本发明涉及水煤浆气化炉气化领域，尤其涉及一种以补充二氧化碳或焦炉气等碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法。本发明的技术方案为，采用通过气化炉烧嘴的至少一个通道通入二氧化碳或含有二氧化碳的混合气体或焦炉气作为气化剂，该方法提高了煤炭利用率，提高了含炭资源的利用率，减少了温室气体二氧化碳的排放量，同时降低氧耗；对于焦炉气，大大降低了净化难度。
1.一种以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：通过气化炉烧嘴的至少一个通道通入二氧化碳或含有二氧化碳的混合气体或焦炉气作为气化剂；所述的二氧化碳的加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的10-25%。
2.根据权利要求1所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：所述的含有二氧化碳的混合气体为二氧化碳与水蒸汽的混合气体或二氧化碳与氮气的混合气体或二氧化碳与水蒸汽、氮气的混合气体。
3.根据权利要求2所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：所述的二氧化碳与水蒸汽的混合气体中，水蒸汽的用量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-50%,二氧化碳与水蒸汽的比例为1:0.0005-10，二氧化碳与氮气的混合气体中，氮气的用量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-30%，二氧化碳与氮气比例为
1:0.0005-5，二氧化碳与水蒸汽、氮气的混合气体中三者的比例为1:0.0005-10:0.0005-5。
4.根据权利要求2所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：所述的水蒸汽的加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的10%，氮气的加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的5%。
5.根据权利要求1所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：所述的焦炉气加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-110%。
6.根据权利要求5所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：所述的焦炉气加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的3%。
7.根据权利要求1所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：该方法适用于单喷嘴水煤浆气化炉、多喷嘴水煤浆气化炉、多元料浆气化炉。
8.根据权利要求7所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，其特征在于：对于多喷嘴气化炉，由气化炉顶部烧嘴或对置式烧嘴或顶部烧嘴与对置式烧嘴同时通入二氧化碳或焦炉气或含有二氧化碳的混合气体作为气化剂。
一种以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水煤浆气化炉气化领域，尤其涉及一种以补充二氧化碳或焦炉气等碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法。
背景技术
[0002] 我国能源结构的特点是富煤、贫油、少气，这种结构特点决定了我国以煤炭为主体的能源结构在相当长一段时间内不会改变，煤炭是我国最安全、最可靠的能源。目前，世界石油价格居高不下，煤化工产业已经具备与石油化工相抗衡的经济条件，煤炭在未来我国国民经济中的地位将更为重要。但是大规模发展煤化工产业必须同时考虑温室效应气体二氧化碳对人类生存环境的影响。
[0003] 二氧化碳是一种温室效应气体，其主要来源是化石性燃料的燃烧和工业生产排放的废气，为了使温室效应气体二氧化碳的排放量控制在预期的水平，世界各国都在不断的努力，其中二氧化碳的回收利用是研究和开发的重点。
[0004] 在我国，洁净煤技术已经取得重大突破，为我国大规模发展煤化工产业提供了技术支撑，煤气化是煤化工的龙头。目前国内煤气化技术以纯氧或富氧为气化剂，该技术存在的缺陷是，煤炭利用率偏低。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对上述存在的缺陷而提供一种以补充二氧化碳或焦炉气等碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，该方法提高了煤炭利用率，提高了含炭资源的利用率，减少了温室气体二氧化碳的排放量，同时降低氧耗；对于焦炉气，大大降低了净化难度。
