CN110240943B - 一种组合式进料制备合成气的工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式进料制备合成气的工艺，该工艺分将原料煤制成粉煤和料浆后进行耦合气化制备合成气。本发明以料浆和粉煤为原料，并采用部分粉煤优化料浆粒度分布制备高浓度料浆，减少入炉水分，提高了粉煤气化程度和效率，降低了能耗。本发明还公开了一种组合式进料制备合成气的装置，包括一段炉和二段炉连通组成的气化炉，一段炉的顶部开口与多通道气化喷嘴连接，二段炉的上方两侧均开设有粉煤入口，一段炉高度为炉膛直径的2～4倍，二段炉两端均为缩径结构且上端缩径的上口直径为下端缩径的下口直径的1.5～3倍。本发明利用狭长的一段炉提高了料浆气化程度，利用容积较大的二段炉为粉煤气化提供条件，实现了浆料与粉煤的耦合气化。

Description

一种组合式进料制备合成气的工艺及装置
技术领域
本发明属于煤气化技术领域，具体涉及一种组合式进料制备合成气的工艺及装置。
背景技术
我国资源现状决定了以煤为主的能源供给格局在相当长一个时期内不会有根本改变，煤基化工合成产品在国内需求量大。煤气化技术是发展煤基化学品、制氢、联合循环发电、燃料电池、多联产系统等工业的关键技术，是煤炭洁净、高效利用的主要途径之一。目前，煤气化技术主要采用先进的气流床气化技术，气流床气化按进料可分为干法气化(干粉煤进料)和湿法气化(料浆进料)。湿法气流床气化技术优势为投资省、技术成熟，但入炉水分高，导致整体气化效率低；而干法气流床煤气化技术特点为气化效率高，但投资相对较高。如果能将煤炭以干法、湿法两种方式共同进料，经气流床耦合气化，发挥两种先进气化技术各自的工艺优势，则可有效降低水资源消耗，提高能源利用率，产生巨大的经济效益。
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的不足，提供了一种组合式进料制备合成气的工艺。该工艺以料浆和粉煤两种形态的物料共同作为气化原料进行气化反应，并采用干法制粉得到粉煤作为料浆调节剂提高了料浆的浓度，实现了浆料与粉煤的耦合气化，能量互补，提高了粉煤的气化程度和气化效率，进而提高了合成气的产量，有效降低了水资源与能量消耗，降低了气化运行成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种组合式进料制备合成气的工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、干法制粉：将原料煤进行干法细磨，然后经筛分得到不同粒径等级的粉煤，其中，将占粉煤质量5％～10％且粒径不小于200目的粉煤、以及占粉煤质量5％～10％且粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂，将其余粉煤收集后转入粉煤料仓中存储；
步骤二、湿法制浆：将原料煤进行湿磨，采用步骤一中所述料浆调节剂调节湿磨产物的粒度分布，得到料浆并转入料浆贮槽中存储；所述料浆的质量浓度为65％～70％；所述步骤一与步骤二中所述原料煤为相同煤种；
步骤三、料浆气化：将步骤二中料浆贮槽中存储的料浆与气化剂通过多通道气化喷嘴从气化炉的顶部进入一段炉中进行气化反应，得到高温煤气、熔渣及蒸汽，其中，炉渣下行经二段炉进入激冷室中，高温煤气及水蒸汽下行至二段炉中；所述高温煤气包括CO、H2、CO2和CH4；
步骤四、粉煤气化：将步骤一中粉煤料仓中的粉煤在加压氮气的携带下与气化剂共同从粉煤入口进入二段炉中，与步骤二中下行至二段炉的高温煤气中的CO2及水蒸汽进行气化反应，形成粗煤气，粗煤气进入激冷室中经激冷后从粗煤气出口中排出，经净化后得到合成气；步骤三中所述料浆与步骤四中所述粉煤的加入质量比为1：(0.1～1.0)；所述合成气的主要成分为CO和H2。
