本發(fā)明涉及一種燃?xì)庵苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)：

我國(guó)分布廣泛的筑路、建筑、建材、交通、陶瓷、玻璃、冶金、機(jī)械制造和輕紡等行業(yè)每年需要大量的工業(yè)燃?xì)?，用于加熱各種窯、爐或直接加熱產(chǎn)品或半成品。這些行業(yè)的燃?xì)庑枨缶哂幸韵绿攸c(diǎn)：一是燃?xì)鉄嶂狄话爿^低，在5000～10000kJ/Nm³；二是用氣量往往在20～100％之間變化；三是地域分布極其廣泛，但單爐規(guī)模不大，日處理煤30～300噸規(guī)模的氣化爐基本滿(mǎn)足要求；四是人工燃?xì)庑枨罂偭烤薮?。以上特點(diǎn)決定了工業(yè)企業(yè)難以與民用燃?xì)饩W(wǎng)路連接，往往采用分布式燃?xì)庵苽渑c應(yīng)用方式，即由生產(chǎn)企業(yè)建立獨(dú)立的小型人工燃?xì)庵苽溲b置滿(mǎn)足自身燃?xì)庀男枰?。此外?guó)內(nèi)天然氣資源有限，供應(yīng)緊張、價(jià)格較高，因此采用儲(chǔ)量豐富的煤炭通過(guò)氣化技術(shù)制取并提供穩(wěn)定的人工燃?xì)?，成為滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的工業(yè)燃?xì)庑枨蟮囊粭l重要途徑。

目前小規(guī)模工業(yè)燃?xì)庵苽淦毡椴捎霉潭ù矚饣夹g(shù)。固定床煤氣化技術(shù)存在煤種適應(yīng)性差、碳轉(zhuǎn)化率低、燃?xì)鈨艋y、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)家煤炭高效清潔利用的能源和環(huán)境要求。

氣流床煤氣化技術(shù)由于煤種適應(yīng)性強(qiáng)、碳轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，已成為煤氣化技術(shù)主要的發(fā)展方向。目前氣流床煤氣化已在能源化工領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，其工藝成熟、產(chǎn)氣量大、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、單爐投煤量大。大型氣流床煤氣化技術(shù)氣化溫度一般在1200～1500℃之間，氣化爐為液態(tài)排渣。氣化壓力一般在1.0～8.7MPaG之間。煤粉(或煤漿)和純氧(有時(shí)還有蒸汽)通過(guò)特定的氣化燒嘴引入氣化爐，由于氣化爐高溫高壓的操作條件和純氧極為活潑的特性，氣化爐給料系統(tǒng)需要配置高度復(fù)雜的控制和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，氧氣管線和閥門(mén)都需要采用特殊合金材質(zhì)。出氣化爐的攜帶大量灰渣的合成氣要經(jīng)過(guò)冷卻和初步凈化后送后系統(tǒng)；目前合成氣的冷卻和初步凈化大多采用水激冷和洗滌工藝，需額外配置復(fù)雜的渣水處理工序以回收利用洗滌后的黑水和其中的熱量?？傮w來(lái)說(shuō)，加壓氣流床煤氣化技術(shù)流程長(zhǎng)、投資巨大、復(fù)雜度高、控制難度大，難以滿(mǎn)足能源化工領(lǐng)域高可靠性、高轉(zhuǎn)化率、高穩(wěn)定性和長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行的要求以及小型分布式工業(yè)燃?xì)庥脩?hù)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中加壓氣流床煤氣化技術(shù)流程長(zhǎng)、投資巨大、復(fù)雜度高、控制難度大的問(wèn)題，提供了一種反應(yīng)效率高、安全性高、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、清潔環(huán)保、操作簡(jiǎn)便、啟停快速、能夠滿(mǎn)足小型分布式工業(yè)燃?xì)庥脩?hù)的燃?xì)庵苽浞椒ā?/p>

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題：

本發(fā)明提供了一種燃?xì)庵苽浞椒ǎ摲椒òǎ簩饣瘎┖蜌饣贤ㄟ^(guò)至少一個(gè)復(fù)合式燒嘴以旋流方式從頂部送入氣化爐進(jìn)行反應(yīng)，即得燃?xì)猓?/p>

