CN113061470B - 一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，属于粉煤加压气化领域，本发明要解决的技术问题为如何提高高难度有机废水处理量及处理质量，采用的技术方案为：该方法具体如下：在粉煤烧嘴投入、开工烧嘴燃料和氧气正常停止供应后，将高难度有机废水通过高难度有机废水入口通入开工烧嘴内，在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO2预混合后，从开工烧嘴内排出；高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化；高难度有机废水通过开工烧嘴雾化后，在顶喷多喷嘴气化炉炉内参与反应，生成以CO和H2为主的原料气。

Description

一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法

技术领域

本发明涉及粉煤加压气化领域，具体地说是一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法。

背景技术

高难度有机废水水质复杂，不但指含有较高有机质的废水，还指包含有高VOC（易挥发）或是有毒有害有机质的废水，故处理费用过高、处理难度较大且缺乏相应的治理技术，是工业废水处理的重点和难点之一。

而目前利用水煤浆加压气化技术处理有机废水是能够较好解决该问题的方法之一，但由于其工艺技术的限制导致不能处理含有高VOC或危险有毒的高难度有机废水。故如何提高高难度有机废水处理量及处理质量是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，来解决如何提高高难度有机废水处理量及处理质量的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，该方法具体如下：

在粉煤烧嘴投入、开工烧嘴燃料和氧气正常停止供应后，将高难度有机废水通过高难度有机废水入口通入开工烧嘴内，在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO₂预混合后，从开工烧嘴内排出；

高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化；

高难度有机废水通过开工烧嘴雾化后，在顶喷多喷嘴气化炉炉内参与反应，生成以CO和H₂为主的原料气。

作为优选，所述开工烧嘴位于顶喷多喷嘴气化炉的炉顶中心位置，粉煤烧嘴以开工烧嘴为圆心在顶喷多喷嘴气化炉的炉顶呈圆周分布，确保高难度有机废水可与出粉煤喷嘴的粉煤及反应物进行二次反应。

作为优选，所述开工烧嘴包括烧嘴外壳体和烧嘴内通道壳体，烧嘴内通道壳体和烧嘴外壳体通过法兰固定连接，烧嘴外壳体底部设置有混合燃料腔，混合燃料腔与烧嘴内通道壳体相连通；

烧嘴外壳体中部靠上的位置对称设置有燃料入口和高难度有机废水入口，烧嘴外壳体中部位置设置有氧气入口；烧嘴内通道壳体包括由内至外依次设置的燃料通道、高难度有机废水通道和氧气通道，燃料入口与燃料通道相连通，氧气入口与氧气通道相连通，高难度有机废水入口与高难度有机废水通道相连通；高难度有机废水通道与燃料通道连通处设置有高难度有机废水燃料通道雾化旋流器，燃料通道与混合燃料腔相连通处设置有燃料及高难度有机废水雾化旋流器；氧气通道底部侧壁上设置有氧气喷孔，混合燃料腔通过氧气喷孔与氧气通道相连通。

更优地，所述高难度有机废水燃料通道雾化旋流器与垂直方向之间的夹角为15-45°，高难度有机废水燃料通道雾化旋流器与水平方向的夹角为15-30°。

更优地，所述燃料及高难度有机废水雾化旋流器垂直方向的夹角为15-30°，燃料及高难度有机废水雾化旋流器与水平方向的夹角为15-30°。

更优地，所述氧气喷孔包括外环氧气喷孔和内环氧气喷孔，外环氧气喷孔和内环氧气喷孔分别设置有多个，多个外环氧气喷孔和多个内环氧气喷孔分别沿混合燃料腔的侧壁呈圆周分布，外环氧气喷孔和内环氧气喷孔分别与垂直方向呈15-45°夹角。

更优地，所述烧嘴外壳体顶端设置有火焰检测器，烧嘴外壳体上部位置打火枪通道进口，燃料通道内侧设置有打火枪通道和火焰检测器通道，打火枪通道底部设置有打火枪；火焰检测器及火焰检测器通道组成检测通道，打火枪通道进口、打火枪通道及打火枪组成打火通道；