本发明首先将同一煤种的原料煤通过干法细磨得到粉煤，并将粉煤中粒径不小于200目的粉煤以及粒径不大于325目的粉煤作为料浆的粒度调节剂参与湿法制浆，提高了料浆中粉煤颗粒的堆积与填充效率，实现粒度级配，从而弥补了湿法制浆粒度分布的不足，得到高浓度的料浆，减少了合成气制备过程中的入炉水分，降低了气化反应的氧耗，提高了气化效率；本发明将原料煤制得的粉煤和料浆从气化炉的不同部位进料，通过调节粉煤和料浆的进料量，首先使料浆与气化剂在一段炉中气化反应，得到高温煤气、炉渣及水蒸汽，然后使粉煤与氧气进入二段炉中，并利用料浆气化反应的产物高温煤气中的水蒸汽及CO2进行气化反应，涉及的反应方程式为：C+H2O＝H2+CO，C+CO2＝2CO，得到合成气的主要成分，同时利用料浆气化反应的高温显热作为粉煤气化反应的热量，实现了浆料与粉煤的耦合气化，提高了粉煤的气化程度，无需额外加入水蒸气，可有效降低水资源消耗，提高能源利用率，简化了工艺流程，有效降低了气化运行成本；本发明通过控制料浆的质量浓度以及料浆与粉煤的质量比，使料浆在一段炉中气化反应生成的高温煤气中的水蒸汽和CO2可与对应质量的粉煤进行充分气化反应，进一步提高了粉煤的气化程度，避免了粉煤太少造成高温煤气中的水蒸汽和CO2以及热量的浪费，又避免了二段炉中粉煤气化反应不充分，产生高温焦油及飞灰影响合成气的品质。
上述的一种组合式进料制备合成气的工艺，其特征在于，步骤三中所述料浆与气化剂进入一段炉中的时间比步骤四中所述粉煤在加压氮气的携带下与气化剂进入二段炉的时间早0.5s～10s。由于二段炉中粉煤的气化反应需要利用一段炉中料浆气化反应生成的高温煤气中的水蒸汽和CO2以及热量，而一段炉中的水蒸汽和CO2以及热量下行至二段炉中需要一定的时间，因此上述的提前时间有利于浆料与粉煤的耦合气化，进一步提高了粉煤的气化程度，避免了粉煤入炉后因缺少水蒸汽和CO2而发生高温热解反应产生大量焦油，降低合成气的品质，同时进一步提高了能源利用率。
上述的一种组合式进料制备合成气的工艺，其特征在于，步骤三和步骤四中所述气化剂均为氧气。利用最常用的气化剂氧气作为料浆和粉煤进行气化反应的气化剂，提高了本发明工艺的适用性。通常，煤的湿法气化(料浆/水煤浆气化)采用氧气作为气化剂，干法气化采用氧气和水蒸气作为气化剂。由于本发明料浆气化产物中的水蒸气可作为粉煤气化的气化剂原料之一，因此粉煤气化过程中，粉煤只需与氧气直接进料，无需再通入水蒸气作为气化剂。
上述的一种组合式进料制备合成气的工艺，其特征在于，步骤三和步骤四中所述气化反应的压力均为0.1MPa～10.0MPa，步骤三中所述气化反应的温度为1200℃～1400℃，步骤四中所述气化反应的温度为1400℃～1600℃。上述工艺参数有利于料浆与粉煤气化反应的充分进行，扩大了本发明工艺的应用范围。由于步骤三和步骤四中所述气化反应对应的场所一段炉和二段炉是连通的，因此料浆与粉煤气化反应的压力相同，温度也较为接近，由于引入的气化剂流量的不同，通常步骤四中粉煤气化反应的温度比步骤三中料浆气化反应的温度稍高。
另外，本发明还提供了一种组合式进料制备合成气的装置，其特征在于，包括气化炉和与气化炉底部下降管连通的激冷室，所述气化炉由位于气化炉上段的一段炉和位于气化炉下段且与一段炉连通的二段炉组成，所述一段炉的顶部开口与多通道气化喷嘴连接，所述二段炉的上方两侧均开设有粉煤入口，所述激冷室的上侧方开设有粗煤气出口，所述一段炉的高度为一段炉的炉膛直径的2～4倍，所述二段炉的两端均具有缩径结构，其中，二段炉的上端缩径结构的上口直径为二段炉的下端缩径结构的下口直径的1.5～3倍。
