炉温调控方法及反应装置与流程

本发明涉及干煤粉气化，具体而言，涉及一种炉温调控方法及反应装置。

背景技术：

1、干煤粉加压、下行激冷、膜式水冷壁气化工艺技术因其煤种适用范围广、对煤的灰分要求不苛刻等特点成为现代煤气化技术的主流发展方向。

2、在干煤粉气化炉中，炉温的控制尤为重要，炉温适宜，气化炉有效气产率高。温度高，合成气中二氧化碳含量高，有效气(一氧化碳加氢气)含量低；且当温度过高时，容易烧坏水冷壁。温度低，虽然合成气中二氧化碳含量低，有效气(一氧化碳加氢气)含量高；但是，较低的炉温会导致产生较多的熔融态的煤灰，熔融态的煤灰会对反应室到激冷室的下渣通道造成堵塞，特别是当熔融态的煤灰对下降管的横截面的部分造成堵塞时，会造成合成气偏流，偏流的合成气会冲刷下降管；其中，下降管的横截面是指下降管的垂直于其轴向的截面。

3、因此，控制合适的炉温，对干煤粉气化炉十分重要。但是，气化炉炉温属于不可直接监测的参数。

4、目前，现有技术只是对水冷壁气化炉的温度进行监测，这容易导致气化炉的炉温偏高或偏低，进而影响有效气产率(即一氧化碳加氢气的产率)。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种炉温调控方法及反应装置，以解决现有技术中对气化炉的监测方式容易导致气化炉的炉温偏高或偏低，进而影响有效气产率的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种炉温调控方法，炉温调控方法适用于反应装置，反应装置包括气化炉，气化炉包括反应室和激冷室，反应室的内壁设置为水冷壁结构；反应装置还包括第一洗涤组件和第二洗涤组件，气化炉、第一洗涤组件和第二洗涤组件依次连接并连通，以使从激冷室流出的合成气依次流经第一洗涤组件和第二洗涤组件；炉温调控方法包括：获取通入水冷壁结构内的冷却水的温度t1；获取从水冷壁结构内流出的冷却水的温度t2；获取从激冷室内流出的合成气的温度t3；获取从第一洗涤组件流出的合成气的温度t4；获取从第二洗涤组件流出的合成气的温度t5；获取从第二洗涤组件流出的合成气的组份，以得到合成气中的甲烷含量、二氧化碳含量、一氧化碳加氢气的含量；根据t2-t1、t3、t3-t4、t5、甲烷含量、二氧化碳含量、一氧化碳加氢气的含量，判断反应室的炉温是否适当。

3、进一步地，炉温调控方法包括：当气化炉的氧煤比的取值范围为0.400至0.420、且当t2-t1的取值范围为7℃至10℃、且当t3的取值范围为218℃至222℃、且当t3-t4的取值范围为3℃至4℃、且当t5的取值范围为208℃至212℃、且当甲烷含量的取值范围为0.015％至0.030％、且当二氧化碳含量的取值范围为5.0％至7.0％、且当一氧化碳加氢气的含量的取值范围为90％至92％时，判定反应室的炉温适当。

4、进一步地，第一条件是t2-t1的取值范围为大于10℃，第二条件是t3的取值范围为大于222℃，第三条件是t5的取值范围为大于212℃，第四条件是甲烷含量小于0.015％，第五条件是二氧化碳含量大于7.0％；当满足第一条件、第二条件、第三条件、第四条件和第五条件中的至少三个时，则判定反应室的炉温偏高；和/或，第六条件是t2-t1的取值范围为小于7℃，第七条件是t3的取值范围为小于218℃，第八条件是t5的取值范围为小于208℃，第九条件是甲烷含量大于0.030％，第十条件是二氧化碳含量小于5.0％；当满足第六条件、第七条件、第八条件、第九条件和第十条件中的至少三个时，则判定反应室的炉温偏低。

5、进一步地，当判定反应室的炉温偏高时，炉温调控方法包括：以每次0.005的调整幅度降低氧煤比；其中，当[(t2-t1)-10]≤4℃时，氧煤比的调整上限为[(t2-t1)-10]*0.005；当[(t2-t1)-10]>4℃时，氧煤比的调整上限为[(t2-t1)-10]/2*0.005；当[(t2-t1)-10]≥25℃时，气化炉跳车。

