CN109575996B - 一种煤和重油共气化制合成气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤和重油共气化制合成气的方法，该方法包括步骤：一、重油储存与输送以及煤浆制备与输送；二、煤和重油高温气化；三、高温粗合成气和熔融灰渣冷却；四、粗合成气净化；五、粗渣收集排放；六、灰水处理。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，重油和煤浆在一个气化反应器反应制合成气，有效合成气产量及能效利用率增加，能耗和生产成本降低，不但解决了重油的高效、经济利用问题，而且解决了单纯煤以为原料气化制合成气原料消耗大的问题，实用性强。

Description

一种煤和重油共气化制合成气的方法
技术领域
本发明属于煤和重油共气化制合成气技术领域，尤其是涉及一种煤和重油共气化制合成气的方法。
背景技术
我国的石油资源相对匮乏，且重油组分含量高，所以石油资源的深度加工和高效利用就成为炼油和石化工业发展的重大课题。在原油深加工过程中，原油经过蒸馏产生的渣油占原油的1/3以上，必须对渣油进行进一步深度加工，生产油品和化学品。在渣油催化裂解生产烯烃时，副产裂解重油，该裂解重油大多企业作为产品出售，因重油较高的消费税，使该裂解副产重油产品一直处于亏本状态。该裂解重油碳氢质量含量为98％，有效组分含量高，热值较高，具有极高的开发利用价值，但目前还没有较为经济的处理方法，该裂解重油经济有效利用是企业迫在眉睫的问题。
以煤为原料的湿法气流床煤气化工艺是目前最成熟先进气化工艺，主要应用于我国大型煤化工项目。该技术原料适应范围广，包括烟煤、长焰煤、气煤、次烟煤或者无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦、渣油、油泥等均等均能作气化原料。该技术广泛应用于合成氨、甲醇、氢气、清洁油品、天然气、燃料气、烯烃等产品的工业生产装置。上述催化裂解重油可用作该气化技术原料。但现如今，目前还没有利用煤和重油共气化合成气，因此，现如今缺少一种煤和重油共气化制合成气的方法，比单纯的以煤为原料气化制合成气原料消耗降低，且有效合成气产量及能效利用率增加，能耗和生产成本降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤和重油共气化制合成气的方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，有效合成气产量及能效利用率增加，能耗和生产成本降低，不但解决了重油的高效、经济利用问题，而且解决了单纯煤以为原料气化制合成气原料消耗大的问题，实用性强。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤和重油共气化制合成气装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、重油储存与输送以及煤浆制备与输送:
由界区外装置来的重油送至重油储槽内储存，重油储槽内的重油经高压重油泵和重油管道送入气化炉顶部的四通道喷嘴中；
将原料煤破碎至粒度≤20mm的煤粒与水、添加剂送入磨机混合研磨均匀，得到煤浆，并将所述煤浆送入煤浆贮槽，经高压煤浆泵将所述煤浆送入所述四通道喷嘴中；其中，所述煤浆流量与重油流量比值为0.03～32，当所述煤浆流量与重油流量比值小于1时，经高压煤浆泵将所述煤浆送入所述四通道喷嘴中的中心物料通道，重油经高压重油泵和重油管道送入气化炉顶部的四通道喷嘴中的外物料通道；当所述煤浆流量与重油流量比值不小于1时，经高压煤浆泵将所述煤浆送入所述四通道喷嘴中的外物料通道，重油经高压重油泵和重油管道送入气化炉顶部的四通道喷嘴中的中心物料通道；
步骤二、煤和重油高温气化：
步骤一中通过中心物料通道的物料、通过外物料通道的物料与来自一级氧气通道的一级氧气进入四通道喷嘴的预混区中进行一次混合雾化，得到预混合物；在预混合物通过预混区出口，通过二级氧气通道送来的二级氧气与预混合物二次混合雾化，之后，进入气化炉的反应腔中，并使煤浆、重油和氧气在温度为1300℃～1400℃与压力为1.0MPa～10.0MPa的条件下进行部分氧化反应，生成含有CO和H2为主要组分的高温粗合成气和熔融灰渣的混合物；
步骤三、高温粗合成气和熔融灰渣冷却：步骤三中生成的高温粗合成气和熔融灰渣的混合物进入气化炉下部的冷却室中，该高温粗合成气和熔融灰渣的混合物首先进入内导气筒，被内导气筒内壁的激冷水初步冷却，随即进入冷却室下部的激冷水浴中，经激冷水浴冷却降温，熔融灰渣中粗灰渣滞留在冷却室的激冷水浴中，高温粗合成气被激冷水冷却后冲破水浴面，得到降温和初步除尘的粗合成气，该粗合成气通过外导气筒向上流动，从冷却室上部侧面的粗合成气出口排出；粗灰渣在冷却室的激冷水浴中沉降并从冷却室底部排出送往粗渣收集排放工序，激冷水浴上部的含细灰水从冷却室下部侧面的灰水排出口送往灰水处理；
步骤四、粗合成气净化：
将步骤三中得到的粗合成气通过合成气管道送到增湿器中，在增湿器中，该粗合成气与来自洗涤塔下部经灰水循环泵输送的灰水充分混合浸湿，之后，浸湿后的粗合成气沿洗涤塔中下降管进入洗涤塔底部的洗涤水浴中，经过洗涤水浴中二次降温除尘后，得到含细灰水和合成气，合成气冲破洗涤水浴面沿洗涤下降管与洗涤气上升管之间的环隙上升，经多级塔盘与洗涤塔上部冷凝液接触洗涤除尘，后经过旋流板再次分离除尘后进入洗涤塔上部内的除沫器，最后，通过除沫器后从洗涤塔顶部排出得到干净合成气，含细灰水经洗涤塔的底部排出至灰水处理；所述水浴储槽的灰水经灰水循环泵后分成两路，一路送入气化炉下部冷却室中用作冷却水；另一路送入增湿器浸湿粗合成气中的细灰；其中，干净合成气中含尘量不大于1mg/m3；
步骤五、粗渣收集排放：
将来自步骤三的粗灰渣以粗灰渣水形式通过锁渣阀门进入集灰器，进入集灰器中的粗灰渣经过集灰器冲洗水罐中灰水冲洗后经排渣阀排入渣池中，然后，将渣池中的粗灰渣收集并外排，渣池中的渣水经渣池泵送到灰水处理；
步骤六、灰水处理：