本发明装置中的气化炉由一段炉和与一段炉连通的二段炉组成，其中，一段炉的高度为一段炉炉膛直径的2～4倍，一段炉的炉膛整体呈狭长结构，进入一段炉的料浆与气化剂发生气化反应且同时下行的行程较长，有效延长了料浆气化反应的时间，提高了料浆气化反应的进行程度，二段炉的两端均具有缩径结构，且二段炉的上端缩径结构的上口直径为二段炉的下端缩径结构的下口直径的1.5～3倍，即二段炉的上端口大且下端口小，二段炉的炉膛容积较大，有利于集聚一段炉中气化反应的水蒸气和气化产物，为二段炉中粉煤的气化反应提供原料和条件，同时为二段炉中粉煤的气化提供充足的反应时间与空间，提高了粉煤气化反应的进行程度；因此，本发明装置可实现干法、湿法两种方式共同进料，实现了浆料与粉煤的耦合气化，提高了煤的气化程度，促进了煤的转化。
上述的装置，其特征在于，所述一段炉的高度为一段炉的炉膛直径的3倍，所述二段炉的上端缩径结构的上口直径为二段炉的下端缩径结构的下口直径的2倍。上述结构的气化炉实现了浆料与粉煤的充分耦合气化，大大提高了煤的气化程度。
上述的装置，其特征在于，所述一段炉为热壁炉，所述二段炉为水冷壁炉。一段炉接近气化炉的炉口，更换炉膛衬里方便，因此选择运行时间虽短但建造成本较低的热壁炉，二段炉远离气化炉的炉口，更换炉膛衬里不易，因此选择成本虽高但运行时间较长的水冷壁炉，该设置综合考虑运行成本和建造成本，有利于降低气化工艺的运行成本。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明以料浆和粉煤两种形态的物料共同作为气化原料，并将干法制粉得到的粒径不小于200目的粉煤以及粒径不大于325目的粉煤作为湿法制浆的料浆调节剂，提高了料浆中粉煤颗粒的堆积与填充效率，实现粒度级配，从而弥补了湿法制浆粒度发布的不足，得到高浓度的料浆，减少了合成气制备过程中的入炉水分，降低了气化反应的氧耗，提高了气化效率。
2、本发明将原料煤制得的粉煤和料浆从气化炉的不同部位进料后进行气化反应，其中粉煤直接利用料浆气化产生的蒸汽、高温煤气中的无效组分CO2以及料浆气化的高温显热进行气化反应，实现了浆料与粉煤的耦合气化，能量互补，提高了粉煤的气化程度和气化效率，进而提高了合成气的产量，有效降低了水资源与能量消耗，降低了气化运行成本。
3、本发明中的气化炉由一段炉和与一段炉连通的二段炉组成，其中，一段炉的炉膛整体呈狭长结构，有效延长了料浆气化反应的时间，提高了料浆气化反应的进行程度，二段炉的两端均具有缩径结构且二段炉的上端口大、下端口小、炉膛容积较大，有利于集聚一段炉中气化反应的水蒸气和气化产物，为二段炉中粉煤的气化反应提供原料和条件，同时为二段炉中粉煤的气化提供充足的反应时间与空间，提高了粉煤气化反应的进行程度，从而实现了干法、湿法共同进料以及浆料与粉煤的耦合气化，提高了煤的气化程度。
4、本发明综合考虑运行成本和建造成本，对气化炉中的一段炉和二段炉优选采用不同的壁炉，有利于降低气化工艺的工业应用综合成本。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的粉煤与料浆的制备工艺流程图。
图2为本发明组合式进料制备合成气的装置的结构示意图。
附图标记说明：
1—气化炉； 1-1—一段炉； 1-2—二段炉；
2—激冷室； 3—多通道气化喷嘴； 4—粉煤入口。
5—粗煤气出口； 6—下降管。
具体实施方式
