專利名稱：防止灰塵粘附氣化器壁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止在石油焦和煤的混合物氣化時(shí)灰塵粘附氣化器壁的方法。
煤和石油焦等固體燃料通常按加水濕法粉碎為料漿，然后用氧部分氧化使獲得的料漿氣化。人們知道，由于煤的揮發(fā)分含量為45-55%，而石油焦的揮發(fā)分含量低達(dá)8-14%，所以石油焦的可燃性比煤低得多。據(jù)認(rèn)為，煤和石油焦的混合物氣化時(shí)，可燃性高的煤會(huì)妨礙可燃性低的石油焦的燃燒。因而石油焦的可燃性進(jìn)一步降低。
鑒于這一原因，在現(xiàn)有技術(shù)中，不把石油焦同另一固體燃料按適當(dāng)比例混合，也不對(duì)此種混合物進(jìn)行氣化。即僅氣化石油焦。然而，這一方法的缺點(diǎn)在于石油焦灰塵的熔點(diǎn)一般不低于1600℃，此灰塵會(huì)粘附在并沉積到氣化器內(nèi)壁上，所以不可能進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行。此外，石油焦的可燃性差，如果為了改進(jìn)燃燒性而將氣化溫度升高，則粘附到內(nèi)壁上的灰塵量會(huì)進(jìn)一步增加。
因此，本發(fā)明的目的是克服本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的上述問題并提供一種防止灰塵粘附于氣化器壁上的方法，該方法能降低未燃燒的碳量并能保證長(zhǎng)期良好運(yùn)行。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，將10-30wt.%的煤與石油焦混合以使當(dāng)煤灰在氣化器內(nèi)熔化并向下流動(dòng)時(shí)，石油焦灰隨同煤灰一起下流，借以防止石油焦灰粘附到氣化器壁上。
按照本發(fā)明防止灰塵粘附到氣化器壁上的方法，在氣化器中通過部分氧化法氣化石油焦時(shí)，把10-30wt.%的煤與石油焦混合，并把氣化溫度提高到煤灰的熔點(diǎn)以上。上述10-30%重量比是煤的重量同煤和石油焦總重量之比。
通過在煤灰熔點(diǎn)(1，300-1，350℃)以上的溫度(1，400-1，450℃)下，在氣化器中氣化石油焦和煤的混合物，使煤灰熔化，并且在氣化器壁表面上向下流動(dòng)。石油焦灰被熔化的煤灰捕集并隨其一起下流。這些灰塵在驟冷室中冷卻并固化后以爐渣的形式從氣化器底排出。
由于將氣化溫度提高到1，400-1，450℃，石油焦的可燃性得到了改善，因此能將石油中未燃燒的碳量(進(jìn)入氣化器中的碳量同轉(zhuǎn)化為氣體的碳量之差)降低到送入氣化器中碳量的4-9wt.%。
結(jié)合附圖閱讀下述優(yōu)選實(shí)施方案的描述，將會(huì)清楚地了解本發(fā)明的上述目的和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的實(shí)施方案示于

圖1和2，其中圖1是適于實(shí)施本發(fā)明方法的流程圖;
圖2為未燃燒的碳比例和粘附的灰塵比例同石油焦和煤的混合比之間的關(guān)系曲線。
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案示于圖1和圖2，其中的圖1是適于實(shí)施本發(fā)明方法的流程圖，本發(fā)明方法叫作德士古(Texaco)法，它利用濕法把固體燃料粉碎為料漿并用氧部分氧化法將其氣化。圖2是未燃燒碳的比例和粘附灰的比例同石油焦和煤的混合比之間的關(guān)系曲線。
參見圖1，把石油焦20(石油焦灰的熔點(diǎn)在1，800℃左右)同適量水一道送入粉磨機(jī)1中以便用濕法粉碎，其后以石油焦-水-料漿的形式經(jīng)管線22送入料漿槽。
