方式，所述的初级催化剂是Z205型转化催化剂，一 段转化催化剂是PAN-Ol型转化催化剂，深度转化催化剂是Z204型转化催化剂。
[0043] 下面将更详细地描述本发明。
[0044] 本发明利用煤和天然气联合生产合成气的方法包括天然气净化与加热、气化料浆 制备、煤-天然气联合气化、一段转化气深度转化、灰渣收集及排放、粗合成气洗涤净化与 含细灰水处理等步骤。该方法与通常的湿法气流床气化方法及天然气二段转化方法既有相 同的地方又有许多不同之处，该方法可以将煤和天然气进行联合转化，多级利用煤气化高 温粗煤气的显热，在对高温粗煤气完成降温的同时解决天然气一段转化热源的问题，副产 部分蒸汽可以作为天然气转化的气化剂使用。本发明是集合了煤气化及天然气气化两种气 化方式优点的一种新型气化方法，该方法可以同炉对煤和天然气进行的转化，实现了不同 工艺的优势互补，多级利用煤气化高温粗煤气显热并回收二段转化气余热，降低综合生产 能耗同时调节合成气氢碳比，与单一气化方法相比具有明显优势。
[0045] 所述多级利用高温粗煤气显热，是通过上段天然气催化反应管19热，下段天然气 催化反应管20及对流废锅23三级换热实现的，通过三级换热可以将高温合成气冷却至合 适的温度。调节合成气氢碳比，通过控制进入复合反应器16中气化料浆和天然气的投料 比。可以将出界区合成气的氢碳比调节至一定比例。
[0046] 本发明涉及一种利用煤与天然气联合生产合成气的方法。
[0047] 该利用煤与天然气联合生产合成气方法的步骤如下：
[0048] A、天然气净化与加热
[0049] 这个工序的具体情况参见附图1。
[0050] 含有硫化物的天然气通过天然气管道4送到天然气加热器5中，被其中天然气燃 烧产生的热量加热，再先后送到氧化锰脱硫槽7与氧化锌脱硫槽9进行脱硫，脱硫的天然气 通过二级脱硫天然气管道10与来自蒸汽管网的饱和蒸汽混合，再进入天然气加热器5中加 热到温度440~460°C，接着由混合气管道11送到一段天然气转化器18中进行天然气一段 催化转化反应；在天然气加热器5中产生的高温烟气送到废热锅炉；
[0051] 来自空分的氧气气化剂与来自蒸汽管网的饱和蒸汽混合通过气化剂管道1送到 气化剂加热器2中进行加热，然后通过热气化剂管道3送到深度转化器34 ;在气化剂加热 器2中产生的高温烟气送到废热锅炉。
[0052] 在这个步骤中，天然气加热器5由壳体、天然气加热盘管、混合气加热盘管、顶部 高温烟气出口及底部天然气烧嘴构成，其是由广州市蓝炬燃烧设备有限公司以商品名天然 气加热器销售的产品。
[0053] 氧化锰脱硫槽7为本行业常用设备，是由西北化工研究院机械厂以商品名氧化锰 脱硫槽7销售的产品。氧化锰脱硫原理参见反应式（1):
[0054] MnO+H2S = MnS+H20 (I)
[0055] 氧化锌脱硫槽9为本行业常用设备，是由西北化工研究院机械厂以商品名氧化锌 脱硫槽9销售的产品。氧化锌脱硫原理参见反应式（2):
[0056] ZnOH2S = ZnS+H20 (2)
[0057] 采用氧化锰脱硫槽7与氧化锌脱硫槽9两级脱硫，其中氧化锰脱硫槽脱除天然气 中大部分硫，起主要脱硫作用；氧化锌脱硫槽主要起到把关作用，确保脱硫后的天然气硫含 量< 0· lppm。
[0058] 在本发明中，气化剂加热器2由壳体、气体加热盘管、顶部高温烟气出口及底部天 然气烧嘴构成，其是由广州市蓝炬燃烧设备有限公司以商品名气化剂加热器2销售的产 品。
[0059] 深度转化器34由顶部气体喷嘴，升温区及深度转化区三部分组成，是由西北化工 研究院机械厂以商品名深度转化器销售的产品。
[0060] B、气化料浆制备
[0061] 将破碎的含碳氢原料、水与添加剂溶液送入磨机12进行一次湿磨制浆，得到的气 化料浆送入料浆贮槽13中。
[0062] 在本发明中，所述的含碳氢原料例如是一种或多种选自无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、 肥煤或气煤的煤。
[0063] 所述的添加剂选自木质素磺酸钠、缩聚萘磺酸钠、缩聚萘磺酸钠或非胶状的高磷 瓷土。
[0064] 本发明使用的磨机12与料浆贮槽13都是目前市场上销售的产品，是煤加工技术 领域里通常使用的设备。
[0065] C、煤-天然气联合气化
[0066] 这个工序的具体实施情况参见附图2。
[0067] 步骤B制备的气化料浆经高压料浆栗14提压后与气化剂同时通过三流道雾化器 15进入复合反应器16的煤气化反应室17中，在温度1300°C~1400°C与压力0. 1~IOMPa 的条件下进行不完全燃烧反应，得到以C0、HjP CO2为主要组分的高温粗合成气与熔渣的混 合物；
[0068] 所述的复合反应器16是一个圆柱形筒体，它的上部是煤气化反应室17,它的下部 是一段天然气转化器18 ;-段天然气转化器18由上段天然气催化反应管19、下段天然气催 化反应管20、喇叭状导气口 31、上部气体喷嘴37、下部气体喷嘴38与渣冷却收集室21组 成。