如图1所示，本发明的粉煤与料浆的制备工艺流程具体为：(1)将原料煤采用磨煤机进行干磨，干磨过程中通过热风炉向磨煤机中引入热风，对粉煤起到干燥、输送和保护防止粉煤爆炸的作用，然后采用筛分器进行筛分，得到不同粒径等级的粉煤，将粒径不小于200目的粉煤、以及粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂引入料浆制备工艺中，将其余粉煤经集粉器收集后转入粉煤料仓中存储，收集过程中采用引风机抽取热风并放空以保证粉煤料仓中的气体压力稳定，而引风机抽取的热风可用于干磨过程；通常，粉煤的制备系统包括磨煤机、粉煤筛分器、集粉器、负压泵、热风干燥系统、气力输送系统、粉煤储槽、常压罐、加压管、输送干粉煤系统及高压氮气输送系统；(2)将原料煤中加入水或有机废液，采用磨煤机进行湿磨，采用(1)中粒径不小于200目的粉煤、以及粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂调节湿磨产物的粒度分布，得到的料浆经中间贮槽收集后转入料浆贮槽中存储；通常，料浆的制备系统包括棒磨机、球磨机、超细磨机磨煤设备，输送泵，带搅拌的料浆储罐，水系统及添加剂系统。
本发明的组合式进料制备合成气的工艺通过实施例1～实施例3进行详细说明。
本发明实施例1～实施例3中采用的原料煤均为石马洼煤，石马洼煤的工业分析及元素分析数据如下表1所示。
表1石马洼煤的工业分析及元素分析
Figure BDA0002116188990000071
本发明实施例1～实施例3及对比例1中的表2～表5中的比氧耗均为每生产1kNm3的有效气体(CO+H2)所消耗的氧气量，单位为Nm3/kNm3；表格中的比煤耗均为每生产1kNm3的有效气体(CO+H2)所消耗的原料煤的质量，单位为kg/kNm3。
实施例1
本实施例组合式进料制备合成气的工艺包括以下步骤：
步骤一、干法制粉：将石马洼煤进行干法细磨，然后经筛分得到不同粒径等级的粉煤，其中，将占粉煤质量5％且粒径不小于200目的粉煤、以及占粉煤质量10％且粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂，将其余粉煤收集后转入粉煤料仓中存储；
步骤二、湿法制浆：将石马洼煤进行湿磨，采用步骤一中所述料浆调节剂调节湿磨产物的粒度分布，得到料浆并转入料浆贮槽中存储；所述料浆的质量浓度为65％；
步骤三、料浆气化：将步骤二中料浆贮槽中存储的料浆与氧气通过多通道气化喷嘴3从气化炉1的顶部进入一段炉1-1中，在温度为1300℃、压力为0.5MPa的条件下进行气化反应，得到高温煤气、熔渣及蒸汽，其中，炉渣下行经二段炉1-2进入激冷室2中，高温煤气及水蒸汽下行至二段炉1-2中；所述料浆流量为194866.92kg/h，料浆的干基投煤量为126663.50kg/h，氧气的流量为84323.27Nm3/h；所述高温煤气包括CO、H2、CO2和CH4；
步骤四、粉煤气化：待步骤三中所述料浆与氧气进入一段炉1-1中10s后，将步骤一中粉煤料仓中的粉煤在加压氮气的携带下与氧气共同从粉煤入口4进入二段炉1-2中，与步骤二中下行至二段炉1-2的高温煤气中的CO2及水蒸汽在温度为1500℃、压力为0.5MPa的条件下进行气化反应，形成粗煤气，粗煤气进入激冷室2中经激冷后从粗煤气出口5中排出，经净化后得到合成气；所述粉煤总量为194866.92kg/h，氧气的流量为115641.27Nm3/h；所述合成气以干气计的产量为707825.84Nm3/h，合成气的组成、体积含量及性能指标如下表2所示。
表2实施例1制备的合成气的组成、含量及性能指标
Figure BDA0002116188990000081
对比例1
本对比例组合式进料制备合成气的工艺包括以下步骤：
步骤一、湿法制浆：将石马洼煤进行湿磨，得到质量浓度为59％的料浆并转入料浆贮槽中存储；
步骤二、料浆气化：将步骤一中得到的料浆在温度为1300℃、压力为0.5MPa的条件下进行湿法气化，制备得到合成气；所述料浆流量为194866.92kg/h，料浆的干基投煤量为114971.42kg/h，氧气的流量为82225.76Nm3/h；所述合成气以干气计的产量为221286.24Nm3/h，合成气的组成、体积含量及性能指标如下表3所示。