将步骤四中洗涤塔底部排出的含细灰水与气化炉中冷却室下部侧面排出的含细灰水送到一级闪蒸器进行一级降压分离，得到一级气体与一级浓缩灰水，降压分离产生大量气体带走热量，则降低了一次浓缩灰水温度，一级气体由一级闪蒸器顶部排出并送到热回收器回收热量，一级浓缩灰水送到二级闪蒸器进行二级降压降温，分离得到二级气体与二级浓缩灰水，二级气体送到脱气水槽用于循环灰水热源，二级浓缩灰水与来自步骤五的渣水送到真空闪蒸器进行三级降压降温，分离得到三级气体与三级浓缩灰水，三级气体经冷却器冷却降温后送到真空闪蒸分离器，分离水分后送入真空泵，并送到真空泵分离器分离后排空，真空泵分离器分离的水与真空闪蒸分离器分离的水流入灰水槽，真空闪蒸器底部排出的三级浓缩灰水经澄清槽进料泵后进入澄清槽；在澄清槽内加入絮凝剂，使澄清槽悬浮于灰水中的细灰絮凝沉降，上部清液溢流进入灰水槽，灰水槽中灰水经灰水泵后一部分送入脱气水槽，一部分返回集灰器冲洗水罐与渣池用作冲洗水，少部分外排；
在脱气水槽中，循环灰水夹带的溶解气体被二级气体加热后就排空，同时，往脱气水槽出口的循环灰水中加入分散剂，以缓解灰水管道及热回收器结垢；循环灰水经脱气水泵后送到热回收器，在热回收器中，循环灰水与一级气体混合换热，热回收器底部加热的循环灰水经灰水增压泵后送入洗涤塔中循环使用；热回收器顶部排出的气体经水冷器冷却后送到分离器进行气液分离，得到分离液和分离气，该分离液自流进入脱气水槽，该分离气从分离器顶部排出燃烧或回收利用；
澄清槽底部的灰水经过滤机给料泵后送到真空带式过滤机进行过滤分离，分离出的细灰收集并外排，分离出的水送到滤液槽，经滤液泵后进入澄清槽沉降后循环使用。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：在输送重油、煤浆和氧气的输送过程中，对重油、煤浆和氧气的流量控制过程如下：
在煤浆通过外物料通道或者中心物料通道的过程中，煤浆流量检测单元对煤浆流量进行检测，并将检测到的煤浆流量检测值发送至控制器，控制器调取差值比较器对接收到的煤浆流量检测值与煤浆流量设定值进行差值处理得到煤浆偏差值，控制器调用PI调节模块将煤浆偏差值进行处理，得到对高压煤浆泵电机转速控制的高压煤浆泵控制信号，控制器根据高压煤浆泵控制信号调节高压煤浆泵电机转速，直至煤浆流量检测值维持在煤浆流量设定值；
并在氧气通过氧气总通道的过程中，氧气流量检测单元对氧气总流量进行检测，并将检测到的氧气总流量值发送至控制器；控制器调取差值比较器对接收到的氧气总流量检测值与氧气总流量设定值进行差值处理得到氧气偏差值，控制器根据氧气偏差值调节氧气控制阀的开度，直至氧气总流量检测值维持在氧气总流量设定值；其中，一级氧气通道中的氧气流量设定值为氧气总流量设定值的15％～20％，二级氧气通道中的氧气流量设定值为氧气总流量设定值的80％～85％；
同时，在重油通过中心物料通道或者外物料通道的过程中，重油流量检测单元对重油流量进行检测，并将检测到的重油流量检测值发送至控制器，控制器调取差值比较器对接收到的重油流量检测值与重油流量值设定值进行差值处理得到重油偏差值，控制器调用PI调节模块将重油偏差值进行处理，得到对高压重油泵电机转速控制的高压重油泵控制信号，控制器根据高压重油泵控制信号调节高压重油泵电机转速，直至重油流量检测值维持在重油流量设定值。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述煤浆流量设定值、氧气总流量设定值和重油流量值设定值的获取过程，具体如下：
步骤A、预先通过参数输入按键设定煤浆流量负荷值、重油流量负荷值、氧气总流量负荷值、氧气总流量与煤浆总当量流量比值和煤浆流量与重油流量比值；
步骤B、控制器根据公式
Figure BDA0001924816980000051
得到煤浆流量与煤浆总当量流量比值；其中，a表示煤浆流量与重油流量比值；
步骤C、采用控制器调用乘法运算模块根据氧气总流量与煤浆总当量流量比值，并输入氧气总流量检测值，得到煤浆总当量流量计算值；采用控制器调用乘法运算模块根据煤浆流量与煤浆总当量流量比值，并输入煤浆总当量流量计算值和步骤B中得到的煤浆流量与煤浆总当量流量比值，得到一个煤浆流量计算值；
采用控制器调用乘法运算模块根据煤浆流量与重油流量比值，并输入重油流量检测值，得到另一个煤浆流量计算值；
采用控制器调用平均值计算模块，将一个煤浆流量计算值与另一个煤浆流量计算值进行平均，得到煤浆流量平均值；
采用控制器调用高值选择模块选择煤浆流量平均值和煤浆流量负荷值中的高值作为煤浆流量设定值；
步骤D、采用控制器将重油流量检测值和煤浆流量检测值根据公式VD＝1.6×VZ+VL，得到煤浆总当量流量检测值VD；其中，VZ为重油流量检测值，VL为煤浆流量检测值；采用控制器调用乘法运算模块根据氧气总流量与煤浆总当量流量比值，并输入煤浆总当量流量检测值VD，得到氧气总流量计算值；采用控制器调用低值选择模块选择氧气总流量计算值和氧气总流量负荷值中的低值作为氧气总流量设定值；
步骤E、采用控制器调用除法运算模块根据煤浆流量与重油流量比值，并输入煤浆流量检测值，得到重油流量计算值；采用控制器调用低值选择模块选择重油流量计算值和重油流量负荷值中的低值作为重油流量值设定值。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述四通道喷嘴由内至外依次套设的中心管、第一环管、第二环管和外环管，所述中心管、所述第一环管、所述第二环管和所述外环管的中心线重合，所述外环管的下部外侧壁上设置有水冷却机构，所述中心管中空形成中心物料通道，所述第一环管中空形成一级氧气通道，所述第二环管中空形成外物料通道，所述外环管中空形成二级氧气通道，所述中心管的底部和所述第一环管的底部相齐平，所述第二环管的底部高于所述外环管的底部，所述第一环管的底部与所述第二环管的底部之间形成预混区。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：步骤一中所述重油管道上设置过热蒸汽接入口、第一氮气吹扫接入口和重油回流管道，所述重油回流管道上设置有第二氮气接入口，在制合成气投料之前，经高压重油泵输送的重油通过重油回流管道回流至重油储槽内，以稳定重油输送流量；
在制合成气投料正常时，通过所述第二氮气接入口吹入氮气，使遗留在重油回流管道中的重油吹扫至重油储槽；
在停止投料制合成气时，通过所述第一氮气吹扫接入口通入氮气吹扫重油管道，重油管道内的重油依次通过重油反吹管道、重油入泵管道及重油入槽管道进入重油储槽内，从而回收管道内的重油；之后，通过所述过热蒸汽接入口吹入热蒸汽对重油管道内壁吹扫清洗，吹扫清洗残存的重油经过重油管道、重油反吹管道、重油入泵管道及废油管道进入废油罐收集。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述重油储槽为卧式圆柱形贮槽，所述重油储槽内设有蒸汽加热盘管，使重油储槽内重油温度保持在60℃～90℃；
