本发明涉及碎煤加压气化领域，更具体的说，是涉及一种碎煤气化采用部分二氧化碳作为气化剂的装置及处理工艺。
背景技术：
碎煤加压气化技术中气化剂一般为氧气+水蒸气，汽氧比一般在5～8kg/nm3。由于固定床气化反应温度低(气化温度<1100℃)，气化剂中水蒸气的分解率偏低，一般在30％-40％，大部分未分解的蒸汽随粗煤气在下游冷却成为含有机物的废水。煤气废水具有cod高、油含量高、色度高和处理难度大的特点，相应的油水分离和酚氨回收装置不仅投资高、占地面积大，而且运行不稳定。
由于二氧化碳与碳反应、水蒸气与碳反应的热力学、动力学特性基本相同，两个反应都是强吸热反应，在高温时两反应的平衡常数相近，采用二氧化碳替代部分蒸汽作为气化剂在工艺具有可行性，并具有可操作性。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种碎煤气化采用部分二氧化碳作为气化剂的装置及处理工艺，在满足固定床碎煤气化要求的同时，可以对下游装置放空的二氧化碳气进行回收利用，达到二氧化碳的资源减量化与资源化目的，同时通过二氧化碳替代部分水蒸气不仅可以调整煤气组分，而且减少水蒸气消耗，降低下游工序中煤气水处理单元和酚氨回收单元的装置能力，减少有机废水排放。
本发明的目的可通过以下技术方案实现。
本发明的碎煤气化采用部分二氧化碳作为气化剂的装置，包括气化炉，所述气化炉顶部设置有煤锁，底部设置有灰锁，所述气化炉炉蓖分配室连接有气化剂混合装置，所述气化剂混合装置的蒸汽入口连接有蒸汽管线，所述气化剂混合装置的氧气入口连接有氧气管线，所述气化剂混合装置的二氧化碳入口连接有二氧化碳管线，所述二氧化碳管线上沿气体输送方向依次设置有压力调节阀一、开关阀一、缓冲罐、压力调节阀二、压力控制器一和开关阀二，所述缓冲罐顶部设置有与压力调节阀一联锁控制的压力控制器二，所述压力调节阀二的进气口和出气口之间并联有压力调节阀三，所述压力调节阀二和压力调节阀三均与压力控制器一分程控制。
所述气化剂混合装置由混合管、喷嘴和混合单元构成。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明的基于上述的碎煤气化采用部分二氧化碳作为气化剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，气化炉正常开车运行，蒸汽管线和氧气管线分别向气化剂混合装置中输送蒸汽和氧气，混合后作为气化剂，进入气化炉参与气化反应；
步骤二，在下游装置中二氧化碳压缩机正常运行后，打开压力调节阀一和开关阀一，将经压缩机提压后的二氧化碳引入缓冲罐中；
步骤三，通过分程控制压力调节阀二和压力调节三的开度，使得二氧化碳管线压力比氧气管线压力高0.7～0.8mpa；
步骤四，打开开关阀二，将二氧化碳引入气化剂混合装置中，二氧化碳、蒸汽和氧气在气化剂混合装置中混合后作为气化剂，进入气化炉参与气化反应；
步骤五，在二氧化碳管线压力波动加大或压缩机跳车后，关闭开关阀二，将二氧化碳切出，保持气化炉运行稳定。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本发明中，气化炉炉蓖分配室连接有气化剂混合装置，采用混合管、喷嘴和混合单元组成，蒸汽和二氧化碳入口采用小孔方式，增加预混合效果，使蒸汽、二氧化碳在氧气中混合均匀分散；
(2)本发明在保留原有气化炉流程的基础上，利用下游装置酸脱系统放空的二氧化碳经过压缩机升压后通过缓冲罐和分程控制调节二氧化碳管线的压力，高压二氧化碳气通过气化剂混合器与氧气、蒸汽混合后，替代部分水蒸气，混合后的气化剂进入气化炉炉蓖分配室，进入气化炉内参与气化反应；