表3对比例1制备的合成气的组成、含量及性能指标
Figure BDA0002116188990000091
将表3与表2进行比较可知，本发明实施例1制备的料浆质量浓度较对比例1提高了6％，实施例制备的合成气中有效气的含量高于对比例1制备的合成气中有效气的含量，提高了4％，且实施例1制备合成气的比氧耗和比煤耗均显著小于对比例1中制备合成气的比氧耗和比煤耗，说明本发明采用组合式进料，以料浆和粉煤两种形态的物料共同作为气化原料，提高了料浆的浓度，实现了浆料与粉煤的耦合气化，能量互补，提高了粉煤的气化程度和气化效率，进而提高了合成气的产量，有效降低了水资源与能量消耗。
实施例2
本实施例组合式进料制备合成气的工艺包括以下步骤：
步骤一、干法制粉：将石马洼煤进行干法细磨，然后经筛分得到不同粒径等级的粉煤，其中，将占粉煤质量8％且粒径不小于200目的粉煤、以及占粉煤质量7％且粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂，将其余粉煤收集后转入粉煤料仓中存储；
步骤二、湿法制浆：将石马洼煤进行湿磨，采用步骤一中所述料浆调节剂调节湿磨产物的粒度分布，得到料浆并转入料浆贮槽中存储；所述料浆的质量浓度为70％；
步骤三、料浆气化：将步骤二中料浆贮槽中存储的料浆与氧气通过多通道气化喷嘴3从气化炉1的顶部进入一段炉1-1中，在温度为1200℃、压力为10MPa的条件下进行气化反应，得到高温煤气、熔渣及蒸汽，其中，炉渣下行经二段炉1-2进入激冷室2中，高温煤气及水蒸汽下行至二段炉1-2中；所述料浆流量为194866.92kg/h，料浆的干基投煤量为136406.84kg/h，氧气的流量为97452.17Nm3/h；所述高温煤气包括CO、H2、CO2和CH4；
步骤四、粉煤气化：待步骤三中所述料浆与氧气进入一段炉1-1中0.5s后，将步骤一中粉煤料仓中的粉煤在加压氮气的携带下与氧气共同从粉煤入口4进入二段炉1-2中，与步骤二中下行至二段炉1-2的高温煤气中的CO2及水蒸汽在温度为1400℃、压力为10MPa的条件下进行气化反应，形成粗煤气，粗煤气进入激冷室2中经激冷后从粗煤气出口5中排出，经净化后得到合成气；所述粉煤总量为97433.46kg/h，氧气的流量为50245.25Nm3/h；所述合成气以干气计的产量为514448.66Nm3/h，合成气的组成、体积含量及性能指标如下表4所示。
表4实施例2制备的合成气的组成、含量及性能指标
Figure BDA0002116188990000101
实施例3
本实施例组合式进料制备合成气的工艺包括以下步骤：
步骤一、干法制粉：将石马洼煤进行干法细磨，然后经筛分得到不同粒径等级的粉煤，其中，将占粉煤质量10％且粒径不小于200目的粉煤、以及占粉煤质量5％且粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂，将其余粉煤收集后转入粉煤料仓中存储；
步骤二、湿法制浆：将石马洼煤进行湿磨，采用步骤一中所述料浆调节剂调节湿磨产物的粒度分布，得到料浆并转入料浆贮槽中存储；所述料浆的质量浓度为68％；
步骤三、料浆气化：将步骤二中料浆贮槽中存储的料浆与氧气通过多通道气化喷嘴3从气化炉1的顶部进入一段炉1-1中，在温度为1400℃、压力为0.1MPa的条件下进行气化反应，得到高温煤气、熔渣及蒸汽，其中，炉渣下行经二段炉1-2进入激冷室2中，高温煤气及水蒸汽下行至二段炉1-2中；所述料浆流量为194866.92kg/h，料浆的干基投煤量为132509.51kg/h，氧气的流量为92859.46Nm3/h；所述高温煤气包括CO、H2、CO2和CH4；
