5/1,有利于下游合成工業(yè)的利用。(3)黑水熱量回收充分與凈化效果好，灰水水質(zhì)好，無結(jié)垢堵塞現(xiàn)象；不僅氣化過程中的能耗、氧耗、水耗均較低，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，而且可實現(xiàn)長周期的高效穩(wěn)定運行，至少能持續(xù)運轉(zhuǎn)半年以上。本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的；首先創(chuàng)造煤高效氣化的必要條件(1)通過煤的高度粉碎，使它與氧和水/水蒸汽以及其它物料在氣化爐中高度分散和均勻接觸，來提高碳的轉(zhuǎn)化率，有效的降低煤耗。(2)通過調(diào)控煤、水/水蒸汽、氧或其它物料的合理比例，使本發(fā)明生產(chǎn)的合成氣(C0+H2)不僅有效氣成分高，而且與合成氣初步凈化工藝聯(lián)合使水蒸氣/干基合成氣的體積比穩(wěn)定在1.31.5/1，這樣的合成氣不僅有利于下游工業(yè)的利用，而且由于合理配置水資源，總體上更有利于降低水耗和能耗。其次，通過合理設(shè)置多層次的合成氣初步凈化工藝，使出系統(tǒng)的合成氣的含灰量降至1mg/Nm3以下。第三，通過合理設(shè)置廢熱回收工藝，使氣化過程產(chǎn)生的熱量予以良好的回收和利用。第四，通過合理設(shè)置黑水處理和凈化利用工藝，不僅使黑水轉(zhuǎn)變成灰水，予以循環(huán)利用(合理使用水資源，有利于降低水耗和消除廢水排放污染)，而且凈化后的灰水水質(zhì)良好，防止了產(chǎn)生結(jié)垢堵塞，為氣化過程實現(xiàn)長周期的高效穩(wěn)定運行創(chuàng)造了必要條件。按照上述構(gòu)思，本發(fā)明亦是這樣實現(xiàn)的一、多噴嘴對置式氣化工藝首先將煤物料(包括其它含烴類物料)進(jìn)行粉碎至粒徑為10150微米的粉態(tài)和漿態(tài)，旨在大幅度提高煤的表面積，增加煤在氣化過程中與氧和水/水蒸汽以及其它物料的接觸界面，有效降低氣化反應(yīng)過程中的傳遞阻力。其次將上述煤物料，氧和水/水蒸汽/C02通過對置式噴嘴一起噴入氣化爐中，使參與氣化反應(yīng)的物料在高度均勻混合，創(chuàng)造良好的氣化剔案件，實現(xiàn)煤的燃燒、轉(zhuǎn)換，制成優(yōu)質(zhì)的合成氣。其中所說的氣化爐為一種至少設(shè)有兩對對置式噴嘴的氣化爐，除了使用中國專利ZL98110616.1所說的多噴嘴對置式氣化爐外，還包括將GE(前Texaco)氣化爐，Shell氣化爐和GSP氣化爐均可按照本發(fā)明的需求稍加改造，即至少設(shè)置兩對對置式噴嘴這一要求，就可作為本發(fā)明中一種氣化爐中使用。上述的氣化爐在操作壓力為38MPaG，操作溫度12001700'C，物料比為煤(作為含烴類物料的代表)，按噸/小時計40120，采用漿態(tài)進(jìn)料時水，按噸/小時計15100，99%的純氧，按NmV小時計2萬10萬，采用粉態(tài)進(jìn)料時過熱蒸汽，按噸/小時計1.624，99%的純氧，按Nm7小時計2萬8萬。的條件下進(jìn)行煤物料的燃燒與轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成優(yōu)質(zhì)合成氣，物料中的碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上，其中漿態(tài)進(jìn)料時有效氣成分達(dá)84%以上，粉態(tài)進(jìn)料時有效成分達(dá)90%以上。氣化爐可采用耐火磚襯里，也可采用水冷壁襯里。