一种标准煤气化系统及标准煤气化方法

摘要

本申请公开了一种标准煤气化系统及标准煤气化方法，标准煤气化系统包括煤粉浮选模块和水煤浆气化模块，水煤浆气化模块设有水煤浆气化炉；煤粉浮选模块包括依次连接设置的第一磨煤机、浮选装置、煤浆槽和煤浆给料泵，第一磨煤机用于磨制并向浮选装置输送含灰量大于第一预设质量百分比的高灰煤，还包括连接并向煤浆槽输送含灰量小于第二预设质量百分比的低灰煤的第二磨煤机；煤浆给料泵连接水煤浆气化炉，其中，第一预设质量百分比大于第二预设质量百分比。本申请所提供的标准煤气化系统及标准煤气化方法能够将高灰煤的含灰量降低并进行煤气化处理，降低煤灰对煤气化的影响，改善经济效益。

说明书

技术领域

本申请涉及化工领域，特别涉及一种标准煤气化系统及标准煤气化方法。

背景技术

煤中灰分含量影响煤气化装置性能指标及运行稳定性：一方面，气化煤中灰分消耗煤在氧化反应中所产生的反应热，用于灰分的升温、熔化及转化，降低冷煤气效率；另一方面，灰分含量的增高，增加灰渣对耐火砖的侵蚀和磨损，同时也会使黑水中的固含量增高，加重黑水对管道、阀门、设备的磨损。

因此，如何降低煤灰分对煤粉气化的影响成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种标准煤气化系统，该系统能够将高灰煤的含灰量降低并进行煤气化处理，改善经济效益。本申请的另一目的是提供一种应用于上述标准煤气化系统的标准煤气化方法。

为实现上述目的，本申请提供一种标准煤气化系统，包括煤粉浮选模块和水煤浆气化模块，所述水煤浆气化模块设有水煤浆气化炉；所述煤粉浮选模块包括依次连接设置的第一磨煤机、浮选装置、煤浆槽和煤浆给料泵，所述第一磨煤机用于磨制并向所述浮选装置输送含灰量大于第一预设质量百分比的高灰煤，还包括连接并向所述煤浆槽输送含灰量小于第二预设质量百分比的低灰煤的第二磨煤机；所述煤浆给料泵连接所述水煤浆气化炉，其中，第一预设质量百分比大于第二预设质量百分比。

在一些实施例中，所述水煤浆气化模块还设有合成气洗涤罐、洗涤塔、旋液分离器和气化炉回收室换热器，所述气化炉回收室换热器用于回收所述水煤浆气化炉的热量并与输向所述合成气洗涤罐和所述洗涤塔的洗涤清水换热，所述合成气洗涤罐连接所述洗涤塔并向所述洗涤塔输送合成气，所述合成气洗涤罐、所述洗涤塔均连接所述旋液分离器并向所述旋液分离器输送洗涤废水。

在一些实施例中，所述合成气洗涤罐内设有合成气分布板，所述合成气分布板开设若干孔径为2-10mm的筛孔。

在一些实施例中，所述旋液分离器包括开设于侧部的废水进水口、开设于底部的排渣口、以及开设于顶部且连接并向所述水煤浆气化炉输送冲灰水的冲灰出水口。

在一些实施例中，所述煤粉浮选模块包括设于所述浮选装置和所述煤浆槽之间的压滤机，所述压滤机用于浓缩浮选煤浆。

在一些实施例中，所述煤粉浮选模块还包括第一配煤机、第二配煤机、连接所述第一配煤机和所述第二配煤机以控制二者以预设质量比例分别向所述第一磨煤机和所述第二磨煤机供煤的控制机构。

