一种低能耗水煤浆气化系统和加热水煤浆的方法与流程

本发明涉及一种低能耗水煤浆气化系统和加热水煤浆的方法，属于煤化工水煤浆气化领域。

背景技术：

水煤浆气化工艺是将煤炭与水经过磨机研磨制备的水煤浆输送至气化炉内与氧气反应生成水煤气，该反应是在1350℃高温条件下进行的。由于水煤浆含有30～35％的水分，与氧气反应燃烧时蒸发水分而吸收气化炉内的热量，为了维持气化炉的炉温，需要填足煤炭以维持气化炉内的温度，以保证水煤气生成时的反应条件，而水煤浆在燃烧时要损失气化炉约3％～4％的热值。因而水煤气生产的过程中，系统运行时的煤耗量和氧耗量大，运行成本高。在化工生产中，一般加热方式都是利用换热器，但是换热器会增加水煤浆的输送阻力，煤浆还容易堵塞换热器，影响生产的稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种低能耗水煤浆气化系统，能够加热煤浆输送管中的水煤浆，使水煤浆进入气化炉前维持在一定的温度范围内，减少水煤浆在气化炉中与氧气反应燃烧时所吸收的热量，减少气化炉的热量损失，从而降低系统运行时的煤耗量和氧耗量，降低运行成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种低能耗水煤浆气化系统，包括煤储斗，储煤斗的出料口与煤称量给料机连接，煤称量给料机与磨煤机的进口连接，磨煤机与磨机出料槽连接，磨机出料槽的出口与磨机出料槽泵连接，所述磨机出料槽泵与煤浆槽连接，所述煤浆槽与煤浆给料泵连接，所述煤浆给料泵通过煤浆输送管与气化炉连接，所述煤浆输送管上设置有加热装置，所述煤浆输送管上还设置有温度检测装置。通过加热装置加热煤浆输送管中的水煤浆，使水煤浆进入气化炉前的温度在190℃左右，以减少对气化反应热的吸收，从而降低煤耗和氧耗，进而减少二氧化碳的排放量。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，所述加热装置包括夹套伴热管、蒸汽输送管，所述夹套伴热管设置于煤浆输送管的外壁上，所述蒸汽输送管与夹套伴热管连接。夹套伴热管中通入温度较高的水蒸气，利用水蒸气加热中的水煤浆，使水煤浆进入气化炉时的温度为180℃～200℃。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，所述温度检测装置包括温度探头，所述温度探头设置于所述煤浆输送管的出口端。设置在煤浆输送管出口端的温度探头能够检测被加热水煤浆的温度是否在180℃～200℃。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，所述煤浆输送管中的水煤浆温度为180℃～200℃。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，所述气化炉的进口处设置有气化炉烧嘴，所述煤浆输送管通过气化炉烧嘴与气化炉连接。煤浆输送管中被加热后的水煤浆通过气化炉烧嘴进入气化炉。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，还包括输氧管，所述输氧管与气化炉烧嘴连接。外界空气通过输氧管进入气化炉烧嘴，以供氧气与水煤浆混合。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，所述加热装置包括盘管伴热件，蒸汽输送管，蒸汽输送管与盘管伴热件连接，所述盘管伴热件设置于煤浆输送管的外壁上。蒸汽输送管与蒸汽发生装置连接，蒸汽发生装置所产生的低压蒸汽通过蒸汽输送管通入盘管伴热件中，通过盘管伴热件加热煤浆输送管。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，所述所述加热装置的蒸汽进口端设置有温度调节阀，加热装置上还设置有疏水器。通过疏水器将低压蒸汽冷凝回收。

前述的一种低能耗水煤浆气化系统，煤浆输送管中的水煤浆温度为190℃。

一种加热水煤浆的方法，包括引入低压蒸汽，利用低压蒸汽加热煤浆输送管中的水煤浆；检测煤浆输送管中水煤浆的温度；控制低压蒸汽的通入量；当水煤浆温度低于185℃时，增大低压蒸汽的通入量，以使煤浆输送管中水煤浆的温度维持在180℃～200℃的范围内。