其中，所述氣化原料為粉煤，所述粉煤的平均粒徑為50～200μm，最大粒徑小于1000μm，含水量為0％～10％；所述氣化劑為空氣或富氧空氣；

所述氣化爐為封閉式反應(yīng)器，所述氣化爐包括一金屬殼體和套設(shè)于所述金屬殼體內(nèi)部的一冷卻壁，所述氣化爐的上部設(shè)有一燒嘴室，所述氣化爐的下部設(shè)有一燃?xì)獬隹?；所述?fù)合式燒嘴安裝于所述燒嘴室中；所述金屬殼體的直筒段高徑比為2～8；

所述氣化爐的氣化溫度為800～1500℃。

本發(fā)明中，所述復(fù)合式燒嘴為本領(lǐng)域常規(guī)使用的氣化爐燒嘴；所述復(fù)合式燒嘴兼具開(kāi)車(chē)點(diǎn)火、火焰檢測(cè)、升溫預(yù)熱以及正常供料功能，設(shè)有多個(gè)同軸的環(huán)形通道供煤粉、氣化劑和點(diǎn)火烘爐燃料通過(guò)。本發(fā)明中，結(jié)合限定的旋流方式送料進(jìn)氣化爐進(jìn)行反應(yīng)的要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員均知所說(shuō)的復(fù)合式燒嘴為本領(lǐng)域所知的在物料環(huán)形通道中設(shè)置的導(dǎo)流片的復(fù)合式燒嘴，并且也知曉所述復(fù)合式燒嘴的安裝方式為在氣化爐內(nèi)形成旋流流場(chǎng)的安裝方式。所述的復(fù)合式燒嘴一方面通過(guò)旋流高速剪切的特性，使氣化原料與氣化劑充分混合，強(qiáng)化爐內(nèi)氣化反應(yīng)，提高爐膛空間利用效率；另一方面，通過(guò)保持一定的旋流數(shù)保證氣化原料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，提高氣化爐碳轉(zhuǎn)化率；最后，通過(guò)旋流產(chǎn)生的慣性力使氣化原料和反應(yīng)后的熔渣顆粒更容易沉積在冷卻壁表面，既通過(guò)在冷卻壁表面形成固態(tài)渣層保護(hù)冷卻壁，又起到使灰渣和燃?xì)夥蛛x的作用，同時(shí)能夠延長(zhǎng)沉積在渣層表面顆粒的停留時(shí)間，提高碳轉(zhuǎn)化率；

進(jìn)一步，所述燒嘴室較佳地包括一徑向截面為圓形的管道；所述復(fù)合式燒嘴的燒嘴通道中較佳地設(shè)有導(dǎo)流片，所述導(dǎo)流片與所述復(fù)合式燒嘴的燒嘴通道軸線之間的夾角為0～60°；當(dāng)所述復(fù)合式燒嘴的數(shù)量為1時(shí)，較佳地，所述復(fù)合式燒嘴安裝于所述燒嘴室的徑向截面中心；當(dāng)所述復(fù)合式燒嘴的數(shù)量為3時(shí)，較佳地，所述復(fù)合式燒嘴均布安裝于燒嘴室的徑向截面外圓周上，所述復(fù)合式燒嘴的安裝軸線與所述氣化爐軸線之間形成一徑向角度為-30～30°、切向角度為0～60°的夾角；當(dāng)所述復(fù)合式燒嘴的數(shù)量為4及以上時(shí)，較佳地，一個(gè)所述復(fù)合式燒嘴安裝于所述燒嘴室的徑向截面中心，剩余所述復(fù)合式燒嘴均布安裝于燒嘴室的徑向截面外圓周上，位于徑向截面外圓周上的所述復(fù)合式燒嘴的安裝軸線與所述氣化爐軸線之間形成一徑向角度為-30～30°、切向角度為0～60°的夾角。在上述限定之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)氣化爐處理能力、原料粒徑分布、氣化劑種類(lèi)以及操作溫度和壓力等條件安排不同的復(fù)合式燒嘴安裝方式，以保證物料彌散效果以及氣化爐內(nèi)旋流流場(chǎng)調(diào)控的需求。