本申请还提供一种标准煤气化方法，应用于如上任一项的标准煤气化系统，标准煤气化方法包括：

磨制含灰量大于第一预设质量百分比的高灰煤，对高灰煤浮选得到含灰量降低的浮选煤浆；

磨制含灰量小于第二预设质量百分比的低灰煤，将低灰煤与浮选后的高灰煤浆混合得到混合煤浆；

将混合煤浆通入水煤浆气化模块气化；

其中，第一预设质量百分比大于第二预设质量百分比。

在一些实施例中，“将低灰煤与浮选后的高灰煤浆混合得到混合煤浆”的步骤为：

按照高灰煤与低灰煤以质量比1:1.2-1：3的比例将低灰煤和高灰煤浆混合。

在一些实施例中，“将低灰煤与浮选后的高灰煤浆混合得到混合煤浆”的步骤之前还包括：

检测浮选煤浆的煤浆浓度；

在浮选煤浆的煤浆浓度低于30％时利用压滤机对浮选煤浆浓缩。

在一些实施例中，还包括：检测混合煤浆的煤浆浓度；在混合煤浆的煤浆浓度低于60％时调节降低高灰煤与低灰煤的质量比。

本申请所提供的标准煤气化系统利用第一磨煤机磨制高灰煤，并借助浮选装置进行浮选除灰形成浮选煤浆注入煤浆槽，然后利用第二磨煤机磨制低灰煤，并将低灰煤和浮选煤浆在煤浆槽内按照设定比例混合，使得混合后的混合煤浆的入炉煤浆浓度满足水煤浆气化炉的煤气化需求，提高冷煤气效率，降低设备的侵蚀磨损，改善经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本申请的实施例，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获得其他的附图。

图1为本申请一种实施例所提供的标准煤气化系统的煤粉浮选模块的示意图；

图2为本申请实施例所提供的标准煤气化系统的水煤浆气化模块的结构简图；

图3为本申请另一种实施例所提供的标准煤气化系统的煤粉浮选模块的示意图；

图4为本申请第一种实施例所提供的标准煤气化方法的流程图；

图5为本申请第二种实施例所提供的标准煤气化方法的流程图；

图6为本申请第三种实施例所提供的标准煤气化方法的流程图。

其中：

100-煤粉浮选模块、200-水煤浆气化模块；

110-第一磨煤机、120-浮选装置、130-压滤机、140-第二磨煤机、150-煤浆槽、160-煤浆给料泵、170-第一配煤机、180-第二配煤机、190-控制机构；

210-水煤浆气化炉、220-合成气洗涤罐、230-洗涤塔、240-旋液分离器、250-气化炉回收室换热器；

211-反应室、212-热回收室、213-工艺烧嘴、214-底部冲洗水进口、215-第一合成气出口、216-底部黑水出口；

221-罐体、222-除沫器、223-合成气分布板、224-第一洗涤水进口、225-第二合成气出口、226-第二合成气进口、227-第一洗涤水出口；

231-第三合成气进口、232-第三合成气出口、233-第二洗涤水进口、234-第二洗涤水出口；

241-废水进水口、242-排渣口、243-冲灰水出口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种标准煤气化系统，该标准煤气化系统主要由煤粉浮选模块100和水煤浆气化模块200组成。其中，煤粉浮选模块100包括第一磨煤机110、浮选装置120、煤浆槽150、煤浆给料泵160以及第二磨煤机140；水煤浆气化模块200的主要设备包括水煤浆气化炉210和部分洗涤煤气的洗涤设备。第一磨煤机110、浮选装置120、煤浆槽150和煤浆给料泵160顺次连接，第一磨煤机110用来磨制高灰煤并输送浮选装置120供浮选装置120浮选除灰，这里所说的高灰煤具体指含灰量大于第一预设质量百分比的煤炭；浮选装置120浮选后得到浮选煤浆输送至煤浆槽150。第二磨煤机140则用来磨制低灰煤并输送至煤浆槽150，在煤浆槽150中与浮选煤浆混合，形成煤浆浓度大于设定(质量)浓度如60％且适用于水煤浆气化炉210的混合煤浆。这里所说的低灰煤是指含灰量小于第二预设质量百分比的煤粉，第二预设质量百分比小于第一预设质量百分比。也即本申请通过设置煤粉浮选模块100，对高灰煤进行浮选除灰，然后与低灰煤按比例混合，形成适合水煤浆气化炉210的混合煤浆，提高冷煤气效率，改善经济效益。本市实施例中，第一磨煤机110具体采用水煤浆超细磨，第二磨煤机140采用粉煤磨机。