步骤四、粉煤气化：待步骤三中所述料浆与氧气进入一段炉1-1中2s后，将步骤一中粉煤料仓中的粉煤在加压氮气的携带下与氧气共同从粉煤入口4进入二段炉1-2中，与步骤二中下行至二段炉1-2的高温煤气中的CO2及水蒸汽在温度为1600℃、压力为0.1MPa的条件下进行气化反应，形成粗煤气，粗煤气进入激冷室2中经激冷后从粗煤气出口5中排出，经净化后得到合成气；所述粉煤总量为194866.92kg/h，氧气的流量为10049.05Nm3/h；所述合成气以干气计的产量为334391.64Nm3/h，合成气的组成、体积含量及性能指标如下表5所示。
表5实施例3制备的合成气的组成、含量及性能指标
Figure BDA0002116188990000111
Figure BDA0002116188990000121
本发明的组合式进料制备合成气的装置通过实施例4进行详细说明。
实施例4
本实施例的装置包括气化炉1和与气化炉1底部下降管6连通的激冷室2，所述气化炉1由位于气化炉1上段的一段炉1-1和位于气化炉1下段且与一段炉1-1连通的二段炉1-2组成，所述一段炉1-1的顶部开口与多通道气化喷嘴3连接，所述二段炉1-2的上方两侧均开设有粉煤入口4，所述激冷室2的上侧方开设有粗煤气出口5，所述一段炉1-1的高度为一段炉1-1的炉膛直径的2～4倍，所述二段炉1-2的两端均具有缩径结构，其中，二段炉1-2的上端缩径结构的上口直径为二段炉1-2的下端缩径结构的下口直径的1.5～3倍。
本发明装置中的气化炉1由一段炉1-1和与一段炉1-1连通的二段炉1-2组成，其中，一段炉1-1的高度为一段炉1-1炉膛直径的2～4倍，一段炉1-1的炉膛整体呈狭长结构，因此进入一段炉1-1的料浆与气化剂发生气化反应，且同时下行的行程较长，有效延长了料浆气化反应的时间，提高了料浆气化反应的进行程度；二段炉1-2的两端均具有缩径结构，且二段炉1-2的上端缩径结构的上口直径为二段炉1-2的下端缩径结构的下口直径的1.5～3倍，即二段炉1-2的上端口大且下端口小，可减慢一段炉高温煤气的下行速度，二段炉1-2的炉膛容积较大，有利于集聚一段炉1-1中气化反应的水蒸气和气化产物，为二段炉1-2中粉煤的气化反应提供原料和条件，同时为二段炉1-2中粉煤的气化提供充足的反应时间与空间，提高了粉煤气化反应的进行程度；因此，本发明装置可实现干法、湿法两种方式共同进料，实现了浆料与粉煤的耦合气化，提高了煤的气化程度，促进了煤的转化；本发明装置中将料浆入口设置在气化炉1的顶部开口，将粉煤入口4设置在二段炉1-2的上侧方，实现了料浆与粉末的分别单独进料和粉煤的延时进料，保证了组合式进料制备合成气的工艺过程的顺利进行；另外，本发明装置中的气化炉1通过其底部的下降管6与激冷室2连通，气化反应生成的粗煤气通过下降管6进入激冷室2中，经激冷后，粗煤气中的灰渣从激冷室2的底部排出，其余气体从激冷室2的上侧方开设的粗煤气出口5排出，经后续净化得到合成气，提高了合成气的净化效率。
本实施例中，所述一段炉1-1的高度为一段炉1-1的炉膛直径的3倍，所述二段炉1-2的上端缩径结构的上口直径为二段炉1-2的下端缩径结构的下口直径的2倍。上述结构的气化炉实现了浆料与粉煤的充分耦合气化，大大提高了煤的气化程度。
本实施例中，所述一段炉1-1为热壁炉，所述二段炉1-2为水冷壁炉。一段炉接近气化炉的炉口，更换炉膛衬里方便，因此选择运行时间虽短但建造成本较低的热壁炉，二段炉远离气化炉的炉口，更换炉膛衬里不易，因此选择成本虽高但运行时间较长的水冷壁炉，该设置综合考虑运行成本和建造成本，有利于降低气化工艺的运行成本。