在現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的能夠?qū)崿F(xiàn)旋流流場(chǎng)的復(fù)合式燒嘴及其安裝方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基礎(chǔ)之上，本發(fā)明通過(guò)上述進(jìn)一步優(yōu)選的頂置的復(fù)合式燒嘴及其安裝方式以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)旋流流場(chǎng)的方法相比現(xiàn)有的側(cè)向多噴嘴進(jìn)料實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)旋流流場(chǎng)的方法，還存在進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)：(1)減少管線數(shù)量，降低進(jìn)料輸送過(guò)程的壓降；(2)復(fù)合式燒嘴本身通過(guò)導(dǎo)流片產(chǎn)生的部分旋流所帶來(lái)的內(nèi)部回流有助于強(qiáng)化混合、穩(wěn)定火焰，減少壁面燃燒過(guò)程的火焰脈動(dòng)及其對(duì)燒嘴和壁面的沖刷，同時(shí)可以有效調(diào)控火焰長(zhǎng)度；(3)簡(jiǎn)化氣化爐結(jié)構(gòu)，尤其是當(dāng)結(jié)合本發(fā)明采用冷卻壁作為氣化爐壁面冷卻方式的方案時(shí)，可以大幅度簡(jiǎn)化氣化爐的制造加工難度；(4)減少氣化爐壁面開(kāi)孔數(shù)量，氣化爐整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，在加壓工況下更穩(wěn)定，加工制造成本更低。

本發(fā)明中，所述金屬殼體一般采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的耐高溫耐高壓金屬材料制成，例如15CrMoR或其他滿(mǎn)足操作條件要求的合金鋼或碳鋼，用于爐體密封并承受爐膛壓力；所述金屬殼體的直筒段高徑比較佳地為3～5。

本發(fā)明中，所述冷卻壁采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的耐高溫材料制成，例如15CrMoR或其他滿(mǎn)足操作條件要求的合金鋼或碳鋼，用于隔絕爐膛內(nèi)高溫；所述冷卻壁的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域常用的冷卻壁結(jié)構(gòu)，一般為列管式結(jié)構(gòu)、盤(pán)管式結(jié)構(gòu)或夾套式結(jié)構(gòu)中的一種，較佳地為夾套式結(jié)構(gòu)；所述冷卻壁的冷卻介質(zhì)為本領(lǐng)域常用的冷卻介質(zhì)，較佳地為鍋爐水、導(dǎo)熱油或熔鹽中的一種。

本發(fā)明中，所述氣化劑根據(jù)具體工況較佳地還可添加少量水蒸氣。

本發(fā)明中，所述氣化原料為粉煤時(shí)，所述粉煤的平均粒徑較佳地為100～200μm，最大粒徑較佳地為500～1000μm，含水量較佳地為2％～10％；所述復(fù)合式燒嘴較佳地依次與粉煤供料器和粉煤貯倉(cāng)連接；所述粉煤供料器為本領(lǐng)域常規(guī)使用的供料器，一般包括給料機(jī)和文丘里管，所述給料機(jī)為圓盤(pán)給料機(jī)或螺旋給料機(jī)，相對(duì)于加壓輸送采用的壓差下料方式更加穩(wěn)定，并可通過(guò)給料機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)量煤粉流量；所述粉煤貯倉(cāng)為本領(lǐng)域常規(guī)使用的供料貯倉(cāng)；儲(chǔ)存在所述粉煤貯倉(cāng)中的粉煤經(jīng)所述粉煤供料器通過(guò)常壓稀相氣力輸送進(jìn)入所述復(fù)合式燒嘴，相對(duì)于加壓密相輸送具有輸送穩(wěn)定、煤粉粒度和含水量要求低、管道及閥門(mén)磨損小、能耗相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明中，所述粉煤供料器的氣力輸送介質(zhì)較佳地為CO₂、N₂或空氣中的一種。

