CN110040518A - 超临界二氧化碳输送固体原料的系统及其输送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明超临界二氧化碳输送固体原料的系统及其输送方法涉及能源化工技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种超临界二氧化碳输送固体原料的系统及其输送方法，可解决固体原料输送气化装置压力低的问题，降低系统蒸汽或电力消耗，物料输送稳定性高；采用的技术方案为：该系统包括缓冲装置、贮仓、加压装置、发料装置和发料输送管线，所述缓冲装置上设有超临界CO2入口且在出口连接有超临界CO2供应管道，贮仓的下端出料口与加压装置的上端入料口相连通，加压装置上设有加压气入口且所述加压气入口与超临界CO2供应管道相连通，所述加压装置的出料口与发料装置的入料口相连通，发料装置的出料口通过发料输送管线与高压气化炉的入料口相连通。
Description
技术领域
本发明超临界二氧化碳输送固体原料的系统及其输送方法涉及能源化工技术领域，具体涉及固体粉料的输送。
背景技术
我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，煤炭在很长时间内仍将是我国的主要化石能源。现阶段煤炭直接燃烧利用不但能量的利用率低而且对环境的污染较严重，从而促使了煤炭清洁利用技术的发展。煤气化技术是煤炭清洁高效利用的关键和龙头技术。目前气化技术主要可以分为三类，固定床、流化床和气流床气化技术。其中的气流床气化技术是因其工业规模大、粉料适应性广、高效环保等方面优势而逐渐成为主流。而国外的气流床气化技术固体粉料气化领域主要有美国AP的粉煤加压气化技术、西门子GSP气化技术、科林CCG粉煤加压气化技术等；国内的气流床气化技术固体粉料气化领域主要有航天HT-L炉、神宁炉、东方炉、两段式干固体粉料加压气化炉等。但以上气化技术现阶段均使用高压CO2密相输送固体粉料，气化炉操作压力最高只能达到4.5MPa，超高压CO2输送固体粉料稳定性尚属于技术难题；而水煤浆气化技术已将气化炉操作压力做到6.5MPa直接去掉了下游系统合成气压缩机，大幅度降低了用户的生产运行费用，故固体粉料气化炉亟待解决6.5MPa运行压力的技术难题。因此，利用超临界CO2低粘度、高密度、沿程阻力小的特点可有效解决此难题，为新型气化技术固体粉料输送的必然方向。
发明内容
本克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种超临界二氧化碳输送固体原料的系统及其输送方法，解决下游系统需要4.5MPa以上高压合成气的生产工艺，用以提高气化炉操作压力，以取消合成气压缩机或降低合成气压缩机投资，降低系统蒸汽或电力消耗，物料输送稳定性高。
为了解决上述技术问题，本采用的技术方案为：超临界二氧化碳输送固体原料的系统，包括缓冲装置、贮仓、加压装置、发料装置和发料输送管线，所述缓冲装置上设有超临界CO2入口且在出口连接有超临界CO2供应管道，贮仓的下端出料口与加压装置的上端入料口相连通，加压装置上设有加压气入口且所述加压气入口与超临界CO2供应管道相连通，所述加压装置的出料口与发料装置的入料口相连通，发料装置的出料口通过发料输送管线与高压气化炉的入料口相连通。
所述发料装置上设有稳压气入口且稳压气入口与超临界CO2供应管道相连通。
所述发料输送管线靠近发料装置出料口的一端与超临界CO2供应管道相连通。
所述缓冲装置的超临界CO2入口通入的超临界CO2温度高于31.04℃且压力高于7.38MPa。
超临界二氧化碳输送固体原料的系统的输送方法，包括如下步骤：
第一步，超临界CO2先进入缓冲装置进行贮存并实现缓冲以稳定压力；
第二步，贮仓内储藏的常压或低压固体粉料源源不断地向加压装置流入，缓冲装置内的超临界CO2进入加压装置并将常压或低压固体粉料加压至7.38Mpa以上；
第三步，通过加压装置加压后的固体粉料进入发料装置，发料装置操作压力稳定在CO2超临界状态，即温度高于31.04℃、压力高于7.38MPa，再通过发料输送管线为高压气化炉提供源源不断的稳压固体粉料，稳压固体粉料在高压气化炉内与气化剂生成合成气。
所述缓冲装置源源不断地为发料装置提供超临界CO2作为稳定输送气源。
所述缓冲装置源源不断地为发料输送管线提供超临界CO2作为稳定输送气源。
所述贮仓内的常压或低压固体粉料包括干煤粉。
所述高压气化炉内的气化剂为纯氧、富氧或空气。
本与现有技术相比具有以下有益效果：本发明利用超临界CO2密度接近于液体，粘度接近于气体，具有低粘度、高密度、沿程阻力小的特点输送固体粉料，确保固体粉料输送的稳定性，可解决传统二氧化碳加压密相输送固体粉料流量波动大的缺点，并解决固体原料输送气化装置压力低的问题，从而进一步提高气化炉操作压力至6.5Mpa左右，同时省去下游系统配置压缩机。
附图说明
图1为本发明超临界二氧化碳输送固体原料的系统结构示意图。
图中：1为缓冲装置，2为贮仓，3为加压装置，4为发料装置，5为发料输送管线，6为高压气化炉，7为超临界CO2供应管道。
具体实施方式
为使本实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本中的实施例，对本的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本保护的范围。