當(dāng)采用水冷壁襯里時，鍋爐水經(jīng)泵增壓后，泵至氣化室下部水冷壁的水人口進(jìn)入水冷壁中，產(chǎn)生的蒸汽或者過熱水或者二者的混合物從設(shè)在氣化爐上部的排出口進(jìn)入廢熱鍋爐。在氣化爐的下半部的洗滌冷卻室中附設(shè)有16層破泡板，它有利于改善渣，水，氣的分離效果。二、合成氣的初步凈化工藝合成氣的初凈工藝包括洗滌冷卻室的洗滌除灰，混合器的噴霧洗滌除灰和水洗塔的洗滌除灰三個工藝步驟，在洗滌除灰過程中，同時伴隨著熱量回收，具體描述如下出氣化爐的合成氣經(jīng)激冷水環(huán)噴出的帶壓激冷水激冷后沿下降管進(jìn)入洗滌冷卻室洗滌除灰(同時進(jìn)一步冷卻)；然后通過破泡板除沫后，由設(shè)在氣化爐側(cè)面的合成氣出口進(jìn)入混合器中，通過混合器的噴霧洗滌(附設(shè)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣液分離)和水洗塔洗滌除灰后的合成氣，其含灰量降至1mg/Nm3以下，最后從水洗塔的頂部排出，優(yōu)質(zhì)合成氣送至下游的生產(chǎn)裝置。上述初步凈化工藝中所說的混合器，除了采用文丘里式裝置外，還包括設(shè)置多個噴霧頭的管道式裝置。通過來自激冷水泵的帶壓水分流進(jìn)入混合器，對合成氣進(jìn)行充分的潤濕除灰(同時伴隨換熱)，然后進(jìn)入旋風(fēng)分離器。在旋風(fēng)分離器中，來自混合器的已充分潤濕的除灰合成氣流進(jìn)行氣液分離，其中分離出來的黑水，由下出口經(jīng)減壓后排入蒸發(fā)熱水塔，合成氣則從旋風(fēng)分離器頂部排出，進(jìn)入水洗塔。在水洗塔中，來自于下游的高溫冷凝水和來自于蒸發(fā)熱水塔的熱水室的熱水同時被泵入水洗塔的上部，對合成氣進(jìn)行洗滌除灰，經(jīng)進(jìn)一步洗滌除灰的合成氣由水洗塔頂部出口送至下游的生產(chǎn)線。總之，通過上述的初步凈化工藝，保證本發(fā)明所得的合成氣，其含灰量降至1mg/Nm3以下，同時使水氣比，即使水蒸氣/合成氣(干基)的體積比被調(diào)控至1.31.5/1的范圍內(nèi)。三、黑水的熱量回收工藝在氣化過程中產(chǎn)生的熱量，除了為完成轉(zhuǎn)換反應(yīng)所需的熱耗外，其余的熱量主要被如下三方面帶走。即，一部分熱能被爐壁吸收傳導(dǎo)帶走，大部分被合成氣和黑水帶走。下面就黑水的熱量回收工藝具體描述如下黑水，主要來自氣化爐下部的洗滌冷卻室產(chǎn)生的黑水，以及來自于旋風(fēng)分離器分離出來的黑水和水洗塔產(chǎn)生的黑水，將上述三部分黑水匯集經(jīng)減壓后送入蒸發(fā)熱水塔，在蒸發(fā)熱水塔中，黑水在蒸發(fā)室中部分水被氣化蒸發(fā)(同時使黑水被相對濃縮)，氣化的蒸汽以及被黑水夾帶的釋放出來的不凝性可燃?xì)庖黄疬M(jìn)入蒸發(fā)熱水塔的熱水室，被來自下游的低溫冷凝水和來自脫氧水槽的混合水，以及來自灰水槽經(jīng)分散劑處理后的灰水直接冷卻冷凝(換熱)，其中蒸汽被冷凝后滯留在熱水室中，不凝性可燃?xì)鈴臒崴业捻敳颗懦?，?jīng)換熱器經(jīng)一步換熱后再進(jìn)入氣液分離器，經(jīng)氣液分離器后，不凝性可燃?xì)鈴捻敳颗懦?，它可以被送至火炬或去其它裝置回收利用。熱水室中的熱水被泵入水洗塔去執(zhí)行水洗和換熱任務(wù)。被初步濃縮的黑水則從蒸發(fā)熱水塔的蒸發(fā)室的下側(cè)面出口導(dǎo)入低壓閃蒸器。