烧嘴外壳体中部靠下的位置设置有冷却水入口和冷却水出口；氧气通道外侧设置有冷却水入口通道，冷却水入口通道外侧设置有与冷却水入口通道相连通的冷却水出口通道，冷却水入口、冷却水入口通道、冷却水出口通道及冷却水出口组成冷却水通道。

作为优选，在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO₂预混合具体为：

在高难度有机废水投入后，CO₂流量的由100Nm³/h调节至50Nm³/h，并将二氧化碳切断阀一X10和二氧化碳切断阀二X11打开；

将高压二氧化碳雾化用流量调节阀F05打开至预定开度后，燃料管线吹扫用二氧化碳切断阀X09关闭；

高难度有机废水的压力高于顶喷多喷嘴气化炉运行压力1.0-1.2MPa；CO₂压力高于气化炉运行压力1.5-2.0MPa；

高难度有机废水的流量由高难度有机废水入开工烧嘴流量计F09测出，CO₂的流量由二氧化碳入开工烧嘴流量计F11测出，此期间高难度有机废水的流量与雾化用CO₂的流量为线性关系为：

y=ax；

其中，y表示雾化用CO₂流量，当高难度有机废水流量≥2.5t/h时，y=ax线性关系可用；x表示高难度有机废水流量，雾化用CO₂流量最小不低于50Nm³/h；a的取值范围为20-22；

高难度有机废水投用后，为保护烧嘴，设定雾化用CO₂最小流量限制，该最小流量与气化炉压力呈线性关系：

y’=a’x’；

其中，y’表示顶喷多喷嘴气化炉压力；x’表示雾化用CO₂最小流量；a’=1.5；雾化用CO₂流量最小不低于50Nm³/h，当气化炉压力y’≥30bar时，y’=a’x’线性关系可用。

作为优选，高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化具体如下：

为保障氧气管线安全，清洁氮气压力高于顶喷多喷嘴气化炉运行压力1.5-2.0MPa，清洁氮气的流量不得低于200Nm³/h，高难度有机废水流量不得超过粉煤投入量的20%；

为保证雾化效果，清洁氮气与高难度有机废水的质量流量比例为0.07-0.14；

氧气管线清洁氮气吹扫切断阀X04保持常开，高难度有机废水投入后清洁氮气切断阀一X05和清洁氮气切断阀二X06打开，清洁氮气雾化用流量调节阀F04逐渐打开，并与高难度有机废水入开工烧嘴流量计F09投入串级控制，具体公式为：

Y=Ax；

其中，Y表示雾化用清洁氮气；A表示清洁氮气与高难度有机废水的质量流量比，取值范围为0.07-0.14；x表示高难度有机废水流量；为保证开工烧嘴氧气管线安全，清洁氮气流量最小不得低于200Nm³/h；

高难度有机废水流量投入后，该流量与顶喷多喷嘴气化炉粉煤投入量程线性关系为：

Y’=A’x；

其中，Y’表示顶喷多喷嘴气化炉粉煤投入量且是测量所得；A’表示粉煤投入量与高难度有机废水质量流量比值，为保证气化炉运行效率A’≥5；x为高难度有机废水质量流量。

作为优选，当高难度有机废水准备停止烧用时，具体如下：

高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀X17打开，高难度有机废水入界区切断阀X12关闭，高难度有机废水返回切断阀X18关闭；

高难度有机废水入开工烧嘴流量调节阀F03打开至预开度，吹扫1分钟后，关闭高难度有机废水入开工烧嘴切断阀X13和高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀X17；

此时有机废水通道安全由燃料侧高压CO₂吹扫保护，同时清洁氮气雾化用流量调节阀F04逐步关闭，清洁氮气切断阀一X05和清洁氮气切断阀二X06关闭；

高难度有机废水退出开工烧嘴，开工烧嘴恢复到高难度有机废水投用前状态，此时氧气通道及燃料通道均有吹扫气保护。

本发明的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法具有以下优点：

（一）本发明能够将高难度有机废水通过开工烧嘴雾化为微米粒度液滴进入气化炉，利用顶喷多喷嘴气化炉内高达1500℃的反应温度使有机废水液滴在反应室内参与反应，彻底分解转化为以CO和H₂为主的合成原料气，提高高难度有机废水处理量及处理质量；