本發(fā)明中，所述氣化原料較佳地還可為水煤漿或其他含碳原料；所述水煤漿為由煤粉、水和少量添加劑制成的干煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45％～75％之間的漿態(tài)原料，其中所述添加劑為本領(lǐng)域常規(guī)，一般為木質(zhì)素磺酸鈉；所述其他含碳原料為碳含量在20％～95％的石油焦、含油污泥、渣油等固態(tài)或漿態(tài)原料；所述水煤漿和所述其他含碳原料通過(guò)輸送設(shè)備送入所述復(fù)合式燒嘴，所述輸送設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)使用的用于輸送漿態(tài)或混合態(tài)原料的設(shè)備，當(dāng)所述氣化原料為水煤漿或液態(tài)的其他含碳原料時(shí)，所述輸送設(shè)備為進(jìn)料泵；當(dāng)所述氣化原料為粉態(tài)的其他含碳原料時(shí)，所述輸送設(shè)備為給料機(jī)和文丘里管，所述給料機(jī)為圓盤(pán)給料機(jī)或螺旋給料機(jī)。

本發(fā)明中，所述氣化爐的氣化溫度較佳地為1000～1200℃；本發(fā)明氣化溫度較低，可實(shí)現(xiàn)固態(tài)排渣。

本發(fā)明中，所述氣化爐的氣化壓力較佳地為0～4MPaG；本發(fā)明相比現(xiàn)有同類(lèi)技術(shù)氣化壓力較低，一般可在常壓或微正壓下操作。

本發(fā)明中，氣化后的煤渣和飛灰與燃?xì)庖煌瑥臍饣癄t下部的所述燃?xì)獬隹诹鞒?，?dāng)后系統(tǒng)對(duì)燃?xì)夂瑝m量沒(méi)有要求時(shí)，所述燃?xì)獬隹诳芍苯咏尤細(xì)夤艿罏楹笙到y(tǒng)供氣。

本發(fā)明中，所述燃?xì)獬隹谳^佳地通過(guò)出口管道與集渣罐連接；所述集渣罐為本領(lǐng)域常規(guī)使用的集渣罐，所述集渣罐通過(guò)重力使燃?xì)庵械睦迕准?jí)的灰渣落入集渣罐中，實(shí)現(xiàn)燃?xì)馀c灰渣的初步分離。

本發(fā)明中，所述燃?xì)獬隹谳^佳地通過(guò)出口管道與慣性分離器連接；所述慣性分離器為本領(lǐng)域常規(guī)使用的慣性分離器，所述慣性分離器通過(guò)擋板使燃?xì)饬飨蚣眲「淖?，通過(guò)慣性分離燃?xì)庵泻撩准?jí)的大顆粒飛灰。

本發(fā)明中，所述燃?xì)獬隹谳^佳地通過(guò)出口管道與旋風(fēng)分離器連接；所述旋風(fēng)分離器為本領(lǐng)域常規(guī)使用的旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器通過(guò)強(qiáng)旋流產(chǎn)生的離心力實(shí)現(xiàn)燃?xì)庵形⒚准?jí)飛灰的高效分離。

本發(fā)明采用集渣罐、慣性分離器和旋風(fēng)分離器多級(jí)組合式干法除灰工藝，省去現(xiàn)有氣流床氣化工藝中廣泛采用的水洗及渣水處理系統(tǒng)，簡(jiǎn)化流程、降低投資，同時(shí)可通過(guò)多級(jí)除灰設(shè)備的不同組合滿(mǎn)足不同品質(zhì)燃?xì)庥脩?hù)的需求。