在低壓閃蒸器中，來自熱水塔蒸發(fā)室的黑水，在低壓下被閃蒸，同時使黑水被進(jìn)一步濃縮(低壓閃蒸的目的旨在進(jìn)一步回收黑水中的熱量)，閃蒸產(chǎn)生的蒸汽，從閃蒸器頂部排入脫氧水槽，藉助外來的軟水予以直接冷凝并滯留在脫氧水槽中，并和軟水構(gòu)成混合水，然后被泵入蒸發(fā)熱水塔的熱水室中，參與熱水室的換熱后，繼而被導(dǎo)入水洗塔。經(jīng)低壓閃蒸器濃縮的黑水，從低壓閃蒸器的下側(cè)面導(dǎo)入真空閃蒸器。四、黑水處理與循環(huán)利用工藝在真空閃蒸器中，將來自低壓閃蒸器的黑水，以及來自排渣裝置的黑水進(jìn)行真空閃蒸處理，黑水在真空下被進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮，產(chǎn)生的蒸汽從真空閃蒸器的頂部排出，經(jīng)冷凝器冷卻后，進(jìn)入氣液分離器(或陳真空閃蒸氣液分離器)處理，被濃縮的黑水則由真空閃蒸器底部導(dǎo)入澄清槽。在澄清槽中將來自真空閃蒸器濃縮黑水在攪拌下于絮凝劑混合后，予以靜止澄清，至少靜止半小時后，將澄清槽上部的澄清液一灰水導(dǎo)入灰水槽，底部的淤漿則通過淤漿泵泵入過濾機(jī)進(jìn)行液固分離，分離所得的濾液可以返回灰水槽或者澄清槽，具體視被檢測灰水的含灰量程度而定。在灰水槽中，將來自澄清槽上部的灰水和來自過濾機(jī)的灰水，以及來自氣液分離器收集的冷凝水液予以匯集，并注意定期檢測水質(zhì)。將灰水槽匯集的灰水，與分散劑混勻后，先泵至蒸發(fā)熱水塔的熱水室參與換熱，繼而泵入水洗塔參與對合成氣的水洗和換熱，最后再分別泵至氣化爐的激冷水環(huán)中執(zhí)行對合成氣的激冷使命，泵至混合器中完成對合成氣的潤濕除灰(含換熱)；出灰水槽的灰水小部分送至排渣裝置作沖洗水，此外尚有部分灰水被送至廢水凈化裝置，去廢水凈化裝置處理的水量視灰水中微量組分(如C卜、NH4+等)含量而定?？傊?，黑水處理與循環(huán)利用工藝，能使水質(zhì)得到改善的灰水予以循環(huán)使用，有利于降低水耗，并盡量做到了減少或消除廢水的排放。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，使有關(guān)的技術(shù)人員方便地理解和掌握本發(fā)明的技術(shù)要點，但實施例本身并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1為激冷式漿態(tài)或干粉態(tài)含碳物料的氣化方法的工藝流程。其中1——氣化爐，101——氣化爐1的氣化室，102——激冷水環(huán)，103——下降管，104——洗滌冷卻室，105——破泡板；2——混合器；3——旋風(fēng)分離器；4——水洗塔；5——激冷水泵；6——蒸發(fā)熱水塔，601——蒸發(fā)熱水塔的蒸發(fā)室，602——蒸發(fā)熱水塔的熱水室；7——熱水泵；8——換熱器；9——氣液分離器；10——低壓閃蒸器；11——脫氧水槽；12——脫氧水泵；13——真空閃蒸器；14——冷凝器；15——氣液分離器；16——真空泵；17——澄清槽；18——灰水槽；19——灰水泵；20——淤漿泵；21——過濾機(jī)；22——泵；23——廢熱鍋爐；圖2為氣化爐采用多噴嘴時的煤漿物料輸送示意圖其中106——噴嘴；107——噴嘴，它與106構(gòu)成一組對置式噴嘴；108——噴嘴；109——噴嘴，它與108構(gòu)成一組對置式噴嘴；24——高壓煤槳泵，它將其輸送的煤漿經(jīng)"106，107"構(gòu)成的一對對置式噴嘴，噴入氣化爐的氣化室中；25——高壓煤漿泵，它將其輸送的煤漿經(jīng)"108，109"構(gòu)成的一對對置式噴嘴，噴入氣化爐的氣化室中；若煤物料為煤粉時，采用氣流輸送，在載氣(如N2、C02)的攜帶下，煤粉物料分別經(jīng)氣流輸送通過對置式噴嘴"106，107","108，109"，噴入氣化爐中，實現(xiàn)高溫氣化，載氣可以是N2、C02等，載氣優(yōu)先采用C02。