本申请实施例中，除水煤浆气化炉210外，水煤浆气化模块200还包括合成气洗涤罐220、洗涤塔230、旋液分离器240和气化炉回收室换热器250。水煤浆气化炉210包括反应室211和热回收室212，反应室211设置工艺烧嘴213，煤浆给料泵160将混合煤浆通过工艺烧嘴213注入反应室211气化。热回收室212设置换热水循环进出口、底部冲洗水进口214、第一合成气出口215和底部黑水出口216，合成气通过第一合成气出口215输向合成气洗涤罐220初步洗涤；换热水循环进出口和气化炉回收室换热器250连接并与清水换热，回收热回收室212废水热量，并加热清水充当合成气洗涤罐220和洗涤塔230的洗涤用水，反应后热回收室212的废水或黑水通过底部黑水出口216排出，同时为了避免灰渣堵塞底部黑水出口216，热回收室212的一侧还设置底部冲洗水进口214，通过底部冲洗水进口214通入冲洗水将灰渣冲出。

合成气洗涤罐220包括管体和设置在罐体221内的除沫器222以及合成气分布板223，合成气分布板223开设孔径为2-10mm的筛孔，实现合成气均布、分散，与合成气洗涤水充分接触洗涤灰分。罐体221底部开设第二合成气进口226，顶部开设第二合成气出口225，罐体221靠近底部一侧开设第一洗涤水进口224，第一洗涤水进口224连接气化炉回收室换热器250的清水侧，罐体221靠近顶部一侧开设第一洗涤水出口227，将洗涤合成气后的废水排出。

洗涤塔230的底部一侧开设第三合成气进口231，第三合成气进口231和合成气洗涤罐220的第二合成气出口225连接，洗涤塔230的顶部开设第三合成气出口232，供合成气洗涤后流出。此外，洗涤塔230靠近顶部一侧开设第二洗涤水进口233，第二洗涤水进口233同样连接至气化炉回收室换热器250的清水侧，洗涤塔230的底部开设第二洗涤水出口234，将洗涤废水排出。

旋液分离器240则开设废水进水口241、排渣口242和冲灰水出口243，废水进水口241连接第一洗涤水出口227、第二洗涤水出口234以及反应室211的底部黑水出口216，通过旋液分离器240将洗涤废水和反应废水分离，上清液从顶部的冲回水出口流出并经管道连接反应室211的底部冲洗水进口214输向反应室211冲洗出渣，旋液分离器240内含渣较多的废水则从底部的排渣口242排出。上述煤粉浮选模块100的设置使得混合浆液贴合水煤浆气化炉210的用煤标准，改善了合成气的产气质量，降低了合成气的洗涤次数；上述水煤浆气化模块200优化了合成气的产生及洗涤循环，节约了大量洗涤水，降低了生产成本。

在一实施例中，参阅图3，煤粉浮选模块100进一步包括设置在煤浆槽150和浮选装置120之间的压滤机130，通过压滤机130对浮选后的浮选煤浆进行浓缩，进一步提升进入煤浆槽150的浮选煤浆的煤浆浓度，减少低灰煤的使用比例，显著降低生产成本。

在一实施例中，继续参阅图3，本申请所提供的标准煤气化系统，其煤粉浮选模块100还包括第一配煤机170、第二配煤机180和控制机构190。其中，第一配煤机170用来向第一磨煤机110输送高灰煤，第二配煤机180用来向第二磨煤机140输送低灰煤，第一配煤机170和第二配煤机180均电连接控制机构190，并由控制机构190调节第一配煤机170和第二配煤机180的配煤比，进而调节高灰煤和低灰煤的混合比。

在上述实施例中，控制机构190可由人为操控远程控制调节第一配煤机170和第二配煤机180的配煤比例，亦可设定合适的配煤比实现对第一配煤机170和第二配煤机180的自动控制配煤比。还可在水煤浆气化炉210的第一合成气出口215设置合成气流量检测机构，合成气流量检测机构电连接控制机构190；控制机构190根据合成气的产量与混合煤浆的煤浆浓度的对应关系调节高灰煤和低灰煤的比例，保证混合煤浆的煤浆浓度合适以及水煤浆气化率的高效运行。此外，还可在煤浆槽150前设置检测浮选煤浆的煤浆浓度的第一煤浆浓度检测机构，或在煤浆槽150内设置检测混合煤浆的煤浆浓度的第二浓度检测机构，将第一煤浆浓度检测机构/第二煤浆浓度检测机构与控制机构190电连接，控制机构190根据检测的煤浆浓度(浮选煤浆/混合煤浆)调节第一配煤机170和第二配煤机180的配煤比。