低压蒸汽来自煤化工厂中后续工序中产生的过剩蒸汽。低压蒸汽通过蒸汽输送管被输送至加热装置的夹套伴热管中，利用设置在蒸汽输送管外壁上的夹套伴热管加热蒸汽输送管中的水煤浆，将水煤浆加热至180℃～200℃，并通过设置在煤浆输送管出口端的温度探头精确检测流经输送管出口端水煤浆的温度，以及时根据所检测水煤浆的温度控制调整低压蒸汽的通入量。

又一种方案，是将低压蒸汽通过蒸汽输送管输送至加热装置的盘管伴热件中。

与现有技术相比，本发明通过在气化炉和煤浆给料泵之间设置的煤浆输送管上设置加热装置来加热煤浆输送管中的水煤浆，使水煤浆进入气化炉前具有一定的温度，以减少水煤浆在气化炉中与氧气反应燃烧时所吸收的热量，从而降低系统运行时的煤耗量和氧耗量；通过设置在煤浆输送管上的温度检测装置监测煤浆输送管中水煤浆的温度，根据所监测水煤浆的温度，调整水蒸气的通入量以加热输送管中的水煤浆，使输送管中的水煤浆维持在较高的温度范围内，保证了水煤浆以一定的温度进入气化炉内，降低了系统运行时的煤耗量和氧耗量，降低了运行成本，也减少了二氧化碳的排放量，提高合成气有效组分。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2是图1中a的放大图。

附图标记：1-煤储斗，2-煤称量给料机，3-磨煤机，4-磨机出料槽，5-磨机出料槽泵，6-煤浆槽，7-煤浆给料泵，8-煤浆输送管，9-气化炉，10-加热装置，11-温度检测装置，12-气化炉烧嘴，13-输氧管，14-夹套伴热管，15-蒸汽输送管，16-温度调节阀，17-疏水器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种低能耗水煤浆气化系统，包括煤储斗1，储煤斗1的出料口与煤称量给料机2连接，煤称量给料机2与磨煤机3的进口连接，所述磨煤机3与磨机出料槽4连接，磨机出料槽4的出口与磨机出料槽泵5连接，所述磨机出料槽泵5与煤浆槽6连接，所述煤浆槽6与煤浆给料泵7连接，所述煤浆给料泵7通过煤浆输送管8与气化炉9连接，所述煤浆输送管8上设置有加热装置10，所述煤浆输送管8上还设置有温度检测装置11。

本发明的实施例2：一种低能耗水煤浆气化系统，包括煤储斗1，储煤斗1的出料口与煤称量给料机2连接，煤称量给料机2与磨煤机3的进口连接，所述磨煤机3与磨机出料槽4连接，磨机出料槽4的出口与磨机出料槽泵5连接，所述磨机出料槽泵5与煤浆槽6连接，所述煤浆槽6与煤浆给料泵7连接，所述煤浆给料泵7通过煤浆输送管8与气化炉9连接，所述煤浆输送管8上设置有加热装置10，所述煤浆输送管8上还设置有温度检测装置11。加热装置10包括夹套伴热管14、蒸汽输送管15，所述夹套伴热管14设置于煤浆输送管8的外壁上，所述蒸汽输送管15与夹套伴热管14连接。温度检测装置11包括温度探头，所述温度探头设置于所述煤浆输送管8的出口端。煤浆输送管8中的煤浆温度为180℃～200℃。气化炉9的进口处设置有气化炉烧嘴12，所述煤浆输送管8通过气化炉烧嘴12与气化炉9连接。还包括输氧管13，所述输氧管13与气化炉烧嘴12连接。加热装置10的蒸汽进口端设置有温度调节阀16。加热装置10上还设置有疏水器17。通过疏水器17冷凝回收夹套伴热管14中的低压蒸汽。