若物料為其它含烴類物質(zhì)時，同樣可以在本發(fā)明改造的氣化爐中，實現(xiàn)物料的良好氣化，因為對置式噴嘴和超細(xì)的物料(粒徑為10150微米的物料)同樣有利于物料的高度的均勻分散，從而有利于物料中的烴類物質(zhì)在高溫下氣化，提高物料的氣化率，同時相應(yīng)的降低料耗、氧耗、水耗和能耗。實施例i以水煤漿為原料，按照圖l所示的氣化工藝流程，實現(xiàn)水煤漿的氣化方法。氣化原料為漿態(tài)的水煤漿，流量為105噸/小時，相應(yīng)的煤處理量(干基)62.5噸/小時(1500噸/天)，在氣化壓力為6.5MPaG，氣化溫度為1350'C條件下進(jìn)行氣化。其中在氣化爐的氣化室中設(shè)置4個(二組)對置式噴嘴并采用熱壁型的耐火襯里。原料煤的煤質(zhì)分析如下表所列煤質(zhì)組成<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>其中Ash代表煤中所含的礦物質(zhì)。將105噸/小時含煤顆粒直徑為30100微米的煤漿、97000Nm7小時的氧含量為99%(V/V)的純氧，均分為4份進(jìn)入氣化室，其中對置的一對(或組)噴嘴的煤漿用一個具有兩個煤漿出口的高壓煤漿泵輸送，通過兩對對置式噴嘴將煤漿泵入氣化室，在氣化爐氣化室(101)中高度均勻分散的煤漿和氧進(jìn)行燃燒與氣化反應(yīng)，生成106250Nm7小時的合成氣(C0+H2)。氣化生成的高溫合成氣與融熔態(tài)灰渣以并流方式通過下渣口排出氣化室(101)。出氣化室(101)的高溫煤氣和熔融灰渣經(jīng)激冷水激冷后進(jìn)入洗滌冷卻室(104)，帶壓的激冷水流量為280噸/小時，溫度為25(TC。合成氣自洗漆冷卻室(104)的上部出口進(jìn)入混合器(2);粗灰渣自氣化爐(1)底部通過鎖斗排出，送入渣水分離裝置(或簡稱排渣裝置)；黑水則從氣化爐黑水出口經(jīng)減壓后導(dǎo)入蒸發(fā)熱水塔(6)的熱水室(601)，黑水流量為114噸/小時，溫度為250'C。經(jīng)排渣裝置進(jìn)行渣水分離后所得的黑水返入系統(tǒng)的真空閃蒸器(13)中，通過進(jìn)一步處理后循環(huán)使用。合成氣在混合器(2)中，先通過來自水洗塔(4)的水(分流)充分冷卻潤濕，然后進(jìn)入旋風(fēng)分離器(3)，進(jìn)行氣液分離，合成氣中的灰份以形成黑水的形式被分離。其中入混合器的水流量為38噸/小時。通過旋風(fēng)分離器(3)的合成氣繼而進(jìn)入水洗塔(4)進(jìn)一步洗滌除灰，水洗塔為一種設(shè)有4塊塔板的泡罩塔，藉助灰水泵(19)，將來自灰水槽(18)的灰水泵入水洗塔(4)的上部，它與來自下游裝置的高溫冷凝水一起對合成氣進(jìn)行水洗。其中由灰水泵泵入的灰水流量為218噸/小時，溫度為172°C。來自下游的高溫冷凝液流量為70噸/小時，溫度為185°C。旋風(fēng)分離器(3)的黑水流量為38噸/小時(即與泵入混合器水流量保持平衡)。出水洗塔(4)進(jìn)入蒸發(fā)熱水塔蒸發(fā)室(601)的黑水流量為21噸/小時。將來自氣化爐洗滌室(104)的黑水(114噸/小時)，來自旋風(fēng)分離器(3)的黑水(38噸/小時)和來自水洗塔(4)的黑水(21噸/小時)，通過匯集減壓進(jìn)入蒸發(fā)室(601)中，在蒸發(fā)室(601)中，減壓后的黑水，其中部分水汽化變成蒸汽，同時釋放出在壓力下被夾帶的不凝性可燃?xì)?