本發(fā)明中，所述燃?xì)獬隹诘墓艿垒^佳地可采用水冷盤(pán)管、水冷夾套結(jié)構(gòu)或覆耐火材料的高溫管材中的一種；當(dāng)采用水冷盤(pán)管或水冷夾套結(jié)構(gòu)時(shí)，較佳地可采用鍋爐水、導(dǎo)熱油或?qū)崛埯}中的一種作為冷卻介質(zhì)；所述鍋爐水、導(dǎo)熱油或?qū)崛埯}均為本領(lǐng)域常規(guī)。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明所用原料均市售可得。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明以粉煤為氣化原料，使用頂置的復(fù)合式燒嘴在氣化爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)旋流流場(chǎng)，并通過(guò)原料篩選、設(shè)備優(yōu)化和反應(yīng)條件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了提高爐膛單位體積反應(yīng)強(qiáng)度、延長(zhǎng)煤顆粒停留時(shí)間、冷卻壁均勻掛渣等效果，并可根據(jù)需求可在燃?xì)獬隹谠O(shè)置集渣罐、慣性分離器和旋風(fēng)分離器以脫除燃?xì)庵械幕以?；本發(fā)明提供的加壓氣流床燃?xì)庵苽浼夹g(shù)反應(yīng)效率高、安全性高、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、清潔環(huán)保、操作簡(jiǎn)便、啟?？焖?，相比現(xiàn)有技術(shù)大幅度地降低單位產(chǎn)出所需的原料成本、設(shè)備投資和控制難度，并能夠保證燃?xì)馄焚|(zhì)與產(chǎn)量，適用于各類(lèi)型工業(yè)燃?xì)獾闹苽洌貏e適合小型工業(yè)燃?xì)忸I(lǐng)域應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-粉煤貯倉(cāng)；2-粉煤供料器；3-復(fù)合式燒嘴；4-氣化爐；5-金屬殼體；6-冷卻壁；7-燃?xì)獬隹冢?-燃?xì)夤艿溃?-集渣罐；10-慣性分離器；11-慣性分離器擋板；12-旋風(fēng)分離器。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。本方法所述凈化單元的任意組合，以及該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

以向某用戶(hù)提供加熱用燃?xì)鉃槔捎诤罄m(xù)的加熱爐對(duì)燃?xì)庵泻瑝m量要求較低，故采用粉煤氣化后直接經(jīng)出口燃?xì)夤艿罏楹笙到y(tǒng)供氣的技術(shù)方案，氣化裝置煤處理量為100t(干基煤)/d。

如圖1所示，儲(chǔ)存在粉煤貯倉(cāng)1中的粉煤經(jīng)所述粉煤供料器2通過(guò)常壓稀相輸送氣(即氣化原料及輸送介質(zhì))與氣化劑和開(kāi)車(chē)燃料氣一同進(jìn)入復(fù)合式燒嘴3，在燒嘴3中通過(guò)同軸旋轉(zhuǎn)射流進(jìn)入氣化爐4；所述氣化爐4包括金屬殼體5和套設(shè)于所述金屬殼體5內(nèi)部的冷卻壁6，金屬殼體5的直筒段高徑比為3，冷卻壁6采用夾套式結(jié)構(gòu)，由下往上通入導(dǎo)熱介質(zhì)；粉煤和氣化劑進(jìn)入氣化爐4后發(fā)生氣化反應(yīng)，生成以H₂，CO，H₂O，CO₂，N₂和CH₄為主要成分的燃?xì)?；氣化后的煤渣和飛灰與燃?xì)庖煌瑥臍饣癄t4下部的燃?xì)獬隹?流出，燃?xì)獬隹?直接接燃?xì)夤艿?為后系統(tǒng)供氣。

本例中所采用的原料粉煤經(jīng)前處理后，其煤質(zhì)分析結(jié)果如表1所示；其中，粉煤的平均粒徑為200μm，最大粒徑為1000μm。

表1原料煤煤質(zhì)分析結(jié)果

本例采用空氣作為輸送介質(zhì)和氣化劑，氣化溫度為1200℃，氣化壓力為常壓。冷卻壁采用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)，冷卻壁熱量用于加熱入氣化爐空氣至200℃。氣化后的燃?xì)夂突以?jīng)氣化爐出口燃?xì)夤艿乐苯舆M(jìn)入后系統(tǒng)燃燒器。

實(shí)施例1的氣化爐操作條件、燃?xì)饨M成及工藝性能指標(biāo)如表2所示。

表2實(shí)施例1的氣化爐操作條件、燃?xì)饨M成及工藝性能指標(biāo)

實(shí)施例2

以向某工業(yè)窯爐提供燃?xì)鉃槔?，由于下游工業(yè)窯爐要求燃?xì)鉄嶂蹈摺⑶移渲泻伊康?，故采用粉煤氣化后接慣性分離器和旋風(fēng)分離器為后系統(tǒng)供氣的技術(shù)方案，氣化裝置煤處理量為120t(干基煤)/d。