所述高压重油泵和重油管道均设置有过热蒸汽伴热保温，以使重油管道内重油温度保持在60℃～90℃。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述氧气总流量与煤浆总当量流量比值为420～500。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：步骤二中所述煤浆中煤粒、水、分散剂和PH调节剂的质量百分数分别为：煤粒55％～68％、水31％～44.98％，分散剂0.01％～0.9％，余量为PH调节剂。
上述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、萘磺酸钠盐甲醛缩合物或者聚苯乙烯磺酸钠中的一种，所述PH调节剂为氢氧化钠，所述原料煤为烟煤、长焰煤、气煤、次烟煤或者无烟煤。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明解决了重油的利用问题，采用与现有合成气生产原料不同的生产方式，利用重油和煤为原料共同转化生产合成气，使重油资源变废为宝，同时还实现了重油和煤浆气化的资源互补，使资源最大化利用。
2、本发明解决了重油的存储和输送问题，通过对重油存贮设备及输送管道进行蒸汽伴热保温处理，使重油保持良好稳定性和流动性，同时重油在喷嘴中输送时煤浆也具有良好的流动性。
3、本发明控制器对进入气化炉的氧气、煤浆及重油流量进行检测调节，通过把重油流量折算成煤浆当量的流量，在调整煤浆流量与重油流量比的同时，氧气总流量与煤浆总当量流量比值不变，使三种物料比值控制易于实现，安全可靠。
4、本发明重油替代部分煤与煤浆共同气化，生产的合成气有效量高，氧气消耗低，在煤和重油共气化过程中，重油可与煤气化副产的CO2和水蒸汽反应生成CO和H2，同时降低氧气消耗，根据煤浆流量与重油流量比值不同，煤、重油共气化比单独煤气化有效合成气含量提高5％～15％，氧气消耗降低7％～30％。
5、本发明煤、重油共气化相对重油气化不需要另外加入水蒸汽，重油在气化过程中，可利用煤气化副产的水蒸汽，水蒸汽为重油气化提供了氧和氢元素，使得煤、重油共气化氧气消耗比单一的煤气化和重油部分氧化少，同时利用重油，使生产成本大大降低。
6.本发明原料煤和重油可根据企业供应、原料价格、合成气用途，适时调整煤浆流量与重油流量配比，在满足产品需求的条件下，节省生产成本。
综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，利用煤和重油共气化生产合成气，以煤、重油及氧气为原料，比单独煤或者重油转化生产合成气原料消耗少，有效合成气产量多，经济效益显著，实现了重油资源的高效综合利用，提高资源利用率，大大降低产品成本，保护了环境，为我国不可再生资源高附加值利用提供了高效、洁净的方法，实用性强。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明煤和重油共气化制合成气的结构示意图。
图2为本发明灰水处理的结构示意图。
图3为本发明四通道喷嘴的结构示意图。
图4为本发明的电路原理框图。
图5为本发明的方法流程框图。
附图标记说明:
1—重油储槽； 2—高压重油泵； 3—废油罐；
4—重油管道； 5—磨机； 6—煤浆贮槽；
7—高压煤浆泵； 8—重油回流管道； 9—重油反吹管道；
10—重油入泵管道； 11—重油入槽管道； 12—废油管道；
13—四通道喷嘴； 14—气化炉； 15—反应腔；
16—冷却室； 17—内导气筒； 18—外导气筒；
19—激冷水浴； 20—增湿器； 21—洗涤塔；
22—除沫器； 23—旋流板； 24—塔盘；
25—洗涤下降管； 26—洗涤气上升管； 27—洗涤水浴；
28—锁渣阀门； 29—集灰器； 30—排渣阀；
31—渣池； 32—渣池泵； 33—集灰器冲洗水罐；
34—灰水循环泵； 35—中心物料通道； 36—一级氧气通道；
37—外物料通道； 38—二级氧气通道； 39—预混区；
40—冷却水进口管； 41—冷却水出口管； 42—冷却水盘管；
43—一级闪蒸器； 44—二级闪蒸器； 45—热回收器；
46—水冷器； 47—分离器； 48—灰水增压泵；
49—真空闪蒸器； 50—冷却器； 51—真空闪蒸分离器；
52—真空泵； 53—真空泵分离器； 54—澄清槽进料泵；
55—澄清槽； 56—灰水槽； 57—灰水泵；
58—脱气水槽； 59—脱气水泵； 60—过滤机给料泵；
61—真空带式过滤机； 62—滤液槽； 63—滤液泵；
64—控制器； 65—煤浆流量检测单元；
66—氧气流量检测单元； 67—重油流量检测单元； 68—参数输入按键。
具体实施方式
如图1至图5所示，一种煤和重油共气化制合成气的方法通过实施例1至实时4进行综合描述。
实施例1
步骤一、重油储存与输送以及煤浆制备与输送
由魏墙煤和渣油裂解制烯烃装置来的重油送至重油储槽1内储存，重油储槽内的重油再经高压重油泵2加压到1.5MPa，通过重油管道4送入气化炉顶部的四通道喷嘴13中的外物料通道37；
本实施例中，所述高压重油泵2是一种活塞式隔膜泵，例如上海慧商工程设备有限公司以Feluwa pumpen商品名销售的产品。
魏墙烟煤经破碎后得到粒度≤20mm的煤粒，将所述煤粒、水、氢氧化钠、木质素磺酸钠分别送入磨机5中进行混合研磨制浆，得到煤浆，并将所述煤浆送入煤浆贮槽6，经高压煤浆泵6加压提压到1.5MPa送入所述四通道喷嘴13中的中心物料通道35；
所述界区外装置为魏墙煤和渣油裂解制烯烃装置，将魏墙煤和渣油裂解制烯烃装置来的重油称为DCC重油，所述DCC重油数据列于下表1中，魏墙烟煤数据列于下表2中。
表1：DCC重油数据
项目 单位 数据
灰分 wt％ 1.00
碳C<sub>ad</sub> wt％ 90.32
氢H<sub>ad</sub> wt％ 7.66
氮N<sub>ad</sub> wt％ 0.43
硫S<sub>t，ad</sub> wt％ 0.58
发热量Q<sub>b，ad</sub> kJ/kg 41240
表2：魏墙烟煤数据
项目 单位 数据
工业分析
水分M<sub>ad</sub> wt％ 0.88
灰分A<sub>ad</sub> wt％ 14.90
挥发分V<sub>ad</sub> wt％ 34.73
固定碳FC<sub>ad</sub> wt％ 49.49
元素分析