[0069] 所述煤气化反应室17与一段天然气转化器18均为内保温隔热式结构。内保温隔 热所使用的材料为耐高温灰渣冲刷侵蚀材料、隔热材料及保温材料，它们都是目前市场上 销售的产品，例如由河南省伯马股份有限公司以商品名高铬砖LIRR-HK90销售的耐高温灰 渣冲刷侵蚀材料、由河南省伯马股份有限公司以商品名氧化铝砖)(KC-12销售的绝热材料、 由河南省伯马股份有限公司以商品名隔热砖XALQ100销售的保温材料。
[0070] 所述喇叭状导气口 31的主要作用是导引高温粗煤气流向，防止出现气流死区，它 的侧边与复合反应器16纵轴的夹角是30~60°。
[0071] 位于喇叭状导气口 31下方的上段天然气催化反应管19内装填初级催化剂；位于 上段天然气催化反应管19下方的下段天然气催化反应管20内装填一段转化催化剂。
[0072] 所述的初级催化剂及一段转化催化剂都是目前市场上销售的产品，例如由四川天 一科技股份有限公司以商品名Z205销售的初级催化剂，由中国石油石油化工研究院以商 品名PAN-Ol销售的一段转化催化剂。
[0073] 上部气体喷嘴37与下部气体喷嘴38都安装在一段天然气转化器18壳体上。上 段气体喷嘴37与下段气体喷嘴38沿着一段天然气转化器18呈对称分布，气体喷嘴数是 8-32 〇
[0074] 在下段天然气催化反应管20下方设置渣冷却收集室21。所述的渣冷却收集室21 是一种具有液位平衡及定期集、排渣能力的设备，它的下端与锁渣阀门39相连。
[0075] 所述高温粗合成气与熔渣混合物由煤气化反应室17经喇叭状导气口 31进入一段 天然气转化器18,作为一段天然气催化转化反应的热源。
[0076] 来自深度转化器34的温度为900~950°C的深度转化气，其中一部分由上部气体 喷嘴37进入一段天然气转化器18中，吹扫上段天然气催化反应管19积灰并调节其转化温 度，余下部分由下部气体喷嘴38进入一段天然气转化器18,吹扫下段天然气催化反应管20 积灰并调节一段转化气即合成气的氢碳比。
[0077] 所述的氢碳比应该理解是一段转化气中氢气与一氧化碳的比值。本发明可以通过 调节气化料浆与天然气投料比将合成气氢碳比控制在1. 〇~2. 0范围内。具体地，气化料 浆与天然气的投料比是Im3料浆为200~460Nm3天然气。优选地，气化料浆与天然气的投 料比是Im3料浆为250~400Nm 3天然气。
[0078] 通过混合气管道11将步骤A的天然气-蒸汽混合气送到一段天然气转化器18中， 在上段天然气催化反应管19中在初级转化催化剂存在下，天然气与蒸汽混合气在与粗合 成气和熔渣混合物换热时进行转化反应，接着进入下段天然气催化反应管20中，在一段转 化催化剂存在下，在与粗合成气和熔渣混合物换热时继续进行转化反应，生成一段转化气； 完成换热后的粗合成气通过合成气管道22送到对流废锅23继续回收热量；对流废锅23产 生的饱和蒸汽送至蒸汽管网。
[0079] 在这个步骤中，所述天然气在上段天然气催化反应管19中在温度950~1300°C 下进行转化反应；在经过上段天然气催化反应管19热交换后，所述粗合成气的温度降低到 950~KKKTC，优选地降低到960~980°C。
[0080] 在步骤C中，所述天然气在下段天然气催化反应管20中在温度700~950°C下进 行转化反应；在经过下段天然气催化反应管20热交换后，所述粗合成气的温度降到700~ 800°C，优选地降低到750~780°C。
[0081] 在一段天然气转化器18中冷却的熔渣进入渣冷却收集室21进行水浴降温，得到 粗灰渣；
[0082] D、一段转化气深度转化
[0083] 步骤C得到的一段转化气通过一段转化气管道33送到深度转化器34,同时步骤A 得到的气化剂-蒸汽混合气通过热气化剂管道3也送到深度转化器34,它们在深度转化催 化剂的存在下进行深度转化反应，得到温度为900~950°C的深度转化气，它经提压后由深 度转化气管道36经上部气体喷嘴37与下部气体喷嘴38送到一段天然气转化器18中。 [0084] 本发明使用的深度转化催化剂是目前市场上销售的产品，例如由四川天一科技股 份有限公司以商品名Z204销售的深度转化催化剂。
[0085] 本发明使用的深度转化器34由气体喷嘴，升温区及深度转化区三部分组成，升温 室内衬绝热耐火层及保温耐火材料层，深度转化室由壳体和催化剂床层组成。
[0086] E、灰渣收集及排放
[0087] 让步骤C得到的粗灰渣进入渣冷却收集室21，得到粗灰渣与灰水，循环水栗32将 锁斗中循环灰水送至渣冷却收集室21中，粗灰渣在循环灰水作用下，通过锁渣阀门39进入 锁斗40,并通过排放阀门排出；经过液固分离后，大块粗渣直接外排，含细灰的灰水送至灰 水处理；渣冷却收集室21收集的含细灰水经过液位平衡系统调节后，通过含细灰水管道41 送到细灰水处理部分处理；锁斗补充