如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本一致，參見(jiàn)實(shí)施例1中對(duì)于圖1的說(shuō)明；本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于氣化后的燃?xì)夂突以?jīng)氣化爐出口的燃?xì)夤艿?進(jìn)入慣性分離器10，大顆?；以趹T性作用下被分離并收集在慣性分離器10中，慣性分離器10通過(guò)慣性分離器擋板11使燃?xì)饬飨蚋淖?，出慣性分離器10的燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)分離器12進(jìn)一步除去其中的細(xì)顆粒飛灰，凈化后的燃?xì)膺M(jìn)入后系統(tǒng)；本例中冷卻壁6采用夾套式。

所采用的原料粉煤煤質(zhì)和粉煤粒度同實(shí)施例1中數(shù)據(jù)。

本例采用N₂作為輸送介質(zhì)，粉煤在密相下經(jīng)氣力輸送和輸送N₂一起經(jīng)復(fù)合式燒嘴進(jìn)入氣化爐，氣化爐采用95％濃度氧氣作為氣化劑，氣化溫度為1200℃，氣化壓力為常壓。冷卻壁采用鍋爐水作為冷卻介質(zhì)，副產(chǎn)1.0MPaG低壓蒸汽。

實(shí)施例2的氣化爐操作條件、燃?xì)饨M成及裝置工藝性能如表3所示。

表3實(shí)施例2的氣化爐操作條件、燃?xì)饨M成及工藝性能指標(biāo)

實(shí)施例3

以向某燃?xì)鉄嶂狄筝^高，且對(duì)燃?xì)庵谢液坑幸欢ㄏ拗频娜細(xì)庥脩?hù)供氣為例，故采用粉煤氣化后接集渣罐為后系統(tǒng)供氣的技術(shù)方案，氣化裝置煤處理量為200t(干基煤)/d。

如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本一致，參見(jiàn)實(shí)施例1中對(duì)于圖1的說(shuō)明；本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于氣化后的燃?xì)夂突以?jīng)氣化爐出口燃?xì)夤艿?進(jìn)入集渣罐9，大顆粒灰渣在重力作用下被分離并收集在集渣罐9中，初步除渣后的燃?xì)膺M(jìn)入后系統(tǒng)；本例中冷卻壁6采用夾套式。

所采用的原料粉煤煤質(zhì)和粉煤粒度同實(shí)施例1中數(shù)據(jù)。

本例采用空氣作為輸送介質(zhì)，粉煤在稀相下經(jīng)氣力輸送和輸送空氣一起經(jīng)復(fù)合式燒嘴進(jìn)入氣化爐，氣化爐采用富氧空氣作為氣化劑，氣化溫度為1200℃，氣化壓力為常壓。冷卻壁采用熔鹽作為冷卻介質(zhì)，高溫熔鹽熱量用于加熱入氣化爐空氣至300℃。

實(shí)施例3的氣化爐操作條件、燃?xì)饨M成及裝置工藝性能如表4所示。

表4實(shí)施例3的氣化爐操作條件、燃?xì)饨M成及裝置工藝性能

對(duì)比實(shí)施例

本例采用現(xiàn)有常規(guī)氣流床粉煤氣化技術(shù)，氣化裝置煤處理量為200t(干基煤)/d，原料條件和燃?xì)庑枨笈c實(shí)施例3相同，原料粉煤經(jīng)前處理后其平均粒徑為100μm，最大粒徑為500μm，煤粉含水量為2％。

本例與實(shí)施例3對(duì)比結(jié)果如表5所示。

表5實(shí)施例3和對(duì)比實(shí)施例的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