碳C<sub>ad</sub> wt％ 67.01
氢H<sub>ad</sub> wt％ 4.36
氮N<sub>ad</sub> wt％ 0.80
硫S<sub>t，ad</sub> wt％ 2.04
氧O<sub>ad</sub> wt％ 10.01
灰熔点
变形温度DT ℃ 1068
软化温度ST ℃ 1150
流动温度FT ℃ 1180
发热量 kJ/kg 26010
步骤二、煤和重油高温气化：
步骤一中通过中心物料通道35的煤浆、步骤二中通过外物料通道37的重油与来自一级氧气通道36的一级氧气进入四通道喷嘴13的预混区39中进行一次混合雾化，得到预混合物；在预混合物通过预混区39出口，通过二级氧气通道38送来的二级氧气与预混合物二次混合雾化，之后，进入气化炉14的反应腔15中，并使煤浆、重油和氧气在温度为1300℃与压力为1.0MPa的条件下进行部分氧化反应，生成含有CO和H2为主要组分的高温粗合成气和熔融灰渣的混合物；
步骤三、高温粗合成气和熔融灰渣冷却：步骤三中生成的高温粗合成气和熔融灰渣的混合物进入气化炉14下部的冷却室16中，该高温粗合成气和熔融灰渣的混合物首先进入内导气筒17，被内导气筒17内壁的激冷水初步冷却，随即进入冷却室16下部的激冷水浴19中，经激冷水浴19冷却降温，熔融灰渣中粗灰渣滞留在冷却室16的激冷水浴19中，高温粗合成气被激冷水冷却后冲破水浴面，得到降温和初步除尘的粗合成气，该粗合成气通过外导气筒18向上流动，从冷却室16上部侧面的粗合成气出口排出；粗灰渣在冷却室16的激冷水浴19中沉降并从冷却室16底部排出送往粗渣收集排放工序，激冷水浴19上部的含细灰水从冷却室16下部侧面的灰水排出口送往灰水处理；
步骤四、粗合成气净化：
将步骤三中得到的粗合成气通过合成气管道送到增湿器20中，在增湿器20中，该粗合成气与来自洗涤塔21下部经灰水循环泵34输送的灰水充分混合浸湿，之后，浸湿后的粗合成气沿洗涤塔21中下降管25进入洗涤塔21底部的洗涤水浴27中，经过洗涤水浴27中二次降温除尘后，得到含细灰水和合成气，合成气冲破洗涤水浴27面沿洗涤下降管25与洗涤气上升管26之间的环隙上升，经多级塔盘24与洗涤塔21上部冷凝液接触洗涤除尘，后经过旋流板23再次分离除尘后进入洗涤塔21上部内的除沫器22，最后，通过除沫器22后从洗涤塔21顶部排出得到干净合成气，含细灰水经洗涤塔21的底部排出至灰水处理；所述水浴储槽的灰水经灰水循环泵34后分成两路，一路送入气化炉14下部冷却室16中用作冷却水；另一路送入增湿器20浸湿粗合成气中的细灰；其中，干净合成气中含尘量不大于1mg/m3；
步骤五、粗渣收集排放：
将来自步骤三的粗灰渣以粗灰渣水形式通过锁渣阀门28进入集灰器29，进入集灰器29中的粗灰渣经过集灰器冲洗水罐33中灰水冲洗后经排渣阀30排入渣池31中，然后，将渣池31中的粗灰渣收集并外排，渣池31中的渣水经渣池泵32送到灰水处理；
步骤六、灰水处理：
将步骤四中洗涤塔21底部排出的含细灰水与气化炉14中冷却室16下部侧面排出的含细灰水送到一级闪蒸器43进行一级降压分离，得到一级气体与一级浓缩灰水，降压分离产生大量气体带走热量，则降低了一次浓缩灰水温度，一级气体由一级闪蒸器43顶部排出并送到热回收器45回收热量，一级浓缩灰水送到二级闪蒸器44进行二级降压降温，分离得到二级气体与二级浓缩灰水，二级气体送到脱气水槽58用于循环灰水热源，二级浓缩灰水与来自步骤五的渣水送到真空闪蒸器49进行三级降压降温，分离得到三级气体与三级浓缩灰水，三级气体经冷却器50冷却降温后送到真空闪蒸分离器51，分离水分后送入真空泵52，并送到真空泵分离器53分离后排空，真空泵分离器53分离的水与真空闪蒸分离器51分离的水流入灰水槽56，真空闪蒸器49底部排出的三级浓缩灰水经澄清槽进料泵54后进入澄清槽55；在澄清槽55内加入絮凝剂，使澄清槽55悬浮于灰水中的细灰絮凝沉降，上部清液溢流进入灰水槽56，灰水槽56中灰水经灰水泵57后一部分送入脱气水槽58，一部分返回集灰器冲洗水罐33与渣池31用作冲洗水，少部分外排；
在脱气水槽58中，循环灰水夹带的溶解气体被二级气体加热后就排空，同时，往脱气水槽58出口的循环灰水中加入分散剂，以缓解灰水管道及热回收器45结垢；循环灰水经脱气水泵59后送到热回收器45，在热回收器45中，循环灰水与一级气体混合换热，热回收器45底部加热的循环灰水经灰水增压泵48后送入洗涤塔21中循环使用；热回收器45顶部排出的气体经水冷器46冷却后送到分离器47进行气液分离，得到分离液和分离气，该分离液自流进入脱气水槽58，该分离气从分离器47顶部排出燃烧或回收利用；
澄清槽55底部的灰水经过滤机给料泵60后送到真空带式过滤机61进行过滤分离，分离出的细灰收集并外排，分离出的水送到滤液槽62，经滤液泵63后进入澄清槽55沉降后循环使用。
本实施例中，步骤四中粗灰渣为由固态灰渣与少量未转化碳组成的混合物，所述粗合成气含有少量细灰。
本实施例中，所述洗涤塔21外壁为圆筒形，所述洗涤塔21包括筒体以及安装在所述筒体内且从塔顶向塔底依次设置的除沫器22、旋流板23、塔盘24、洗涤下降管25、洗涤上升管26和洗涤水浴27。所述塔盘24的数量为多个，多个所述塔盘24沿洗涤塔21内部交错布设。
本实施例中，所述洗涤上升管26被固定在所述筒体内，洗涤下降管25上部穿过所述筒体与设置在所述筒体上的进口管相连，所述洗涤下降管25与所述洗涤上升管26下部均伸入洗涤水浴27中，所述筒体顶部设置有合成气出口，所述筒体底部部设置有洗涤水排水口。
本实施例中，所述塔盘24为筛板式、浮阀式、固阀式或者泡罩式塔盘结构；所述除沫器22为折流板式除沫器或者丝网式除沫器。
本实施例中，进一步优选地，塔盘24为固阀盘结构，所述除沫器22为折流板式除沫器。
本实施例中，所述锁渣阀门28与排渣阀30均为截断阀，且所述锁渣阀门28与排渣阀30均采用球阀型式。
本实施例中，所述集灰器29包括圆筒形、设置在所述圆筒形顶部的球形封头和设置在所述圆筒形底部的锥筒，所述集灰器29是连续运转的常压、高压疲劳设备，该设备为非定型设备，根据气化炉14的排灰量确定大小。
本实施例中，所述渣池31包括大长方形斗形和设置在长方形斗形下部的小长方形斗形。所述渣池31内内设有捞渣机，将渣池31内收集的粗渣捞出。
本实施例中，所述水冷却机构为冷却水盘管42，所述冷却水盘管42的一端与冷却水进口管40连接，所述冷却水盘管42的另一端与冷却水出口管41连接。
本实施例中，设置水冷却机构，是为了对处于高温环境下的喷嘴降温，保护喷嘴，延长喷嘴使用寿命。