图1为本超临界二氧化碳输送固体原料的系统结构示意图，如图1所示，超临界二氧化碳输送固体原料的系统，包括缓冲装置1、贮仓2、加压装置3、发料装置4和发料输送管线5，所述缓冲装置1上设有超临界CO2入口且在出口连接有超临界CO2供应管道7，缓冲装置1用以缓冲超临界CO2避免在固体粉料加压过程中的二氧化碳压力波动，用于储藏常压或低压固体粉料的贮仓2的下端出料口与加压装置3的上端入料口相连通，加压装置3上设有加压气入口且所述加压气入口与超临界CO2供应管道7相连通，加压装置3用于将常压或低压固体粉料通过超临界二氧化碳加压至7.38MPa以上，所述加压装置3的出料口与发料装置4的入料口相连通，发料装置4的出料口通过发料输送管线5与高压气化炉6的入料口相连通，发料装置4用于将加压后的固体粉料通过发料输送管线5源源不断稳定地输送至高压气化炉6内，加压后的固体粉料则在操作压力高于6.0MPa的高压气化炉6内与气化剂生成合成气。
所述发料装置4上设有稳压气入口且稳压气入口与超临界CO2供应管道7相连通。
所述发料输送管线5靠近发料装置4出料口的一端与超临界CO2供应管道7相连通。
所述缓冲装置1的超临界CO2入口通入的超临界CO2温度高于31.04℃且压力高于7.38MPa。
超临界二氧化碳输送固体原料的系统的输送方法，包括如下步骤：
第一步，超临界CO2先进入缓冲装置1进行贮存并实现缓冲以稳定压力；
第二步，贮仓2内储藏的常压或低压固体粉料源源不断地向加压装置3流入，缓冲装置1内的超临界CO2进入加压装置3并将常压或低压固体粉料加压至7.38Mpa以上；
第三步，通过加压装置3加压后的固体粉料进入发料装置4，发料装置4操作压力稳定在CO2超临界状态，即温度高于31.04℃、压力高于7.38MPa，再通过发料输送管线5为高压气化炉6提供源源不断的稳压固体粉料，稳压固体粉料在高压气化炉6内与气化剂生成合成气。
所述缓冲装置1源源不断地为发料装置4提供超临界CO2作为稳定输送气源。
所述缓冲装置1源源不断地为发料输送管线5提供超临界CO2作为稳定输送气源。
所述贮仓2内的常压或低压固体粉料包括干煤粉，多为固体原料、干煤粉及其他含碳物质，优选为粉煤及其他含碳物料。
所述高压气化炉6内的气化剂为纯氧、富氧或空气，优选纯氧。
本发明中所述气化炉操作压力高于5.0MPa，优选高于6.5MPa。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.超临界二氧化碳输送固体原料的系统，其特征在于：包括缓冲装置(1)、贮仓(2)、加压装置(3)、发料装置(4)和发料输送管线(5)，所述缓冲装置(1)上设有超临界CO2入口且在出口连接有超临界CO2供应管道(7)，贮仓(2)的下端出料口与加压装置(3)的上端入料口相连通，加压装置(3)上设有加压气入口且所述加压气入口与超临界CO2供应管道(7)相连通，所述加压装置(3)的出料口与发料装置(4)的入料口相连通，发料装置(4)的出料口通过发料输送管线(5)与高压气化炉(6)的入料口相连通。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳输送固体原料的系统，其特征在于：所述发料装置(4)上设有稳压气入口且稳压气入口与超临界CO2供应管道(7)相连通。
3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳输送固体原料的系统，其特征在于：所述发料输送管线(5)靠近发料装置(4)出料口的一端与超临界CO2供应管道(7)相连通。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的超临界二氧化碳输送固体原料的系统，其特征在于：所述缓冲装置(1)的超临界CO2入口通入的超临界CO2温度高于31.04℃且压力高于7.38MPa。
5.如权利要求1所述的超临界二氧化碳输送固体原料的系统的输送方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，超临界CO2先进入缓冲装置(1)进行贮存并实现缓冲以稳定压力；
第二步，贮仓(2)内储藏的常压或低压固体粉料源源不断地向加压装置(3)流入，缓冲装置(1)内的超临界CO2进入加压装置(3)并将常压或低压固体粉料加压至7.38Mpa以上；
第三步，通过加压装置(3)加压后的固体粉料进入发料装置(4)，发料装置(4)操作压力稳定在CO2超临界状态，即温度高于31.04℃、压力高于7.38MPa，再通过发料输送管线(5)为高压气化炉(6)提供源源不断的稳压固体粉料，稳压固体粉料在高压气化炉(6)内与气化剂生成合成气。
6.根据权利要求5所述的超临界二氧化碳输送固体原料的输送方法，其特征在于：所述缓冲装置(1)源源不断地为发料装置(4)提供超临界CO2作为稳定输送气源。
7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳输送固体原料的输送方法，其特征在于：所述缓冲装置(1)源源不断地为发料输送管线(5)提供超临界CO2作为稳定输送气源。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的超临界二氧化碳输送固体原料的输送方法，其特征在于：所述贮仓(2)内的常压或低压固体粉料包括干煤粉。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的超临界二氧化碳输送固体原料的输送方法，其特征在于：所述高压气化炉(6)内的气化剂为纯氧、富氧或空气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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