，二者一起進(jìn)入熱水室(602)中，其中蒸汽被"來自下游裝置的低溫冷凝水，來自脫氧水槽的混合水和來自灰水槽經(jīng)分散劑處理后的灰水"直接冷卻(冷凝)，冷凝后的水就留在熱水室中，然后與上述三種水一起被泵至水洗塔(4)，完成洗滌和換熱使命。其中不凝性可燃?xì)庖啾焕鋮s(換熱)后，從熱水室(602)的頂部排出，經(jīng)換熱器進(jìn)一步換熱后，再進(jìn)入氣液分離器(9)，經(jīng)氣液分離后由氣液分離器(9)的頂部排出，它可被送至火炬或其它裝置回收利用，分離所得的冷凝液則排至灰水槽(18)中。熱水塔的熱水室(602)采用填料塔型式，其操作壓力為0.8MPaG。進(jìn)入熱水塔熱水室(602)的來自下游的低溫冷凝水流量為39噸/小時，溫度為135'C。來自脫氧水槽的混合水的流量為73噸/小時，溫度為104°C。來自灰水槽經(jīng)分散劑處理后的灰水流量為80噸/小時，溫度為77°C。在熱水塔蒸發(fā)室(601)初步被蒸發(fā)濃縮的黑水被導(dǎo)入低壓閃蒸器(10)中，在低壓閃蒸器(10)中，來自蒸發(fā)室(601)的黑水，在壓力0.25MPaG下，蒸發(fā)濃縮，其中低壓蒸汽流量為10噸/小時，從低壓閃蒸器的頂部排出進(jìn)入脫氧水槽(11)，被蒸發(fā)濃縮的黑水由低壓閃蒸器的下側(cè)面被導(dǎo)入真空閃蒸器(13)中。在脫氧水槽(11)中，將來自低壓閃蒸器的低壓蒸汽，被軟水直接冷卻凝聚滯留在脫氧水槽中，與軟水一起構(gòu)成混合水，繼而被導(dǎo)入蒸發(fā)熱水塔熱水室去執(zhí)行換熱任務(wù)，少量不凝性廢氣則排入大氣。在真空閃蒸器(13)中，將來自低壓閃蒸器的黑水和來自排渣裝置的黑水，在真空下予以進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮處理，真空閃蒸器的壓力(或者真空度)為-0.06MPaG，產(chǎn)生的蒸汽從真空閃蒸器(13)的頂部排出，通過冷凝器冷卻后導(dǎo)入氣液分離器(全稱真空閃蒸氣液分離器)處理，氣液分離器所得的冷凝液自動返入灰水槽(18)中，廢氣則通過真空泵排入大氣；經(jīng)真空閃蒸濃縮的黑水導(dǎo)入澄清槽(17)。在澄清槽(17)中，將來自真空閃蒸器被濃縮的黑水，在攪拌下與絮凝劑混合，至少充分?jǐn)嚢璋胄r，然后靜止分層，分離所得的上層灰水導(dǎo)入灰水槽(18)中，澄清槽底部的淤漿則通過淤漿泵泵入過濾機(jī)(或稱液固分離裝置)，分離所得的濾液可以返回灰水槽(18)或者澄清槽(17)，具體視被檢測灰水的含灰量程度而定。淤漿泵的泵出能力為15噸/小時?；宜?18)中的灰水直接通過灰水泵(19)將分散劑予廢水進(jìn)行分散處理后泵入蒸發(fā)熱水塔的蒸發(fā)室(601)，先執(zhí)行換熱任務(wù)后，再被泵入水洗塔完成水洗及以后的任務(wù)，部分送至排查裝置沖洗，部分送至廢水凈化裝置。灰水泵的輸送能力至少保證200噸/小時，以滿足整個工藝循環(huán)需要?？傊?，通過本發(fā)明的方法，能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)合成氣。出水洗塔(4)的合成氣，其干基組成比(體積百分比)為H237X、CO47.5%、C0214%、N20.6%，以及其它為少量H2S、Ar、COS、CH4、HCN和NH3;其中水/干基氣體體積比為1.4，溫度為243。C，壓力為6.35MPaG。該優(yōu)質(zhì)的合成氣能廣泛用于多個工業(yè)部門，包括用于化肥、甲醇、制氫、液體燃料、燃料氣、直接還原煉鐵諸多工業(yè)部門，還包括用于先進(jìn)的IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電以及多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。