本实施例中，采用四通道喷嘴13可以让重油、煤浆和来自一级氧气通道36的一级氧气在四通道喷嘴13中的预混区39进行一次混合雾化，一次混合雾化后再与来自二级氧气通道38的二级氧气进行二次混合雾化，通过四通道喷嘴13可以使煤浆和重油被两级氧气进行两次混合雾化，实现煤浆和重油高效雾化，提高原料转化率，从而提高了合成气的产量和有效成分。
本实施例中，在输送重油、煤浆和氧气的输送过程中，对重油、煤浆和氧气的流量控制过程如下：
在煤浆通过中心物料通道35的过程中，煤浆流量检测单元65对煤浆流量进行检测，并将检测到的煤浆流量检测值发送至控制器64，控制器64调取差值比较器对接收到的煤浆流量检测值与煤浆流量设定值进行差值处理得到煤浆偏差值，控制器64调用PI调节模块将煤浆偏差值进行处理，得到对高压煤浆泵7电机转速控制的高压煤浆泵控制信号，控制器64根据高压煤浆泵控制信号调节高压煤浆泵7电机转速，直至煤浆流量检测值维持在煤浆流量设定值；
并在氧气通过氧气总通道的过程中，氧气流量检测单元66对氧气总流量进行检测，并将检测到的氧气总流量值发送至控制器64；控制器64调取差值比较器对接收到的氧气总流量检测值与氧气总流量设定值进行差值处理得到氧气偏差值，控制器64根据氧气偏差值调节氧气控制阀的开度，直至氧气总流量检测值维持在氧气总流量设定值；其中，一级氧气通道36中的氧气流量设定值为氧气总流量设定值的15％～20％，二级氧气通道38中的氧气流量设定值为氧气总流量设定值的80％～85％；
同时，在重油通过外物料通道37的过程中，重油流量检测单元67对重油流量进行检测，并将检测到的重油流量检测值发送至控制器64，控制器64调取差值比较器对接收到的重油流量检测值与重油流量值设定值进行差值处理得到重油偏差值，控制器64调用PI调节模块将重油偏差值进行处理，得到对高压重油泵2电机转速控制的高压重油泵控制信号，控制器64根据高压重油泵控制信号调节高压重油泵2电机转速，直至重油流量检测值维持在重油流量设定值。
本实施例中，所述煤浆流量设定值、氧气总流量设定值和重油流量值设定值的获取过程，具体如下：
步骤A、预先通过参数输入按键68设定煤浆流量负荷值、重油流量负荷值、氧气总流量负荷值、氧气总流量与煤浆总当量流量比值和煤浆流量与重油流量比值；
步骤B、控制器64根据公式
Figure BDA0001924816980000161
得到煤浆流量与煤浆总当量流量比值；其中，a表示煤浆流量与重油流量比值；
步骤C、采用控制器64调用乘法运算模块根据氧气总流量与煤浆总当量流量比值，并输入氧气总流量检测值，得到煤浆总当量流量计算值；采用控制器64调用乘法运算模块根据煤浆流量与煤浆总当量流量比值，并输入煤浆总当量流量计算值和步骤B中得到的煤浆流量与煤浆总当量流量比值，得到一个煤浆流量计算值；
采用控制器64调用乘法运算模块根据煤浆流量与重油流量比值，并输入重油流量检测值，得到另一个煤浆流量计算值；
采用控制器64调用平均值计算模块，将一个煤浆流量计算值与另一个煤浆流量计算值进行平均，得到煤浆流量平均值；
采用控制器64调用高值选择模块选择煤浆流量平均值和煤浆流量负荷值中的高值作为煤浆流量设定值；
步骤D、采用控制器64将重油流量检测值和煤浆流量检测值根据公式VD＝1.6×VZ+VL，得到煤浆总当量流量检测值VD；其中，VZ为重油流量检测值，VL为煤浆流量检测值；采用控制器64调用乘法运算模块根据氧气总流量与煤浆总当量流量比值，并输入煤浆总当量流量检测值VD，得到氧气总流量计算值；采用控制器64调用低值选择模块选择氧气总流量计算值和氧气总流量负荷值中的低值作为氧气总流量设定值；
步骤E、采用控制器64调用除法运算模块根据煤浆流量与重油流量比值，并输入煤浆流量检测值，得到重油流量计算值；采用控制器64调用低值选择模块选择重油流量计算值和重油流量负荷值中的低值作为重油流量值设定值。
本实施例中，所述四通道喷嘴13由内至外依次套设的中心管、第一环管、第二环管和外环管，所述中心管、所述第一环管、所述第二环管和所述外环管的中心线重合，所述外环管的下部外侧壁上设置有水冷却机构，所述中心管中空形成中心物料通道35，所述第一环管中空形成一级氧气通道36，所述第二环管中空形成外物料通道37，所述外环管中空形成二级氧气通道38，所述中心管的底部和所述第一环管的底部相齐平，所述第二环管的底部高于所述外环管的底部，所述第一环管的底部与所述第二环管的底部之间形成预混区39。
本实施例中，步骤一中所述重油管道4上设置过热蒸汽接入口、第一氮气吹扫接入口和重油回流管道8，所述重油回流管道8上设置有第二氮气接入口，在制合成气投料之前，经高压重油泵2提压输送的重油通过重油回流管道8回流至重油储槽1内，以稳定重油输送流量；
在制合成气投料正常时，通过所述第二氮气接入口吹入氮气，使遗留在重油回流管道8中的重油吹扫至重油储槽1；
在停止投料制合成气时，通过所述第一氮气吹扫接入口通入氮气吹扫重油管道4，重油管道4内的重油依次通过重油反吹管道9、重油入泵管道10及重油入槽管道11进入重油储槽1内，从而回收管道内的重油；之后，通过所述过热蒸汽接入口吹入热蒸汽对重油管道4内壁吹扫清洗，吹扫清洗残存的重油经过重油管道4、重油反吹管道9、重油入泵管道10及废油管道12进入废油罐3收集。
本实施例中，所述重油储槽1为卧式圆柱形贮槽，所述重油储槽1内设有蒸汽加热盘管，使重油储槽1内重油温度保持在60℃～90℃；
所述高压重油泵2和重油管道4均设置有过热蒸汽伴热保温，以使重油管道4内重油温度保持在60℃～90℃。
本实施例中，进一步地，所述重油温度保持在60℃。
本实施例中，步骤A中所述煤浆流量与重油流量比值为0.03～32，所述氧气总流量与煤浆总当量流量比值为420～500。
本实施例中，步骤二中所述煤浆中煤粒、水、分散剂和PH调节剂的质量百分数分别为：煤粒55％～68％、水31％～44.98％，分散剂0.01％～0.9％，余量为PH调节剂。
本实施例中，从煤浆流量平均值和煤浆流量负荷值中选择高值作为煤浆流量设定值，从氧气总流量计算值和氧气总流量负荷值中选择低值作为氧气总流量设定值，是为了在提高气化负荷时，先提高煤浆流量再提高氧气流量，避免氧气增加造成气化炉过氧而导致危险事件的发生。另外高纯度的氧发挥其高强的氧化能力使喷嘴在高温下烧蚀，耐火转在高温强度下损害；另外是为了避免氧气增加量大于煤浆量，会造成氧气超量，造成氧化反应，不能进行部分氧化反应，减少合成气产量。