煤21(煤灰的熔點(diǎn)在1，350℃左右)同適量水一道送入粉磨機(jī)2中以便用和處理石油焦20同樣的方式用濕法粉碎，爾后以煤-水-料漿的形式經(jīng)管線23送入料漿槽。
料漿槽3備有攪拌器3a，分別由粉磨機(jī)1和2供給的石油焦-水-料漿和煤-水-料漿在料漿槽3中彼此混合形成石油焦-煤-水-料漿。當(dāng)然可以事先按預(yù)定比例混合煤和石油焦并且用一個(gè)粉磨機(jī)把此混合物粉碎為料漿。
然后把石油焦-煤-水-料漿經(jīng)管線12送入燃燒器5，繼而同40-60%的氧(按燃燒石油焦和煤的理論需氧量計(jì))一道送入氣化器6，在6中使之于1，200-1，500℃左右的溫度下氣化(部分氧化)。氣化器中的壓力優(yōu)選20-80大氣壓左右(2.0×106-8.1×106帕)。
氣化器6上部襯以耐火材料7a形成一反應(yīng)室7。氣化器6下部有驟冷室8。反應(yīng)室7和驟冷室8借助喉管9相連。經(jīng)管線13向驟冷室8供給驟冷用水，使驟冷室8中的水位保持在適當(dāng)高度。在驟冷室8中間軸設(shè)置圓柱形浸入管10和圓柱形引流管11，使此兩根管的下端部浸在水下。
反應(yīng)室7中產(chǎn)生的氣體經(jīng)喉管9、浸入管10吹入驟冷室8的水中。其后將所說氣體經(jīng)設(shè)置在水平面上方的排氣口14a和管線14送到下一個(gè)設(shè)備(未畫出)。當(dāng)氣體吹入驟冷室8的水中時(shí)，由石油焦20和煤21的混合料漿氣化產(chǎn)生的灰和未燃燒的碳被水驟冷，從而變?yōu)榧?xì)渣并被水捕集。這樣產(chǎn)生的淤漿經(jīng)連接在驟冷室8側(cè)壁上的管線15排出。含相對(duì)較粗顆粒的所謂的粗渣從驟冷室8底部的管線16排出。
下面將說明在具有上述結(jié)構(gòu)的氣化器中氣化石油焦和煤的混合料漿期間防止灰塵粘附到氣化器壁上的情況。
首先說明僅僅氣化石油焦的情形。石油焦含灰量為0.3-1wt.%，此灰含三價(jià)的釩。
釩在還原氣氛中的熔點(diǎn)是1，800℃，此溫度值一般比石油焦的氣化溫度(1，200-1，500℃)高。因此，當(dāng)石油焦氣化時(shí)，此灰不熔化并且粘附到反應(yīng)室7的耐火材料7a的表面上使灰分沉積。沉積和生長(zhǎng)的灰塊堵塞氣化器6的喉管9。
作為對(duì)策，可以采用這樣一種方法來防止灰塵粘附在氣化器壁上，即把氣化的溫度降到1，350℃左右，氣化壓力降到39Kg/cm2左右以便減小石油焦中所含碳的反應(yīng)比例并產(chǎn)生大量未燃燒的碳，使灰塵粘附到這些未燃燒的碳上。
然而，即使此法不能完全防止灰塵粘附到氣化器壁上，但畢竟還是將粘附的灰塵比例降到某種程度。另一方面，未燃燒碳的比例增加到15-19wt.%。
可是，經(jīng)證實(shí)當(dāng)氣化的溫度為1，420℃、氣化壓力為38kg/cm2(3.8×106帕左右)時(shí)，如果煤與石油焦的混合比增加，盡管未燃燒碳的比例增加，但是粘附到氣化器壁上的灰塵比例卻降低了，還經(jīng)證實(shí)2如果把煤的混合比降低，僅管未燃燒碳的比例降低了，但粘附到氣化器壁上灰塵的比例有增加的趨勢(shì)。
因此，在本發(fā)明中，根據(jù)圖2所示的數(shù)據(jù)把煤與石油焦按煤與石油焦和煤總量之比為10-30wt.%的比例混合，這樣當(dāng)石油焦氣化時(shí)，即防止了灰塵粘附到氣化器壁上，又降低了未燃燒的碳量。
當(dāng)煤與石油焦的混合比不低于30%時(shí)，沒有灰塵粘附到氣化器壁上，但產(chǎn)生的未燃燒碳之比例卻會(huì)明顯增加。