實施例2以煤粉為原料，按圖1所示的氣化工藝流程，實現(xiàn)煤物料氣化的方法。在采用水冷壁耐火襯里的氣化爐中，粉煤處理量為100噸/小時(2400噸/天)，氣化壓力為4.0MPaG，氣化溫度為160(TC，在氣化室中上部設(shè)置兩對(4個)對置噴嘴，煤質(zhì)的元素分析如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>其中Ash代表煤中所含的礦物質(zhì)。將100噸/小時平均顆粒直徑為30100微米的粉煤、60000NmV小時的氧含量為99%(V/V)的純氧和8噸/小時的溫度為430'C的過熱水蒸汽均分為4份，通過4個噴嘴噴入氣化爐的氣化室中，在操作壓力為4.0MPaG,操作溫度為1600'C的條件下進(jìn)行燃燒與氣化反應(yīng)，生成170000Nm3/小時的合成氣(C0+H2)。氣化生成合成氣與融熔態(tài)灰渣以并流方式通過下渣口排出氣化室(101)，途經(jīng)激冷水環(huán)(102)噴出的激冷水冷卻后進(jìn)入洗滌冷卻室(104)進(jìn)一步被冷卻和洗滌除灰，其中合成氣經(jīng)破泡板除灰后，由合成氣出口進(jìn)入混合器(2)，其具體工藝同實施例1，粗渣從氣化爐底部通過排渣裝置排出；形成的黑水從氣化爐側(cè)面黑水出口進(jìn)入下游黑水處理工序，其具體工藝均同實施例l。本發(fā)明所得合成氣(即出水洗塔的合成氣)，其干基組成體積百分比為^31%、CO60%、C023%、N25%，，以及其它為少量貼、Ar、COS、CH4,HCN和NH3，其水氣比，即水蒸汽/干基氣體體積比為1.4，溫度為217'C，壓力為3.86MPaG。所得合成氣可廣泛用于生產(chǎn)化肥、甲醇、制氫、液體燃料、燃料氣、還原煉鐵、發(fā)電(包括用于先進(jìn)的IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電)以及多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。按照本發(fā)明思路，發(fā)明人亦曾對其它含烴類物料，包括石油焦，生物質(zhì)，以及含烴的生物垃圾進(jìn)行實驗室試驗，在特定的條件下同樣可以獲得相應(yīng)的合成氣。權(quán)利要求1.一種激冷式漿態(tài)或粉態(tài)含碳物料的氣化方法，其特征在于該方法主要包括多噴嘴對置式氣化、合成氣初步凈化、黑水的熱量回收和黑水處理與循環(huán)利用四個工藝，其中(1)多噴嘴對置式氣化工藝系將含顆粒粒徑10～150微米的漿態(tài)或干粉態(tài)物料與氧氣和水蒸氣一起通過對置式噴嘴噴入一種設(shè)有兩對或兩對以上對置噴嘴的氣化爐(1)的氣化室(101)中，在壓力3～8MPaG下，溫度1200～1700℃下氣化為合成氣；出氣化室(101)的合成氣經(jīng)激冷水環(huán)(102)噴出的激冷水激冷后經(jīng)下降管(103)進(jìn)入洗滌冷卻室(104)進(jìn)行進(jìn)一步冷卻和洗滌除灰；合成氣經(jīng)氣化爐合成氣出口進(jìn)入混合器(2)；黑水從洗滌冷卻室(104)的黑水出口排出導(dǎo)入蒸發(fā)熱水塔(6)；夾帶黑水的粗渣經(jīng)氣化爐的底部經(jīng)排渣裝置排出；(2)合成氣初步凈化工藝進(jìn)入混合器(2)的合成氣經(jīng)來自激冷水泵(5)分流的水予以充分潤濕后進(jìn)入旋風(fēng)分離器(3)；在旋風(fēng)分離器(3)中進(jìn)行氣液的分離，分離