（二）本发明的顶喷多喷嘴气化炉炉顶按照圆周平均分布，开工烧嘴位于顶喷多喷嘴气化炉炉顶中心，确保高难度有机废水可与出粉煤喷嘴的粉煤及反应物进行二次反应；同时开工烧嘴既能实现粉煤烧嘴投用前气化炉的升温升压操作，又能实现粉煤烧嘴投用后开工烧嘴的停止运行且可按需求投入高难度有机废水入炉参与反应；

（三）本发明的开工烧嘴可在高浓度有机废水停止入炉后，可按需求投入燃料与氧气，实现高压在线投入；

（四）本发明的开工烧嘴底部设置内环氧气喷孔和外环氧气喷孔，内环氧气喷孔和外环氧气喷孔根据实际氧气流量、清洁氮气流量可设计不同的氧气喷孔数量及氧气喷孔角度，以提高开工烧嘴点火成功率及高难度有机废水雾化效果，使高难度有机废水以微米级粒度存在，进而提高高难度有机废水处理量。

本发明具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为顶喷多喷嘴气化炉炉顶的结构示意图

附图2为开工烧嘴的结构示意图；

附图3为沿附图2中B-B线的剖视图；

附图4为本发明的管路结构示意图；

附图5为高难度有机废水流量与雾化用CO₂流量的关系示意图；

附图6为雾化用CO₂最小流量与顶喷多喷嘴气化炉压力的关系示意图；

附图7为高难度有机废水流量与雾化用最小N₂流量的关系示意图；

附图8为高难度有机废水流量与雾化用最大N₂流量的关系示意图。

图中：1、顶喷多喷嘴气化炉炉顶，2、开工烧嘴，3、粉煤烧嘴，4、烧嘴外壳体，5、烧嘴内通道壳体，6、法兰，7、混合燃料腔，8、燃料入口，9、高难度有机废水入口，10、氧气入口，11、燃料通道，12、高难度有机废水通道,13、氧气通道，14、高难度有机废水燃料通道雾化旋流器，15、燃料及高难度有机废水雾化旋流器，16、外环氧气喷孔，17、内环氧气喷孔，18、火焰检测器，19、打火枪通道进口，20、打火枪通道，21、火焰检测器通道，22、打火枪，23、冷却水入口，24、冷却水出口，25、冷却水入口通道，26、冷却水出口通道。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法作以下详细地说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

【管路结构】

如附图4所示，该管路结构包括燃料管路、高难度有机废水管路、高压二氧化碳管路、氧气管路和清洁高压氮气管路，具体如下：

燃料管路上依次通过燃料入界区切断阀X07、燃料入开工烧嘴流量计F08、燃料入开工烧嘴流量调节阀F02及燃料入开工烧嘴切断阀X08连通至开工烧嘴的燃料入口；燃料入开工烧嘴流量调节阀F02及燃料入开工烧嘴切断阀X08安装有循环或放空至安全处支管路，循环或放空至安全处支管路上安装有燃料去安全处放空切断阀X16；

高难度有机废水管路前端安装有高难度有机废水出界区支管路，高难度有机废水出界区支管路上安装有高难度有机废水返回切断阀X18；高难度有机废水管路后端依次通过高难度有机废水入界区切断阀X12、高难度有机废水入开工烧嘴流量计F09、高难度有机废水入开工烧嘴流量调节阀F03及高难度有机废水入开工烧嘴切断阀X13连通至开工烧嘴的高难度有机废水入口；

高压二氧化碳管路前端通过高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀X17与高难度有机废水管路前端处相连通；高压二氧化碳管路后端通过二氧化碳入开工烧嘴流量计F11及燃料管线吹扫用二氧化碳切断阀X09与燃料管道后端相连通，进行预混合处理；燃料管线吹扫用二氧化碳切断阀X09并联安装有二氧化碳切断阀一X10、高压二氧化碳雾化用流量调节阀F05及二氧化碳切断阀二X11；