本实施例中，高压重油泵2和高压煤浆泵7对两个料浆通道进行单独调节，从而使中心物料通道35中的料浆流量和外物料通道37中的料浆流量便于调节，第一，是因为两个料浆通道在输送气化原料的过程中，气化物料的粘度较大，这样高粘度的物料其表面张力较大，在雾化时不利于物料颗粒的破碎，致使雾化效果变差，因此需要对物料通道内的流量进行调节，以提高物料的流动性，减少物料的沉淀造成的局部粘度大等造成的雾化效果差；第二，是因为两个料浆泵的单独输送和调节就不会因为重油和料浆混合制浆带来的混合不均匀、输送不流畅等问题。
本实施例中，因为合成气的氢碳质量比随进料煤浆与重油的流量比值变化，通过改变煤浆流量与重油流量比值从而改变合成气的氢碳质量比，因此，设置煤浆流量与重油流量比值为0.03～32和氧气总流量与煤浆总当量流量比值为420～500，一方面，是为了使所述合成气的氢碳质量比在0.60～0.80范围内变化，以满足实际生产需求；另一方面，是为了能对煤浆和重油进行充分雾化，转化率高；另外考虑气化炉的负荷和压力，有效地适应于气化炉的炉温、炉况。
本实施例中，需要说明的是，煤浆流量为煤浆体积流量，重油流量为重油体积流量，氧气流量为氧气标准体积流量。
本实施例中，进一地选择，所述煤浆中煤粒、水、分散剂和PH调节剂的质量百分数分别为：煤粒55％、水44.98％，分散剂0.01％，PH调节剂0.01％。
本实施例中，所述分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、萘磺酸钠盐甲醛缩合物或者聚苯乙烯磺酸钠中的一种，所述PH调节剂为氢氧化钠。
本实施例中，进一地选择，所述分散剂为木质素磺酸钠。
本实施例中，实际使用过程中，所述原料煤为可以为长焰煤、气煤、次烟煤或者无烟煤。
本实施例中，煤浆流量检测单元65采用上海横河有限公司SE系列电磁流量计；氧气流量检测单元66采用重庆川仪自动化股份有限公司PDS443差压变送器；重油流量检测单元67采用江苏信仪自动化仪表有限公司XY-LY型涡轮流量计。
本实施例中，进一步地，煤浆的密度为1160kg/m3，重油的密度为820kg/m3。实际使用过程中，煤浆的密度还可以在为1160kg/m3～1250kg/m3范围内调整，重油的密度还可以在820kg/m3～1050kg/m3范围内调整。
本实施例中，进一步地，煤浆流量负荷值为0.99m3/h、重油流量负荷值为27.56m3/h、氧气总流量负荷值为18936.12Nm3/h、氧气总流量与煤浆总当量流量比值为420Nm3/m3和煤浆流量与重油流量比值为0.036。
本实施例中，进一步地，步骤七中絮凝剂为聚丙烯酰胺絮凝剂，分散剂为天津化工研究设计院出售的商品代号为TS—616高温阻垢分散剂。
本实施例中，进一步地，所述絮凝剂的添加量为1.1kg/h，所述分散剂的添加量为6.0kg/h。
实施例2
本实施例中，与实施例1不同的是：所述煤浆中煤粒、水、分散剂和PH调节剂的质量百分数分别为：煤粒59％、水40.66％，分散剂0.3％，PH调节剂0.04％，所述分散剂为木质素磺酸钙，所述原料煤为气煤。
步骤一中重油经高压重油泵2加压到7.0MPa，通过重油管道4送入气化炉顶部的四通道喷嘴13中的中心物料通道35；煤浆经高压煤浆泵7加压提压到7.0MPa送入所述四通道喷嘴13中的外物料通道37。
步骤二中煤浆、重油和氧气在温度为1320℃与压力为4.0MPa的条件下进行部分氧化反应；重油温度保持在70℃。
本实施例中，进一步地，煤浆的密度为1200kg/m3，重油的密度为890kg/m3。
本实施例中，进一步地，煤浆流量负荷值为7.03m3/h、重油流量负荷值为0.88m3/h、氧气总流量负荷值为3712.72Nm3/h、氧气总流量与煤浆总当量流量比值为440Nm3/m3和煤浆流量与重油流量比值为7.99。
本实施例中，进一步地，所述絮凝剂的添加量为0.2kg/h，所述分散剂的添加量为1.3kg/h。
本实施例中，其他方法步骤均与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，与实施例1不同的是：所述煤浆中煤粒、水、分散剂和PH调节剂的质量百分数分别为：煤粒64％、水35.5％，分散剂0.45％，PH调节剂0.05％，所述分散剂为萘磺酸钠盐甲醛缩合物，所述原料煤为长焰煤。
步骤一中重油经高压重油泵2加压到9.5MPa，通过重油管道4送入气化炉顶部的四通道喷嘴13中的中心物料通道35；煤浆经高压煤浆泵7加压提压到9.5MPa送入所述四通道喷嘴13中的外物料通道37。
步骤二中煤浆、重油和氧气在温度为1350℃与压力为6.5MPa的条件下进行部分氧化反应；重油温度保持在80℃。
本实施例中，进一步地，煤浆的密度为1220kg/m3，重油的密度为980kg/m3。
本实施例中，进一步地，煤浆流量负荷值为407.76m3/h、重油流量负荷值为25.27m3/h、氧气总流量负荷值为210650.24Nm3/h、氧气总流量与煤浆总当量流量比值为470Nm3/m3和煤浆流量与重油流量比值为16.14。
本实施例中，进一步地，所述絮凝剂的添加量为12.5kg/h，所述分散剂的添加量为75.0kg/h。
本实施例中，其他方法步骤均与实施例1相同。
实施例4
本实施例中，与实施例1不同的是：煤粒68％、水31％，分散剂0.9％，PH调节剂0.1％，所述分散剂为聚苯乙烯磺酸钠，所述原料煤为气煤。
本实施例中，进一步地，煤浆的密度为1250kg/m3，重油的密度为1050kg/m3。
步骤一中重油经高压重油泵2加压到13.0MPa，通过重油管道4送入气化炉顶部的四通道喷嘴13中的中心物料通道35；煤浆经高压煤浆泵7加压提压到13.0MPa送入所述四通道喷嘴13中的外物料通道37。
步骤二中煤浆、重油和氧气在温度为1400℃与压力为10.0MPa的条件下进行部分氧化反应；重油温度保持在90℃。
本实施例中，进一步地，煤浆流量负荷值为257.14m3/h、重油流量负荷值为8.04m3/h、氧气总流量负荷值为135002Nm3/h、氧气总流量与煤浆总当量流量比值为500Nm3/m3和煤浆流量与重油流量比值为32。
本实施例中，进一步地，所述絮凝剂的添加量为8.3kg/h，所述分散剂的添加量为50.0kg/h。
本实施例中，其他方法步骤均与实施例1相同。
综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，有效合成气产量及能效利用率增加，能耗和生产成本降低，不但解决了重油的高效、经济利用问题，而且解决了单纯煤以为原料气化制合成气原料消耗大的问题，实用性强。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、重油储存与输送以及煤浆制备与输送:
由界区外装置来的重油送至重油储槽(1)内储存，重油储槽(1)内的重油经高压重油泵(2)和重油管道(4)送入气化炉(14)顶部的四通道喷嘴(13)中；
将原料煤破碎至粒度≤20mm的煤粒与水、添加剂送入磨机(5)混合研磨均匀，得到煤浆，并将所述煤浆送入煤浆贮槽(6)，经高压煤浆泵(7)将所述煤浆送入所述四通道喷嘴(13)中；其中，煤浆流量与重油流量比值为0.03～32，当所述煤浆流量与重油流量比值小于1时，经高压煤浆泵(7)将所述煤浆送入所述四通道喷嘴(13)中的中心物料通道(35)，重油经高压重油泵(2)和重油管道(4)送入气化炉(14)顶部的四通道喷嘴(13)中的外物料通道(37)；当所述煤浆流量与重油流量比值不小于1时，经高压煤浆泵(7)将所述煤浆送入所述四通道喷嘴(13)中的外物料通道(37)，重油经高压重油泵(2)和重油管道(4)送入气化炉(14)顶部的四通道喷嘴(13)中的中心物料通道(35)；
步骤二、煤和重油高温气化：
步骤一中通过中心物料通道(35)的物料、通过外物料通道(37)的物料与来自一级氧气通道(36)的一级氧气进入四通道喷嘴(13)的预混区(39)中进行一次混合雾化，得到预混合物；在预混合物通过预混区(39)出口，通过二级氧气通道(38)送来的二级氧气与预混合物二次混合雾化，之后，进入气化炉(14)的反应腔(15)中，并使煤浆、重油和氧气在温度为1300℃～1400℃与压力为1.0MPa～10.0MPa的条件下进行部分氧化反应，生成含有CO和H2为主要组分的高温粗合成气和熔融灰渣的混合物；
步骤三、高温粗合成气和熔融灰渣冷却：步骤三中生成的高温粗合成气和熔融灰渣的混合物进入气化炉(14)下部的冷却室(16)中，该高温粗合成气和熔融灰渣的混合物首先进入内导气筒(17)，被内导气筒(17)内壁的激冷水初步冷却，随即进入冷却室(16)下部的激冷水浴(19)中，经激冷水浴(19)冷却降温，熔融灰渣中粗灰渣滞留在冷却室(16)的激冷水浴(19)中，高温粗合成气被激冷水冷却后冲破水浴面，得到降温和初步除尘的粗合成气，该粗合成气通过外导气筒(18)向上流动，从冷却室(16)上部侧面的粗合成气出口排出；粗灰渣在冷却室(16)的激冷水浴(19)中沉降并从冷却室(16)底部排出送往粗渣收集排放工序，激冷水浴(19)上部的含细灰水从冷却室(16)下部侧面的灰水排出口送往灰水处理；
步骤四、粗合成气净化：
将步骤三中得到的粗合成气通过合成气管道送到增湿器(20)中，在增湿器(20)中，该粗合成气与来自洗涤塔(21)下部经灰水循环泵(34)输送的灰水充分混合浸湿，之后，浸湿后的粗合成气沿洗涤塔(21)中下降管(25)进入洗涤塔(21)底部的洗涤水浴(27)中，经过洗涤水浴(27)中二次降温除尘后，得到含细灰水和合成气，合成气冲破洗涤水浴(27)面沿洗涤下降管(25)与洗涤气上升管(26)之间的环隙上升，经多级塔盘(24)与洗涤塔(21)上部冷凝液接触洗涤除尘，后经过旋流板(23)再次分离除尘后进入洗涤塔(21)上部内的除沫器(22)，最后，通过除沫器(22)后从洗涤塔(21)顶部排出得到干净合成气，含细灰水经洗涤塔(21)的底部排出至灰水处理；所述洗涤塔(21)下部的灰水经灰水循环泵(34)后分成两路，一路送入气化炉(14)下部冷却室(16)中用作冷却水；另一路送入增湿器(20)浸湿粗合成气中的细灰；其中，干净合成气中含尘量不大于1mg/m3；
步骤五、粗渣收集排放：
将来自步骤三的粗灰渣以粗灰渣水形式通过锁渣阀门(28)进入集灰器(29)，进入集灰器(29)中的粗灰渣经过集灰器冲洗水罐(33)中灰水冲洗后经排渣阀(30)排入渣池(31)中，然后，将渣池(31)中的粗灰渣收集并外排，渣池(31)中的渣水经渣池泵(32)送到灰水处理；
步骤六、灰水处理：
将步骤四中洗涤塔(21)底部排出的含细灰水与气化炉(14)中冷却室(16)下部侧面排出的含细灰水送到一级闪蒸器(43)进行一级降压分离，得到一级气体与一级浓缩灰水，降压分离产生大量气体带走热量，则降低了一次浓缩灰水温度，一级气体由一级闪蒸器(43)顶部排出并送到热回收器(45)回收热量，一级浓缩灰水送到二级闪蒸器(44)进行二级降压降温，分离得到二级气体与二级浓缩灰水，二级气体送到脱气水槽(58)用于循环灰水热源，二级浓缩灰水与来自步骤五的渣水送到真空闪蒸器(49)进行三级降压降温，分离得到三级气体与三级浓缩灰水，三级气体经冷却器(50)冷却降温后送到真空闪蒸分离器(51)，分离水分后送入真空泵(52)，并送到真空泵分离器(53)分离后排空，真空泵分离器(53)分离的水与真空闪蒸分离器(51)分离的水流入灰水槽(56)，真空闪蒸器(49)底部排出的三级浓缩灰水经澄清槽进料泵(54)后进入澄清槽(55)；在澄清槽(55)内加入絮凝剂，使澄清槽(55)悬浮于灰水中的细灰絮凝沉降，上部清液溢流进入灰水槽(56)，灰水槽(56)中灰水经灰水泵(57)后一部分送入脱气水槽(58)，一部分返回集灰器冲洗水罐(33)与渣池(31)用作冲洗水，少部分外排；
在脱气水槽(58)中，循环灰水夹带的溶解气体被二级气体加热后就排空，同时，往脱气水槽(58)出口的循环灰水中加入分散剂，以缓解灰水管道及热回收器(45)结垢；循环灰水经脱气水泵(59)后送到热回收器(45)，在热回收器(45)中，循环灰水与一级气体混合换热，热回收器(45)底部加热的循环灰水经灰水增压泵(48)后送入洗涤塔(21)中循环使用；热回收器(45)顶部排出的气体经水冷器(46)冷却后送到分离器(47)进行气液分离，得到分离液和分离气，该分离液自流进入脱气水槽(58)，该分离气从分离器(47)顶部排出燃烧或回收利用；
澄清槽(55)底部的灰水经过滤机给料泵(60)后送到真空带式过滤机(61)进行过滤分离，分离出的细灰收集并外排，分离出的水送到滤液槽(62)，经滤液泵(63)后进入澄清槽(55)沉降后循环使用；
在输送重油、煤浆和氧气的输送过程中，对重油、煤浆和氧气的流量控制过程如下：
在煤浆通过外物料通道(37)或者中心物料通道(35)的过程中，煤浆流量检测单元(65)对煤浆流量进行检测，并将检测到的煤浆流量检测值发送至控制器(64)，控制器(64)调取差值比较器对接收到的煤浆流量检测值与煤浆流量设定值进行差值处理得到煤浆偏差值，控制器(64)调用PI调节模块将煤浆偏差值进行处理，得到对高压煤浆泵(7)电机转速控制的高压煤浆泵控制信号，控制器(64)根据高压煤浆泵控制信号调节高压煤浆泵(7)电机转速，直至煤浆流量检测值维持在煤浆流量设定值；