(3)本发明可以对下游装置放空的二氧化碳气进行回收利用，达到二氧化碳的资源减量化与资源化目的，同时通过二氧化碳替代部分水蒸气不仅可以调整煤气组分，而且减少水蒸气消耗，降低下游工序中煤气水处理单元和酚氨回收单元的装置能力，减少有机废水排放。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
附图标记:1气化炉；2煤锁；3灰锁；4气化剂混合装置；5蒸汽管线；6氧气管线；7二氧化碳管线；8压力调节阀一；9压力调节阀二；10压力调节阀三；11开关阀一；12开关阀二；13压力控制器一；14压力控制器二；15缓冲罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明的一种碎煤气化采用部分二氧化碳作为气化剂的装置，包括气化炉1，所述气化炉1顶部设置有煤锁2，底部设置有灰锁3，所述气化炉1采用碎煤加压逆流接触连续气化固态排渣工艺。所述气化炉1炉蓖分配室连接有气化剂混合装置4，所述气化剂混合装置4出口与气化炉1内部连通。所述气化剂混合装置4由混合管、喷嘴和混合单元组成，蒸汽入口和二氧化碳入口均采用小孔方式，增加预混合效果，使蒸汽、二氧化碳在氧气中混合均匀分散，混合后的蒸汽、二氧化碳和氧气作为气化剂，进入气化炉1内参与气化反应。
所述气化剂混合装置4的蒸汽入口连接有蒸汽管线5，所述蒸汽管线5可设置两条，一条用于向气化剂混合装置4中输送来自界区的中压过热蒸汽，另一条用于向气化剂混合装置4中输送来自气包的中压自产蒸汽。所述气化剂混合装置4的氧气入口连接有氧气管线6，用于向气化剂混合装置4中输送来自界区的氧气。
所述气化剂混合装置4的二氧化碳入口连接有二氧化碳管线7，所述二氧化碳管线7连接至下游装置的高压二氧化碳气总管，所述二氧化碳管线7上沿气体输送方向依次设置有压力调节阀一8、开关阀一11、缓冲罐15、压力调节阀二9、压力控制器一13和开关阀二12。所述缓冲罐15用于对经过压缩机提压后的高压二氧化碳进行缓冲，所述缓冲罐15顶部设置有压力控制器二14，所述压力控制器二14用于监测并控制缓冲罐压力，与压力调节阀一8联锁控制。所述压力调节阀二9的进气口和出气口之间并联有压力调节阀三10，所述压力调节阀二9和压力调节阀三10均与压力控制器一13分程控制。
煤定期通过煤锁2加入气化炉1内，中压过热蒸汽/中压自产蒸汽、氧气和二氧化碳气经气化剂混合装置4混合后作为气化剂，通过分布在旋转炉篦表面的布气孔进入气化炉1，气化剂与来自煤锁2的煤逆流接触，生成粗煤气。煤与气化剂反应后产生的灰，经过炉篦的旋转不断排入灰锁3，经过灰锁3泄压后周期性地排出。
基于上述装置的碎煤气化采用部分二氧化碳作为气化剂的处理工艺，可以对下游装置放空的二氧化碳气进行回收利用，达到二氧化碳的资源减量化与资源化目的，同时通过二氧化碳替代部分水蒸气不仅可以调整煤气组分，而且减少水蒸气消耗，降低下游工序中煤气水处理单元和酚氨回收单元的装置能力，减少有机废水排放。具体包括以下步骤：
步骤一，气化炉1正常开车运行，蒸汽管线5和氧气管线6分别向气化剂混合装置4中输送蒸汽和氧气，混合均匀后作为气化剂，气化剂进入气化炉1内参与气化反应；
步骤二，在下游装置中二氧化碳压缩机正常运行后，打开开关阀一11，根据缓冲罐15的内部压力联锁控制压力调节阀一8的开度，将压缩机提压后的高压二氧化碳经入口引至缓冲罐15中；
步骤三，高压二氧化碳经缓冲罐15出口继续向气化剂混合装置4方向输送，通过分程控制调节压力调节阀二9和压力调节阀三10的开度，使得二氧化碳管线7压力比氧气管线6压力高0.7～0.8mpa；
步骤四，打开开关阀二12，将高压二氧化碳引入气化剂混合装置4中，使二氧化碳、蒸汽和氧气在气化剂混合装置4中混合均匀作为气化剂，气化剂进入气化炉1内参与气化反应；
步骤五，在二氧化碳管线7压力波动加大或压缩机跳车后，立即关闭开关阀二12，将高压二氧化碳切出，保持气化炉1运行稳定。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。