本申请实施例提供一种标准煤气化方法，应用于上述实施例提供的标准煤气化系统，参阅图4，标准煤气化方法包括：

步骤S10：磨制含灰量大于第一预设质量百分比的高灰煤，对高灰煤浮选得到含灰量降低的浮选煤浆，具体过程为利用第一磨煤机110如水煤浆超细磨磨制高灰煤，将磨成特定颗粒的高灰煤送入浮选装置120浮选除灰除杂，降低高灰煤的含灰量并得到浮选煤浆，并将浮选煤浆通入煤浆槽150。

步骤S20：磨制含灰量小于第二预设质量百分比的低灰煤，将低灰煤与所述浮选煤浆混合得到混合煤浆，具体过程为利用第二磨煤机140如粉磨煤机磨制低灰煤，将磨成特定颗粒的低灰煤送入煤浆槽150与浮选煤浆混合得到混合煤浆，煤浆槽150内可根据需要设置搅拌机构，提高混合煤浆的均匀度。

步骤S30：将混合煤浆通入所述水煤浆气化模块200气化，最后利用煤浆给料泵160抽取煤浆槽150内的煤浆送入水煤浆气化模块200的水煤浆气化炉210进行合成气的生产。

上述实施例中，通过对高灰煤进行浮选以及与低灰煤混合，显著降低了混合煤浆的含灰量，使得混合煤浆的浓度适合水煤浆气化炉210的生产用煤需求，提高冷煤气效率和降低设备侵蚀磨损，改善经济效益。其中，步骤S20中将低灰煤与所述浮选煤浆混合得到混合煤浆时具体通过控制高灰煤和低灰煤的用煤质量比来调节混合后的煤浆浓度。示例性的，利用第一配煤机170向磨制高灰煤的水煤浆超细磨配煤，利用第二配煤浆向磨制低灰煤的粉磨煤机配煤，通过控制机构190控制第一配煤机170和第二配煤机180依据低灰煤和高灰煤的含灰量按照设定的质量比(高灰煤：低灰煤＝1:1.2-1:3)分别配煤。

在一实施例中，参阅图5，本申请所提供的标准煤气化方法在将低灰煤与浮选煤浆混合之前还包括步骤S11：检测浮选煤浆的煤浆浓度，通用第一煤浆浓度检测机构检测高灰煤经浮选装置120浮选后输向煤浆槽150的浮选煤浆的煤浆浓度，浮选煤浆的煤浆浓度低于30％(质量浓度)利用压滤机130对浮选煤浆过滤浓缩，提高浮选煤浆的煤浆浓度。同时，还可利用控制机构190根据检测的浮选煤浆浓度调节第一配煤机170和第二配煤机180的配煤比。

在进一步实施例中，参阅图6，在将低灰煤与浮选煤浆混合之前还包括步骤S12：检测混合煤浆的浓度，在混合煤浆的煤浆浓度低于60％(质量浓度)时降低高灰煤和低灰煤的质量比，减少高灰煤的配煤量或同时增加低灰煤的配煤量。具体实现过程中可在煤浆槽150设置第二煤浆浓度检测机构，利用第二煤浆浓度检测机构检测混合煤浆的浓度并反馈至控制机构190，以便控制机构190根据混合煤浆的煤浆浓度调节第一配煤机170和第二配煤机180的配煤比，维持混合煤浆浓度在合适值(如60％)以上。应当注意的是，第一煤浆浓度检测机构和第二煤浆浓度检测机构并非本申请的改进内容，其具体结构和检测原理可参考现有技术，本申请不再赘述。步骤S11和步骤S22既可单独实施，也可同时实施。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的标准煤气化系统及标准煤气化方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。