出的黑水，由旋風(fēng)分離器底部排出導(dǎo)入蒸發(fā)熱水塔(6)，合成氣從旋風(fēng)分離器(3)的頂部導(dǎo)入水洗塔(4)；在水洗塔(4)中合成氣進(jìn)一步被來自下游生產(chǎn)裝置的高溫冷凝水和來自蒸發(fā)熱水塔(6)的熱水予以進(jìn)一步洗滌除灰，凈化后的合成氣從水洗塔(4)的頂部出口導(dǎo)入下游的生產(chǎn)裝置，完成水洗和換熱的熱水，大部分被泵至氣化爐的激冷水環(huán)(102)中執(zhí)行對合成氣和熔渣的激冷任務(wù)，部分被分流進(jìn)入混合器使用，少量沉積在水洗塔(4)底部的黑水亦被導(dǎo)入蒸發(fā)熱水塔(6)；(3)黑水的熱量回收工藝來自洗滌冷卻室(104)、旋風(fēng)分離器(3)和水洗塔(4)的黑水匯集后經(jīng)減壓后導(dǎo)入蒸發(fā)熱水塔(6)的蒸發(fā)室(601)中，被減壓后的黑水自行蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)熱水塔(6)的熱水室(602)中，被來自下游生產(chǎn)裝置低溫冷凝水和來自脫氧水槽(11)的混合水，以及來自灰水槽并經(jīng)灰水泵與分散劑處理過的水質(zhì)良好的灰水予以直接冷凝變成冷凝水滯留在熱水室(602)中，然后被一起泵至水洗塔(4)執(zhí)行水洗和換熱任務(wù)，少量夾帶在黑水中(在壓力下被夾帶)的可燃性氣體以及少量未被冷凝的蒸汽則由熱水室(602)頂部排出，通過換熱器(8)進(jìn)一步冷凝和回收熱量后，進(jìn)入氣液分離器(9)，經(jīng)氣液分離所得的液相導(dǎo)入灰水槽(18)中，氣相則送至火炬處理或去其它裝置回收，被濃縮后黑水則從蒸發(fā)室(601)的下側(cè)面導(dǎo)入低壓閃蒸器(10)；在低壓閃蒸器(10)中，來自蒸發(fā)室(601)的黑水在低壓下閃蒸，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入脫氧水槽(11)，被濃縮的黑水則導(dǎo)入真空閃蒸器(13)；在脫氧水槽(11)中來自低壓閃蒸器(10)的蒸汽被軟水直接充分冷凝，并滯留在脫氧水槽(11)中，與軟水構(gòu)成混合水被泵入蒸發(fā)熱水塔的熱水室(602)中，參與執(zhí)行對來自蒸發(fā)室(601)的蒸汽的冷凝任務(wù)；(4)黑水處理與循環(huán)利用工藝在真空閃蒸器(13)中，將分別來自低壓閃蒸器(10)和來自排渣裝置黑水在真空度-0.06MPaG下進(jìn)行閃蒸；產(chǎn)生的蒸汽由真空閃蒸器(10)頂部排出，經(jīng)冷凝器(14)冷凝后進(jìn)入氣液分離器(15)，經(jīng)氣液分離后，液相水返回灰水槽(18)，氣相則由真空泵(16)排入大氣，被濃縮的黑水則導(dǎo)入澄清槽(17)；在澄清槽(17)中，來自真空閃蒸器(13)的濃縮黑水先與絮凝劑進(jìn)行攪拌混均，然后予以靜止澄清，至少靜止半小時，將上部的清液-“灰水”導(dǎo)入灰水槽(18)中，下部凝聚的淤漿從澄清槽底部通過淤漿泵(20)泵入過濾機(jī)中，進(jìn)行液固分離，分離所得液相視其灰含量的多少將濾液直接泵入灰水槽(18)或澄清槽(17)；在灰水槽(18)中，將來自澄清槽(17)上部的灰水和來自過濾機(jī)的灰水，以及來自氣液分離器(9)、(15)冷凝水予以匯集，然后借助灰水泵(19)，將灰水與分散劑充分混合與分散后主要被泵至蒸發(fā)熱水塔的熱水室(602)，先參與對蒸汽的冷凝換熱，繼而被泵入水洗塔(4)予以水洗換熱，再分別泵入混合器和氣化爐的激冷水環(huán)(102)完成換熱和激冷任務(wù)，實現(xiàn)了水的循環(huán)使用。