其原因是由于煤的揮發(fā)性成分含量是45-55%，石油焦的揮發(fā)性成分含量低到8-14%，所以石油焦的可燃性比煤低，當(dāng)煤和石油焦的混合物氣化時(shí)，可燃性高的煤阻止可燃性低的石油焦的燃燒，所產(chǎn)生的未燃燒的煤量隨煤混合比的增加而增加。
當(dāng)煤與石油焦的混合比不超過10%時(shí)，由于煤的混合比低，所產(chǎn)生的未燃燒的碳量減小而不受其可燃性差異的影響。然而，由于煤灰量小，所以它不足以捕集石油焦灰，因而使附到氣化器壁上的灰量增加。
在上述煤與石油焦的混合比下，估計(jì)煤灰熔點(diǎn)在1，350℃左右。也可以使用熔點(diǎn)高于1，350℃的煤。在這種情況下，必須把反應(yīng)室7的溫度提高到比上述氣化溫度更高的溫度。
雖然在這一具體實(shí)施方案中，在氣化器6中將石油焦和煤的混合物進(jìn)行氣化。但是本發(fā)明并不限于此，采用石油瀝青和煤的混合物可得到幾乎一樣的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)室中的部分氧化溫度最好比煤灰熔點(diǎn)(T)高30-100℃。即反應(yīng)室的溫度最好不低于(T+30℃)，不高于(T+100℃)。
雖然已對(duì)目前視為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案作了介紹，但是應(yīng)當(dāng)知道，也可對(duì)其進(jìn)行各種修改，而且本申請(qǐng)的權(quán)利要求包括屬于在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)的全部這類修改。
權(quán)利要求
1.一種通過部分氧化反應(yīng)在氣化器內(nèi)氣化石油焦工藝中防止灰塵粘附到氣化器壁的方法，其特征在于將所說的石油焦與相當(dāng)石油焦和煤的總量10-30wt·%的煤混合，并且在高于所說煤灰熔點(diǎn)的氣化溫度下使這樣獲得的混合物氣化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說氣化器備有反應(yīng)室和驟冷室，反應(yīng)室中送入的所說石油焦和/或所說煤被部分氧化，驟冷室中裝有水并通過所說氣化器的喉管與所說反應(yīng)室的下部相連接，在所說反應(yīng)室中的氣體從所說喉管出來經(jīng)浸入管吹入所說水中使之驟冷，所說灰塵、未燃燒的碳和渣被所說水捕集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中用濕法把所說石油焦和煤粉碎為料漿，并把所說料漿送入所說氣化器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中所說氣化器的所說反應(yīng)室中的溫度比所說煤灰的熔點(diǎn)高30-100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3和4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中供氧量為燃燒所說石油焦和煤所需的理論需氧量的40-60%。
全文摘要
一種在氣化器中用部分氧化反應(yīng)氣化石油焦工藝中防止灰塵粘附氣化器壁的方法。把石油焦同10-30wt·％(按石油焦與煤的總重計(jì))的煤混合，在高于所說煤灰熔點(diǎn)的氣化溫度下使所說混合物氣化。
文檔編號(hào)C10J3/46GK1050555SQ9010803
公開日1991年4月10日 申請(qǐng)日期1990年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月29日
發(fā)明者曾我邦雄, 岡田一夫, 田中憲明, 十龜盛男, 辻野敏男 申請(qǐng)人:宇部興產(chǎn)株式會(huì)社