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、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种组合式进料制备合成气的工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤一、干法制粉：将原料煤进行干法细磨，然后经筛分得到不同粒径等级的粉煤，其中，将占粉煤质量5％～10％且粒径不小于200目的粉煤、以及占粉煤质量5％～10％且粒径不大于325目的粉煤作为料浆调节剂，将其余粉煤收集后转入粉煤料仓中存储；
步骤二、湿法制浆：将原料煤进行湿磨，采用步骤一中所述料浆调节剂调节湿磨产物的粒度分布，得到料浆并转入料浆贮槽中存储；所述料浆的质量浓度为65％～70％；所述步骤一与步骤二中所述原料煤为相同煤种；
步骤三、料浆气化：将步骤二中料浆贮槽中存储的料浆与气化剂通过多通道气化喷嘴(3)从气化炉(1)的顶部进入一段炉(1-1)中进行气化反应，得到高温煤气、熔渣及蒸汽，其中，炉渣下行经二段炉(1-2)进入激冷室(2)中，高温煤气及水蒸汽下行至二段炉(1-2)中；所述高温煤气包括CO、H2、CO2和CH4；
步骤四、粉煤气化：将步骤一中粉煤料仓中的粉煤在加压氮气的携带下与气化剂共同从粉煤入口(4)进入二段炉(1-2)中，与步骤二中下行至二段炉(1-2)的高温煤气中的CO2及水蒸汽进行气化反应，形成粗煤气，粗煤气进入激冷室(2)中经激冷后从粗煤气出口(5)中排出，经净化后得到合成气；步骤三中所述料浆与步骤四中所述粉煤的加入质量比为1：(0.1～1.0)；所述合成气的主要成分为CO和H2。
2.根据权利要求1所述的一种组合式进料制备合成气的工艺，其特征在于，步骤三中所述料浆与气化剂进入一段炉(1-1)中的时间比步骤四中所述粉煤在加压氮气的携带下与气化剂进入二段炉(1-2)的时间早0.5s～10s。
3.根据权利要求1所述的一种组合式进料制备合成气的工艺，其特征在于，步骤三和步骤四中所述气化剂均为氧气。
4.根据权利要求1所述的一种组合式进料制备合成气的工艺，其特征在于，步骤三和步骤四中所述气化反应的压力均为0.1MPa～10.0MPa，步骤三中所述气化反应的温度为1200℃～1400℃，步骤四中所述气化反应的温度为1400℃～1600℃。
5.一种用于如权利要求1～权利要求4中任一权利要求所述组合式进料制备合成气的工艺的装置，其特征在于，包括气化炉(1)和与气化炉(1)底部下降管(6)连通的激冷室(2)，所述气化炉(1)由位于气化炉(1)上段的一段炉(1-1)和位于气化炉(1)下段且与一段炉(1-1)连通的二段炉(1-2)组成，所述一段炉(1-1)的顶部开口与多通道气化喷嘴(3)连接，所述二段炉(1-2)的上方两侧均开设有粉煤入口(4)，所述激冷室(2)的上侧方开设有粗煤气出口(5)，所述一段炉(1-1)的高度为一段炉(1-1)的炉膛直径的2～4倍，所述二段炉(1-2)的两端均具有缩径结构，其中，二段炉(1-2)的上端缩径结构的上口直径为二段炉(1-2)的下端缩径结构的下口直径的1.5～3倍。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述一段炉(1-1)的高度为一段炉(1-1)的炉膛直径的3倍，所述二段炉(1-2)的上端缩径结构的上口直径为二段炉(1-2)的下端缩径结构的下口直径的2倍。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述一段炉(1-1)为热壁炉，所述二段炉(1-2)为水冷壁炉。
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