并在氧气通过氧气总通道的过程中，氧气流量检测单元(66)对氧气总流量进行检测，并将检测到的氧气总流量值发送至控制器(64)；控制器(64)调取差值比较器对接收到的氧气总流量检测值与氧气总流量设定值进行差值处理得到氧气偏差值，控制器(64)根据氧气偏差值调节氧气控制阀的开度，直至氧气总流量检测值维持在氧气总流量设定值；其中，一级氧气通道(36)中的氧气流量设定值为氧气总流量设定值的15％～20％，二级氧气通道(38)中的氧气流量设定值为氧气总流量设定值的80％～85％；
同时，在重油通过中心物料通道(35)或者外物料通道(37)的过程中，重油流量检测单元(67)对重油流量进行检测，并将检测到的重油流量检测值发送至控制器(64)，控制器(64)调取差值比较器对接收到的重油流量检测值与重油流量值设定值进行差值处理得到重油偏差值，控制器(64)调用PI调节模块将重油偏差值进行处理，得到对高压重油泵(2)电机转速控制的高压重油泵控制信号，控制器(64)根据高压重油泵控制信号调节高压重油泵(2)电机转速，直至重油流量检测值维持在重油流量设定值；
所述煤浆流量设定值、氧气总流量设定值和重油流量值设定值的获取过程，具体如下：
步骤A、预先通过参数输入按键(68)设定煤浆流量负荷值、重油流量负荷值、氧气总流量负荷值、氧气总流量与煤浆总当量流量比值和煤浆流量与重油流量比值；
步骤B、控制器(64)根据公式
Figure FDA0002593935580000051
得到煤浆流量与煤浆总当量流量比值；其中，a表示煤浆流量与重油流量比值；
步骤C、采用控制器(64)调用乘法运算模块根据氧气总流量与煤浆总当量流量比值，并输入氧气总流量检测值，得到煤浆总当量流量计算值；采用控制器(64)调用乘法运算模块根据煤浆流量与煤浆总当量流量比值，并输入煤浆总当量流量计算值和步骤B中得到的煤浆流量与煤浆总当量流量比值，得到一个煤浆流量计算值；
采用控制器(64)调用乘法运算模块根据煤浆流量与重油流量比值，并输入重油流量检测值，得到另一个煤浆流量计算值；
采用控制器(64)调用平均值计算模块，将一个煤浆流量计算值与另一个煤浆流量计算值进行平均，得到煤浆流量平均值；
采用控制器(64)调用高值选择模块选择煤浆流量平均值和煤浆流量负荷值中的高值作为煤浆流量设定值；
步骤D、采用控制器(64)将重油流量检测值和煤浆流量检测值根据公式VD＝1.6×VZ+VL，得到煤浆总当量流量检测值VD；其中，VZ为重油流量检测值，VL为煤浆流量检测值；采用控制器(64)调用乘法运算模块根据氧气总流量与煤浆总当量流量比值，并输入煤浆总当量流量检测值VD，得到氧气总流量计算值；采用控制器(64)调用低值选择模块选择氧气总流量计算值和氧气总流量负荷值中的低值作为氧气总流量设定值；
步骤E、采用控制器(64)调用除法运算模块根据煤浆流量与重油流量比值，并输入煤浆流量检测值，得到重油流量计算值；采用控制器(64)调用低值选择模块选择重油流量计算值和重油流量负荷值中的低值作为重油流量值设定值。
2.按照权利要求1所述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述四通道喷嘴(13)由内至外依次套设的中心管、第一环管、第二环管和外环管，所述中心管、所述第一环管、所述第二环管和所述外环管的中心线重合，所述外环管的下部外侧壁上设置有水冷却机构，所述中心管中空形成中心物料通道(35)，所述第一环管中空形成一级氧气通道(36)，所述第二环管中空形成外物料通道(37)，所述外环管中空形成二级氧气通道(38)，所述中心管的底部和所述第一环管的底部相齐平，所述第二环管的底部高于所述外环管的底部，所述第一环管的底部与所述第二环管的底部之间形成预混区(39)。
3.按照权利要求1所述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：步骤一中所述重油管道(4)上设置过热蒸汽接入口、第一氮气吹扫接入口和重油回流管道(8)，所述重油回流管道(8)上设置有第二氮气接入口，在制合成气投料之前，经高压重油泵(2)输送的重油通过重油回流管道(8)回流至重油储槽(1)内，以稳定重油输送流量；
在制合成气投料正常时，通过所述第二氮气接入口吹入氮气，使遗留在重油回流管道(8)中的重油吹扫至重油储槽(1)；
在停止投料制合成气时，通过所述第一氮气吹扫接入口通入氮气吹扫重油管道(4)，重油管道(4)内的重油依次通过重油反吹管道(9)、重油入泵管道(10)及重油入槽管道(11)进入重油储槽(1)内，从而回收管道内的重油；之后，通过所述过热蒸汽接入口吹入热蒸汽对重油管道(4)内壁吹扫清洗，吹扫清洗残存的重油经过重油管道(4)、重油反吹管道(9)、重油入泵管道(10)及废油管道(12)进入废油罐(3)收集。
4.按照权利要求1或3所述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述重油储槽(1)为卧式圆柱形贮槽，所述重油储槽(1)内设有蒸汽加热盘管，使重油储槽(1)内重油温度保持在60℃～90℃；
所述高压重油泵(2)和重油管道(4)均设置有过热蒸汽伴热保温，以使重油管道(4)内重油温度保持在60℃～90℃。
5.按照权利要求1所述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述氧气总流量与煤浆总当量流量比值为420～500。
6.按照权利要求1所述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：步骤二中所述煤浆中煤粒、水、分散剂和PH调节剂的质量百分数分别为：煤粒55％～68％、水31％～44.98％，分散剂0.01％～0.9％，余量为PH调节剂。
7.按照权利要求1所述的一种煤和重油共气化制合成气的方法，其特征在于：所述分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、萘磺酸钠盐甲醛缩合物或者聚苯乙烯磺酸钠中的一种，PH调节剂为氢氧化钠，所述原料煤为烟煤、长焰煤、气煤、次烟煤或者无烟煤。
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