[0006] 本发明的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法的技术方案是通过下述方式实现的，气化炉按照氧/碳正常比进料，通过煤气化炉烧嘴的至少一个通道逐步通入二氧化碳或焦炉气或含有二氧化碳的混合气体作为气化剂，通入二氧化碳同时逐步减少氧气加入量，通入焦炉气时，增大氧气加入量。二氧化碳的加入比例根据生成气体的用途，占通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-80％。焦炉气加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-110％。
[0007] 作为优选，二氧化碳的加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的10-25％。
[0008] 本发明的技术方案所述的含有二氧化碳的混合气体可以为二氧化碳与水蒸汽的混合气体、二氧化碳与氮气的混合气体、二氧化碳与水蒸汽、氮气的混合气体。
[0009] 二氧化碳与水蒸汽的混合气体中，水蒸汽的用量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-50％，二氧化碳与水蒸汽的比例为1∶0.0005-10，二氧化碳与氮气的混合气体中，氮气的用量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的0-30％，二氧化碳与氮气比例为1∶0.0005-5，二氧化碳与水蒸汽、氮气的混合气体中三者的比例为1∶0.0005-10∶0.0005-5。
[0010] 作为优选，水蒸汽的加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的10％，氮气的加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的5％。
[0011] 作为优选，焦炉气加入量为通入二氧化碳之前的原始应加氧气量的3％。
[0012] 本发明所述的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法适用于单喷嘴水煤浆气化炉、多喷嘴水煤浆气化炉、多元料浆气化炉。
[0013] 对于多喷嘴气化炉来说，本发明所述的气化剂的加入可以由气化炉顶部烧嘴或对置式烧嘴或顶部烧嘴与对置式烧嘴同时逐步通入二氧化碳或焦炉气或含有二氧化碳的混合气体作为气化剂，通入二氧化碳同时逐步减少氧气加入量。
[0014] 本发明的有益效果为，二氧化碳、焦炉气作为一种碳资源，通入二氧化碳在气化炉内参与反应，一方面可以提高煤炭资源的利用率，另一方面可以减少温室气体二氧化碳的排放量，降低耗氧量；焦炉气组成复杂，直接利用净化难度大，焦炉气在1300℃以上的高温条件下，各种有机杂质转化成CO、CO2、H2、H2S、NH3等合成气，在提高煤炭资源利用率的基础上，其净化难度也大大降低。对于多喷嘴气化炉来说，通过顶部烧嘴通入二氧化碳，一方面充分利用顶部烧嘴，还可以保护气化炉拱顶耐火砖，延长拱顶砖的使用寿命。总之，本发明的以补充碳源作为水煤浆气化炉气化剂的方法，提高了煤炭资源利用率，并减少温室气体二氧化碳的排放量，降低氧气消耗量，增加设备的使用寿命，整体降低生产成本，节约资源，具备突出的实质性特点和显著的进步。
具体实施方式
[0015] 下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
[0016] 实施例1
[0017] 单喷嘴水煤浆气化炉，炉高15m，直径2800mm，日处理神府煤450吨，以水煤浆为原料，含固量61％，操作压力2.7Mpa，操作温度1350℃，以99.6％氧气为气化剂，氧气流量为3
11850m/h，碳转化率96％，有效气80％。在烧嘴的一个通道中通入氧气流量10％的二氧化碳，此时的碳转化率97％，有效气80.2％。
[0018] 实施例2
[0019] 4喷嘴对置式气化炉，炉高21.3m，直径3400mm，日处理神府煤1500吨，以水煤浆为原料，含固量62％，操作压力4.0Mpa，操作温度1300℃，以99.6％氧气为气化剂，氧气流量3
为38400m/h，碳转化率98％，有效气81.5％。在气化炉顶部烧嘴通入氧气量25％的二氧化碳，碳转化率99％，有效气81.0％。
[0020] 实施例3
[0021] 4喷嘴对置式气化炉，炉高21.3m，直径3400mm，日处理神府煤1500吨，以水煤浆为原料，含固量62％，操作压力4.0Mpa，操作温度1330℃，以99.6％氧气为气化剂，氧气流量3
为38400m/h，碳转化率98％，有效气81.5％。在气化炉顶部烧嘴通入3％焦炉气，氧气流量增加5％，碳转化率98.5％，有效气82.2％。
[0022] 实施例4
[0023] 4喷嘴对置式气化炉，炉高21.3m，直径3400mm，日处理神府煤1500吨，以水煤浆为原料，含固量62％，操作压力4.0Mpa，操作温度1330℃，以99.6％氧气为气化剂，氧气流量3
为38400m/h，碳转化率98％，有效气81.5％。在气化炉对置式烧嘴通入氧气量20％的二氧化碳、10％的水蒸气，转化率98.6％，有效气81.7％。