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中工藝1中所說的氣化爐除了中國專利ZL98110616.1所說的多噴嘴對置式氣化爐外，還包括將GE(前Texaco)氣化爐，Shell氣化爐和GSP氣化爐稍加改造，即在氣化室中設(shè)置兩對對置式噴嘴后就成為本發(fā)明所說的氣化爐中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于工藝(1)中所說的氣化爐其爐壁襯里為耐火襯里或水冷壁襯里。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)氣化爐的爐壁為水冷壁襯里時，鍋爐水經(jīng)泵(22)增壓后經(jīng)設(shè)在氣化室(101)下部水入口泵入水冷壁層中，形成的過熱水或蒸汽，或二者的混合物，則從設(shè)在氣化爐的氣化室(101)上部的出口排出，進(jìn)入水冷壁廢熱鍋爐(23)。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于工藝(l)中所說的氣化爐，其洗滌冷凝室(104)內(nèi)設(shè)有1一6層破泡板(105)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，工藝(2)中所說的混合器，為一種文丘里式的增濕設(shè)備，或一種管道式設(shè)多個噴霧頭的增濕設(shè)備。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于工藝(2)中所說的水洗塔是一種常規(guī)的塔設(shè)備，包括填料塔，泡罩塔、篩板塔中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于工藝(3)中所說的熱水塔(6)是一個整體的裝置，即蒸發(fā)室(601)和熱水室(602)設(shè)置在同一個殼體中，或者是一個分離的裝置，即蒸發(fā)室(601)和熱水室(602)分別是一個獨立的裝置，中間用管線串聯(lián)起來。全文摘要本發(fā)明公開了一種激冷式漿態(tài)或粉態(tài)含碳物料氣化的方法，該方法主要包括多噴嘴對置式氣化、合成氣初步凈化、熱量回收、黑水處理與循環(huán)利用四個工藝，其中氣化工藝中氣化爐為本發(fā)明的核心裝置，它是一種至少均布設(shè)有兩對對置式噴嘴的氣化爐，在操作壓力為3～8MPaG，操作溫度為1200℃～1700℃下，實現(xiàn)物料的充分氣化。本發(fā)明具有如下優(yōu)點氣化爐中碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99％以上，漿態(tài)進(jìn)料時有效氣成分達(dá)84％以上，粉態(tài)進(jìn)料時有效成分達(dá)90％以上；經(jīng)初步凈化的合成氣灰含量低，能降至1mg/Nm³以下，具有較佳的水氣比，即水蒸氣/合成氣(干基)體積比為1.3～1.5/1；黑水熱量回收充分，經(jīng)凈化后灰水水質(zhì)好，無結(jié)垢堵塞現(xiàn)象；整個氣化過程的能耗、氧耗、水耗均較低，能實現(xiàn)長周期高效穩(wěn)定運行。文檔編號C10J3/86GK101298569SQ20081003955公開日2008年11月5日申請日期2008年6月26日優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日發(fā)明者于廣鎖,于遵宏,代正華,劉海峰,周志杰,李偉鋒,梁欽鋒,王亦飛,王興軍,王輔臣,郭曉鐳,陳雪莉,欣龔申請人:華東理工大學(xué)