氧气管路上依次通过氧气入界区切断阀X01、氧气入界区流量计F06、氧气入开工烧嘴流量调节阀F01、氧气切断阀X02、氧气入开工烧嘴流量计F07及氧气入开工烧嘴切断阀X03连通至开工烧嘴的氧气入口；氧气管路中段位置安装有放空至大气支管路，放空至大气支管路上安装有氧气入界区后放空阀X14和氧气入开工烧嘴前放空阀X15，氧气入界区后放空阀X14位于氧气入开工烧嘴流量调节阀F01及氧气切断阀X02之间；氧气入开工烧嘴前放空阀X15位于氧气切断阀X02及氧气入开工烧嘴流量计F07之间；

清洁高压氮气管路依次通过高难度有机废水入开工烧嘴流量计F10及氧管线清洁氮气吹扫切断阀X04连通至氧气通道；或者清洁高压氮气管路依次通过高难度有机废水入开工烧嘴流量计F10、清洁氮气切断阀一X05、清洁氮气切断阀二X06及清洁氮气雾化用流量调节阀F04。

【顶喷多喷嘴气化炉结构】

如附图1所示，以三喷嘴为例，开工烧嘴2位于顶喷多喷嘴气化炉1的炉顶中心位置，三个粉煤烧嘴3以开工烧嘴2为圆心在顶喷多喷嘴气化炉1的炉顶呈圆周分布，该布置炉内反应流场均匀，确保高难度有机废水可与出粉煤喷嘴3的粉煤及反应物进行二次反应。

如附图2和3所示，本实施例中的开工烧嘴2包括烧嘴外壳体4和烧嘴内通道壳体5，烧嘴内通道壳体5和烧嘴外壳体4通过法兰6固定连接，烧嘴外壳体4底部设有混合燃料腔7，混合燃料腔7与烧嘴内通道壳体5相连通；烧嘴外壳体4中部靠上的位置对称开设有燃料入口8和高难度有机废水入口9，烧嘴外壳体4中部位置开设有氧气入口10；烧嘴内通道壳体5包括由内至外依次排布的燃料通道11、高难度有机废水通道12和氧气通道13，燃料入口8与燃料通道11相连通，氧气入口10与氧气通道13相连通，高难度有机废水入口9与高难度有机废水通道12相连通；高难度有机废水通道12与燃料通道11连通处安装有高难度有机废水燃料通道雾化旋流器14，高难度有机废水燃料通道雾化旋流器14与垂直方向之间的夹角为30°，高难度有机废水燃料通道雾化旋流器14与水平方向的夹角为15°。燃料通道11与混合燃料腔7相连通处安装有燃料及高难度有机废水雾化旋流器15；燃料及高难度有机废水雾化旋流器15垂直方向的夹角为15°，燃料及高难度有机废水雾化旋流器15与水平方向的夹角为30°。氧气通道13底部侧壁上开设有氧气喷孔，混合燃料腔7通过氧气喷孔与氧气通道13相连通。氧气喷孔包括外环氧气喷孔16和内环氧气喷孔17，外环氧气喷孔16和内环氧气喷孔17分别设有多个，多个外环氧气喷孔16和多个内环氧气喷孔17分别沿混合燃料腔7的侧壁呈圆周分布，外环氧气喷孔16和内环氧气喷孔17分别与垂直方向呈30°夹角。烧嘴外壳体4顶端安装有火焰检测器18，烧嘴外壳体4上部位置打火枪通道进口19，燃料通道11内侧排布有打火枪通道20和火焰检测器通道21，打火枪通道20底部安装有打火枪22；火焰检测器18及火焰检测器通道21组成检测通道，打火枪通道进口19、打火枪通道20及打火枪22组成打火通道。

燃料通道11与高难度有机废水通道12通过高难度有机废水燃料通道雾化器14预混合后，再与氧气通道13通过燃料及高难度有机废水雾化旋流器15在混合燃料腔5内相混合，最后通过打火枪通道20和火焰检测器通道21燃烧。