本发明的实施例3：一种低能耗水煤浆气化系统，包括煤储斗1，储煤斗1的出料口与煤称量给料机2连接，煤称量给料机2与磨煤机3的进口连接，所述磨煤机3与磨机出料槽4连接，磨机出料槽4的出口与磨机出料槽泵5连接，所述磨机出料槽泵5与煤浆槽6连接，所述煤浆槽6与煤浆给料泵7连接，所述煤浆给料泵7通过煤浆输送管8与气化炉9连接，所述煤浆输送管8上设置有加热装置10，所述煤浆输送管8上还设置有温度检测装置11。加热装置10包括夹套伴热管14、蒸汽输送管15，所述夹套伴热管14设置于煤浆输送管8的外壁上，所述蒸汽输送管15与夹套伴热管14连接。温度检测装置11包括温度探头，所述温度探头设置于所述煤浆输送管8的出口端。煤浆输送管8中的煤浆温度为180℃～200℃。气化炉9的进口处设置有气化炉烧嘴12，所述煤浆输送管8通过气化炉烧嘴12与气化炉9连接。还包括输氧管13，所述输氧管13与气化炉烧嘴12连接。加热装置10包括盘管伴热件，蒸汽输送管15，蒸汽输送管15与盘管伴热件连接，所述盘管伴热件设置于煤浆输送管8的外壁上。煤浆输送管8中的煤浆温度为190℃。加热装置10的蒸汽进口端设置有温度调节阀16。加热装置10上还设置有疏水器17。通过疏水器17冷凝回收盘管伴热件中的低压蒸汽。

实施例4：一种加热水煤浆的方法，包括引入低压蒸汽，利用低压蒸汽加热煤浆输送管中的水煤浆；检测煤浆输送管中水煤浆的温度；控制低压蒸汽的通入量；当水煤浆温度低于185℃时，增大低压蒸汽的通入量，以使煤浆输送管8中水煤浆的温度维持在180℃～200℃的范围内。低压蒸汽来自煤化工厂中后续工序中产生的过剩蒸汽。低压蒸汽通过蒸汽输送管15被输送至加热装置10的夹套伴热管14中，通过设置在蒸汽输送管15外壁上的夹套伴热管14加热蒸汽输送管15中的水煤浆，将水煤浆加热至180℃～200℃，并通过设置在煤浆输送管8出口端的温度探头精确检测流经输送管8出口端水煤浆的温度，以及时根据所检测水煤浆的温度控制调整低压蒸汽的通入量。

实施例5：一种加热水煤浆的方法，包括引入低压蒸汽，利用低压蒸汽加热煤浆输送管中的水煤浆；检测煤浆输送管中水煤浆的温度；控制低压蒸汽的通入量；当水煤浆温度低于185℃时，增大低压蒸汽的通入量，以使煤浆输送管8中水煤浆的温度维持在180℃～200℃的范围内。低压蒸汽来自煤化工厂中后续工序中产生的过剩蒸汽。低压蒸汽通过蒸汽输送管15被输送至加热装置10的盘管伴热件中。通过设置在蒸汽输送管15外壁上的盘管伴热件加热蒸汽输送管15中的水煤浆，将水煤浆加热至180℃～200℃，并通过设置在煤浆输送管8出口端的温度探头精确检测流经输送管8出口端水煤浆的温度，以及时根据所检测水煤浆的温度控制调整低压蒸汽的通入量。

本发明的工作原理：煤储斗1中储存的原料煤经煤称量给料机2输送至磨煤机3的筒体内部，同时水、添加剂通过管道同时进入磨煤机3的筒体内部，磨煤机3的电机带动筒体旋转使钢棒进行翻滚对原料煤进行研磨。研磨后原料煤浆达到合格粒度经排料口排出，完成研磨过程。原料煤浆经磨机出料槽4进行筛分，筛分后的合格水煤浆由磨机出料槽4的出浆口进入煤浆槽6，利用煤浆给料泵7加压将水煤浆通过煤浆输送管8送至气化炉烧嘴12。在煤浆输送管8外壁上设置加热装置10，利用低压蒸汽对水煤浆进行加热，使煤浆输送管8内的水煤浆温度达到190℃左右，由于气化炉9内水蒸汽分压约为1mpa，对应的饱和温度为180℃，所以经过气化炉喷嘴12降压雾化后，水煤浆中的水蒸气迅速汽化。由于水煤浆中的水蒸气汽化潜热是利用自身的热量，减少了对于气化反应热的吸收，从而降低了气化反应过程的煤耗和氧耗。