當(dāng)現(xiàn)有粉煤加壓氣化技術(shù)應(yīng)用于常壓富氧氣化制備燃?xì)鈺r(shí)，由于常壓富氧氣化條件下氣化劑的操作態(tài)體積流量遠(yuǎn)大于加壓純氧氣化條件下氣化劑的操作態(tài)體積流量，其最明顯的后果之一即為物料在氣化爐內(nèi)停留時(shí)間縮短，加之氣化劑中氧氣濃度較低，爐內(nèi)碳轉(zhuǎn)化率將會(huì)顯著降低；而且，由于物料停留時(shí)間是氣化爐進(jìn)料結(jié)構(gòu)與爐膛結(jié)構(gòu)匹配的復(fù)雜結(jié)果，這一問(wèn)題無(wú)法通過(guò)單純放大氣化爐尺寸來(lái)解決。本發(fā)明針對(duì)常壓富氧氣化制備燃?xì)獾奶攸c(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化進(jìn)料結(jié)構(gòu)如燒嘴安裝方式及其與爐膛結(jié)構(gòu)的匹配，提高爐膛空間利用率，確保在這一條件下能使氣化爐具備較高的碳轉(zhuǎn)化率。并且，由于本發(fā)明通過(guò)結(jié)合氣化爐排渣方式和冷卻壁的改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)固態(tài)排渣，因此在相同原料條件下本發(fā)明可以在比現(xiàn)有技術(shù)更低的操作溫度下穩(wěn)定運(yùn)行，有利于降低氧氣消耗，提高燃?xì)鉄嶂?。由上表可?jiàn)，在燃?xì)庑枨笙嗤那闆r下，比之現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)施例3的氣化溫度降低了100℃，碳轉(zhuǎn)化率提高至少1.5％，比氧耗降低了6Nm³氧氣/1000Nm³燃?xì)猓細(xì)獾臀粺嶂堤岣吡?60kJ/Nm³。

而在成本方面，本發(fā)明的制備方法有效降低了原料前處理過(guò)程中磨煤和干燥單元的能耗：相比實(shí)施例3的技術(shù)方案，現(xiàn)有技術(shù)所能夠處理的煤粉粒度的平均粒徑從200μm減小到100μm，最大粒徑從1000μm減小到500μm，磨煤能耗顯著增加；煤粉含水量從8％減小到2％，干燥單元能耗增加約70％。本發(fā)明還省去了空分系統(tǒng)和供氧系統(tǒng)，低壓下氣化爐和空氣管線、閥門(mén)儀表等投資極大降低，氣化劑方面運(yùn)行成本僅為風(fēng)機(jī)電耗；此外，由于系統(tǒng)中沒(méi)有純氧，極大降低了系統(tǒng)操作控制難度和風(fēng)險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)安全性；

另外，現(xiàn)有技術(shù)一般采用濕法除灰(水激冷+洗滌凈化)工藝，洗滌后的燃?xì)鉁囟冉档停渲械娘@熱被激冷水和洗滌水吸收而無(wú)法利用，降低了系統(tǒng)的熱煤氣效率，而且合成氣中較高的水含量會(huì)使得燃?xì)鉂窕鶡嶂荡蠓档?，燃燒后煙氣中水蒸汽含量過(guò)高；若要回收利用洗滌后的黑水和其中的熱量，還需額外配置龐大的渣水處理系統(tǒng)，新鮮水消耗極大。而本發(fā)明采用干法除灰工藝，燃?xì)庵械拇罅匡@熱留存于燃?xì)庵校谒腿牒笙到y(tǒng)燃燒時(shí)可直接利用，因此本發(fā)明計(jì)入燃?xì)怙@熱的加熱能力顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)施例3的計(jì)入燃?xì)怙@熱的加熱能力比現(xiàn)有技術(shù)高14.1MW，熱煤氣效率更是高達(dá)92.2％，比現(xiàn)有技術(shù)高21.3％；并且，由于本發(fā)明無(wú)需配置額外的后處理系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)量較現(xiàn)有技術(shù)減少了近50％，節(jié)省設(shè)備成本約30％。

從上述說(shuō)明結(jié)合技術(shù)指標(biāo)對(duì)比可以看出，本發(fā)明在碳轉(zhuǎn)化率、比氧耗、燃?xì)庥行獬煞?CO+H₂+CH₄)、燃?xì)鉄嶂?、燃?xì)饧訜崮芰把b置的熱煤氣效率等方面全面優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，保證了燃?xì)獾钠焚|(zhì)與產(chǎn)量；本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)還大幅度地降低單位產(chǎn)出所需的原料成本、設(shè)備投資和控制難度，可應(yīng)用于大部分的普通燃?xì)馍a(chǎn)場(chǎng)合，特別適合小型工業(yè)燃?xì)忸I(lǐng)域生產(chǎn)應(yīng)用。