本实施例中的烧嘴外壳体4中部靠下的位置开设有冷却水入口23和冷却水出口24；氧气通道13外侧设有冷却水入口通道25，冷却水入口23通道外侧设有与冷却水入口通道25相连通的冷却水出口通道26，冷却水入口23、冷却水入口通道25、冷却水出口通道26及冷却水出口24组成冷却水通道。

【利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法】

本发明的方法具体如下：

S1、在粉煤烧嘴投入、开工烧嘴燃料和氧气正常停止供应后，将高难度有机废水通过高难度有机废水入口通入开工烧嘴内，在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO₂预混合后，从开工烧嘴内排出；

S2、高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化；

S3、高难度有机废水通过开工烧嘴雾化后，在顶喷多喷嘴气化炉炉内参与反应，生成以CO和H₂为主的原料气。

本实施例中S1在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO₂预混合具体为：

S101、在高难度有机废水投入后，CO₂流量的由100Nm³/h调节至50Nm³/h，并将二氧化碳切断阀一X10和二氧化碳切断阀二X11打开；

S102、将高压二氧化碳雾化用流量调节阀F05打开至预定开度后，燃料管线吹扫用二氧化碳切断阀X09关闭；

S103、高难度有机废水的压力高于顶喷多喷嘴气化炉运行压力1.0-1.2MPa；CO₂压力高于气化炉运行压力1.5-2.0MPa；

S104、高难度有机废水的流量由高难度有机废水入开工烧嘴流量计F09测出，CO₂的流量由二氧化碳入开工烧嘴流量计F11测出，此期间高难度有机废水的流量与雾化用CO₂的流量为线性关系为：

y=ax；

其中，y表示雾化用CO₂流量，当高难度有机废水流量≥2.5t/h时，y=ax线性关系可用，如附图5所示；x表示高难度有机废水流量，雾化用CO₂流量最小不低于50Nm³/h；a的取值范围为20-22。

S105、高难度有机废水投用后，为保护烧嘴，设定雾化用CO₂最小流量限制，该最小流量与气化炉压力呈线性关系：

y’=a’x’；

其中，y’表示顶喷多喷嘴气化炉压力；x’表示雾化用CO₂最小流量；a’=1.5；雾化用CO₂流量最小不低于50Nm³/h，当气化炉压力y’≥30bar时，y’=a’x’线性关系可用，如附图6所示。

本实施例中步骤S2高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化具体如下：

S201、为保障氧气管线安全，清洁氮气压力高于顶喷多喷嘴气化炉运行压力1.5-2.0MPa，清洁氮气的流量不得低于200Nm³/h，高难度有机废水流量不得超过粉煤投入量的20%；

S202、为保证雾化效果，清洁氮气与高难度有机废水的质量流量比例为0.07-0.14；

S203、氧气管线清洁氮气吹扫切断阀X04保持常开，高难度有机废水投入后清洁氮气切断阀一X05和清洁氮气切断阀二X06打开，清洁氮气雾化用流量调节阀F04逐渐打开，并与高难度有机废水入开工烧嘴流量计F09投入串级控制，具体公式为：

Y=Ax；

其中，Y表示雾化用清洁氮气；A表示雾化用清洁氮气与高难度有机废水的质量流量比，取值范围为0.07-0.14；x表示高难度有机废水流量；为保证开工烧嘴氧气管线安全，清洁氮气流量最小不得低于200Nm³/h，如附图7和8所示；

S204、高难度有机废水流量投入后，该流量与顶喷多喷嘴气化炉粉煤投入量程线性关系为：

Y’=A’x；

其中，Y’表示顶喷多喷嘴气化炉粉煤投入量且是测量所得；A’表示粉煤投入量与高难度有机废水质量流量比值，为保证气化炉运行效率A’≥5；x为高难度有机废水质量流量。

本实施例中执行完步骤S3后，当高难度有机废水准备停止烧用时，具体如下：

（1）、高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀X17打开，高难度有机废水入界区切断阀X12关闭，高难度有机废水返回切断阀X18关闭；

（2）、高难度有机废水入开工烧嘴流量调节阀F03打开至预开度，吹扫1分钟后，关闭高难度有机废水入开工烧嘴切断阀X13和高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀X17；