6、进一步地，当判定反应室的炉温偏低时，炉温调控方法包括：以每次0.005的调整幅度提高氧煤比；其中，当[7-(t2-t1)]≤2℃时，氧煤比的调整上限为[7-(t2-t1)]*0.005；当[7-(t2-t1)]>2℃时，氧煤比的调整上限为[7-(t2-t1)]/2*0.005。

7、进一步地，炉温调控方法包括：当气化炉的投煤量低于80％时，向反应室添加次高压蒸汽的量为2000kg/h；当气化炉的投煤量高于80％时，向反应室添加次高压蒸汽的量为[2000-30*q]kg/h；q为气化炉每小时增加的投煤量。

8、根据本发明的另一方面，提供了一种反应装置，其适用于上述的炉温调控方法；反应装置包括：第一温度检测件，第一温度检测件用于对通入水冷壁结构内的冷却水的温度进行检测；和/或第二温度检测件，第二温度检测件用于对从水冷壁结构内流出的冷却水的温度进行检测；和/或第三温度检测件，第三温度检测件用于对从激冷室内流出的合成气的温度进行检测；和/或第四温度检测件，第四温度检测件用于对从第一洗涤组件流出的合成气的温度进行检测；和/或第五温度检测件，第五温度检测件用于对从第二洗涤组件流出的合成气的温度进行检测；和/或气体组份分析仪，气体组份分析仪用于对从第二洗涤组件流出的合成气的组份进行分析。

9、进一步地，第一洗涤组件包括第一洗涤器和气液分离罐，气化炉、第一洗涤器和气液分离罐、第二洗涤组件依次连接并连通，以使从激冷室流出的合成气依次流经第一洗涤器、气液分离罐和第二洗涤组件。

10、进一步地，第二洗涤组件包括第二洗涤器和洗涤塔，气化炉、第一洗涤组件、第二洗涤器和洗涤塔依次连接并连通，以使从激冷室流出的合成气依次流经第一洗涤组件、第二洗涤器和洗涤塔。

11、进一步地，反应装置还包括循环管路、循环水泵和制冷组件，循环水泵和制冷组件均设置在循环管路上；循环管路的两端分别与水冷壁结构的进水口和出水口连接并连通；第一温度检测件设置在水冷壁结构的进水口处的管段上，第二温度检测件设置在水冷壁结构的出水口处的管段上。

12、进一步地，反应装置还包括总出气管、第一支管路和第二支管路，总出气管的第一管口与第二洗涤组件的合成气出口连接并连通；第一支管路的第一管口和第二支管路的第一管口均与总出气管的第二管口连接并连通；第五温度检测件设置在总出气管上；第一支管路和第二支管路均可通断地设置；气体组份分析仪设置在第一支管路上。

13、应用本发明的技术方案，炉温调控方法所适用的反应装置包括气化炉，气化炉包括反应室和激冷室，反应室的内壁设置为水冷壁结构；反应装置还包括第一洗涤组件和第二洗涤组件，气化炉、第一洗涤组件和第二洗涤组件依次连接并连通，以使从激冷室流出的合成气依次流经第一洗涤组件和第二洗涤组件；炉温调控方法包括：获取通入水冷壁结构内的冷却水的温度t1；获取从水冷壁结构内流出的冷却水的温度t2；获取从激冷室内流出的合成气的温度t3；获取从第一洗涤组件流出的合成气的温度t4；获取从第二洗涤组件流出的合成气的温度t5；获取从第二洗涤组件流出的合成气的组份，以得到合成气中的甲烷含量、二氧化碳含量、一氧化碳加氢气的含量；根据t2-t1、t3、t3-t4、t5、甲烷含量、二氧化碳含量、一氧化碳加氢气的含量，判断反应室的炉温是否适当。

14、本技术的炉温调控方法通过进出冷却水的温度差t2-t1、t3、合成气的温度差t3-t4、t5、合成气中的甲烷含量、合成气中的二氧化碳含量以及合成气中的一氧化碳加氢气的含量来表征反应室的炉温，并对反应装置进行整体的监控，进而便于对反应室的炉温进行更加有效地监控，以便将反应室的炉温控制在适当的温度，避免反应室的炉温偏高或偏低，从而实现较高的有效气产率，以提高有效气产率。可见，本技术的炉温调控方法解决了现有技术中对气化炉的监测方式容易导致气化炉的炉温偏高或偏低，进而影响有效气产率的问题。