（3）、此时有机废水通道安全由燃料侧高压CO₂吹扫保护，同时清洁氮气雾化用流量调节阀F04逐步关闭，清洁氮气切断阀一X05和清洁氮气切断阀二X06关闭；

（4）、高难度有机废水退出开工烧嘴，开工烧嘴恢复到高难度有机废水投用前状态，此时氧气通道及燃料通道均有吹扫气保护。

此时，可实现开工烧嘴的高压在线投用，具体为：

根据入气化炉氧气流量、氧燃比与气化炉压力关系对氧气流量调节阀、燃料气流量调节阀进行标定，控制开工烧嘴开车投用时氧气与燃料气出烧嘴混合后其气体与点火枪的距离为1-2cm，同时控制初期投用时氧气过量系数为2.0-3.0；控制开工烧嘴高压在线投入时的氧气过量系数为0.8-0.9，以实现提高点火成功率及可在线开/停车。

本发明有效提高了高难度有机废水处理量及处理质量，一般粉煤气化蒸汽投入量只占到粉煤投入量的8%，最高有机废水占到粉煤投入量的13%，而本发明因能够将有机废水充分雾化且多喷嘴分布、流场分布均匀，有机废水处理量可提至20%，同时高难度有机废水加入后对于最终合成气中有效气组分无影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，该方法具体如下：

在粉煤烧嘴投入、开工烧嘴燃料和氧气正常停止供应后，将高难度有机废水通过高难度有机废水入口通入开工烧嘴内，在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO₂预混合后，从开工烧嘴内排出；其中，在开工烧嘴内与燃料管线保护气CO₂预混合具体为：

在高难度有机废水投入后，CO₂流量的由100Nm³/h调节至50Nm³/h，并将二氧化碳切断阀一（X10）和二氧化碳切断阀二（X11）打开；

将高压二氧化碳雾化用流量调节阀（F05）打开至预定开度后，燃料管线吹扫用二氧化碳切断阀（X09）关闭；

高难度有机废水的压力高于顶喷多喷嘴气化炉运行压力1.0-1.2MPa；CO₂压力高于气化炉运行压力1.5-2.0MPa；

高难度有机废水的流量由高难度有机废水入开工烧嘴流量计（F09）测出，CO₂的流量由二氧化碳入开工烧嘴流量计（F11）测出，此期间高难度有机废水的流量与雾化用CO₂的流量为线性关系为：

y=ax；

其中，y表示雾化用CO₂流量，当高难度有机废水流量≥2.5t/h时，y=ax线性关系可用；x表示高难度有机废水流量，雾化用CO₂流量最小不低于50Nm³/h；a的取值范围为20-22；

高难度有机废水投用后，设定雾化用CO₂最小流量限制，该最小流量与气化炉压力呈线性关系：

y’=a’x’；

其中，y’表示顶喷多喷嘴气化炉压力；x’表示雾化用CO₂最小流量；a’=1.5；雾化用CO₂流量最小不低于50Nm³/h，当气化炉压力y’≥30bar时，y’=a’x’线性关系可用；

高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化；

高难度有机废水通过开工烧嘴雾化后，在顶喷多喷嘴气化炉炉内参与反应，生成以CO和H₂为主的原料气；

其中，开工烧嘴包括烧嘴外壳体和烧嘴内通道壳体，烧嘴内通道壳体和烧嘴外壳体通过法兰固定连接，烧嘴外壳体底部设置有混合燃料腔，混合燃料腔与烧嘴内通道壳体相连通；

烧嘴外壳体中部靠上的位置对称设置有燃料入口和高难度有机废水入口，烧嘴外壳体中部位置设置有氧气入口；烧嘴内通道壳体包括由内至外依次设置的燃料通道、高难度有机废水通道和氧气通道，燃料入口与燃料通道相连通，氧气入口与氧气通道相连通，高难度有机废水入口与高难度有机废水通道相连通；高难度有机废水通道与燃料通道连通处设置有高难度有机废水燃料通道雾化旋流器，燃料通道与混合燃料腔相连通处设置有燃料及高难度有机废水雾化旋流器；氧气通道底部侧壁上设置有氧气喷孔，混合燃料腔通过氧气喷孔与氧气通道相连通。

2.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于， 所述开工烧嘴位于顶喷多喷嘴气化炉炉顶的中心位置，粉煤烧嘴以开工烧嘴为圆心在顶喷多喷嘴气化炉的炉顶呈圆周分布。

3.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，所述高难度有机废水燃料通道雾化旋流器与垂直方向之间的夹角为15-45°，高难度有机废水燃料通道雾化旋流器与水平方向的夹角为15-30°。

4.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，所述燃料及高难度有机废水雾化旋流器垂直方向的夹角为15-30°，燃料及高难度有机废水雾化旋流器与水平方向的夹角为15-30°。

5.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，所述氧气喷孔包括外环氧气喷孔和内环氧气喷孔，外环氧气喷孔和内环氧气喷孔分别设置有多个，多个外环氧气喷孔和多个内环氧气喷孔分别沿混合燃料腔的侧壁呈圆周分布，外环氧气喷孔和内环氧气喷孔分别与垂直方向呈15-45°夹角。

6.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，所述烧嘴外壳体顶端设置有火焰检测器，烧嘴外壳体上部位置打火枪通道进口，燃料通道内侧设置有打火枪通道和火焰检测器通道，打火枪通道底部设置有打火枪；火焰检测器及火焰检测器通道组成检测通道，打火枪通道进口、打火枪通道及打火枪组成打火通道；

烧嘴外壳体中部靠下的位置设置有冷却水入口和冷却水出口；氧气通道外侧设置有冷却水入口通道，冷却水入口通道外侧设置有与冷却水入口通道相连通的冷却水出口通道，冷却水入口、冷却水入口通道、冷却水出口通道及冷却水出口组成冷却水通道。

7.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，高难度有机废水在开工烧嘴排出口处与开工烧嘴氧气管道的清洁高压氮气进行对撞、混合并雾化具体如下：

清洁氮气压力高于顶喷多喷嘴气化炉运行压力1.5-2.0MPa，清洁氮气的流量不得低于200Nm³/h，高难度有机废水流量不得超过粉煤投入量的20%；

清洁氮气与高难度有机废水的质量流量比例为0.07-0.14；

氧气管线清洁氮气吹扫切断阀（X04）保持常开，高难度有机废水投入后清洁氮气切断阀一（X05）和清洁氮气切断阀二（X06）打开，清洁氮气雾化用流量调节阀（F04）逐渐打开，并与高难度有机废水入开工烧嘴流量计（F09）投入串级控制，具体公式为：

Y=Ax；

其中，Y表示雾化用清洁氮气；A表示雾化用清洁氮气与高难度有机废水的质量流量比，取值范围为0.07-0.14；x表示高难度有机废水流量；清洁氮气流量最小不得低于200Nm³/h；

高难度有机废水流量投入后，该流量与顶喷多喷嘴气化炉粉煤投入量程线性关系为：

Y’=A’x；

其中，Y’表示顶喷多喷嘴气化炉粉煤投入量且是测量所得；A’表示粉煤投入量与高难度有机废水质量流量比值， A’≥5；x为高难度有机废水流量。

8.根据权利要求1所述的利用多喷嘴粉煤气化处理高难度有机废水的方法，其特征在于，当高难度有机废水准备停止烧用时，具体如下：

高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀（X17）打开，高难度有机废水入界区切断阀（X12）关闭，高难度有机废水返回切断阀（X18）关闭；

高难度有机废水入开工烧嘴流量调节阀（F03）打开至预开度，吹扫1分钟后，关闭高难度有机废水入开工烧嘴切断阀（X13）和高压二氧化碳吹扫高难度有机废水切断阀（X17）；

此时有机废水通道安全由燃料侧高压CO₂吹扫保护，同时清洁氮气雾化用流量调节阀（F04）逐步关闭，清洁氮气切断阀一（X05）和清洁氮气切断阀二（X06）关闭；

高难度有机废水退出开工烧嘴，开工烧嘴恢复到高难度有机废水投用前状态，此时氧气通道及燃料通道均有吹扫气保护。

Images