專(zhuān)利名稱(chēng)：兩段爐水煤氣廠工藝流程與含酚水的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬煤的氣化工藝和相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
兩段爐水煤氣生產(chǎn)是以煙煤為原料，固定床周期性生產(chǎn)水煤氣，供中小城市民用煤氣氣源。在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的含酚水不易處理，會(huì)影響環(huán)境水質(zhì)，其危害嚴(yán)重。目前處理的方法多是采用生物處理，能達(dá)到排放要求，但是投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，占地面積大，操作麻煩。由于我們財(cái)力薄，人的技術(shù)素質(zhì)低，生產(chǎn)工藝必須短而實(shí)用，操作容易，符合國(guó)情，以利于中小城市煤氣事業(yè)的發(fā)展。
本發(fā)明提供一種新的生產(chǎn)工藝流程和含酚水的處理方法，投資少，操作容易。
固定床水煤氣氣化周期性運(yùn)行。一般分為三個(gè)主要階段1.吹風(fēng)階段由兩段爐下方入口進(jìn)入空氣與爐內(nèi)氣化段的半焦進(jìn)行強(qiáng)力燃燒來(lái)提高溫度，積蓄熱量。燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣中尚混有部分可燃成分，并由發(fā)生爐中部排出。2.上制氣階段把水蒸汽由發(fā)生爐下方入口進(jìn)入，并與爐內(nèi)氣化段的熾熱焦炭產(chǎn)生水煤氣，這水煤氣和未分解的高溫水蒸汽進(jìn)入上方的干餾段，把濕熱與干餾段內(nèi)的煤進(jìn)行熱交換，使煤升溫干燥并干餾熱解，產(chǎn)生干餾煤氣、焦油和酚等一起由上部出口排出，經(jīng)冷卻凈化會(huì)析出含酚的凝結(jié)水。這就是兩段爐水煤氣廠要處理的有毒污水。3.下制氣階段水蒸氣由燃燒蓄熱器煤氣出口處進(jìn)入，與煙氣相反的方向進(jìn)入發(fā)生爐內(nèi)，與火層熾熱的焦炭產(chǎn)生水煤氣，還帶著未分解的水蒸汽由爐下方的入口排出，經(jīng)冷卻凈化冷凝析出未分解的水。這水不含酚，只含有少量的氰化物，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方法來(lái)處理排放。
本發(fā)明是利用吹風(fēng)煙氣中的熱能，在燃燒蓄熱器內(nèi)加入二次空氣燃燒，把蓄熱體格子磚升溫到800-900℃的高溫，在下制氣階段把含酚水加壓霧化噴入燃燒蓄熱器內(nèi)，與格子磚進(jìn)行熱交換汽化并過(guò)熱，作為氣化劑與發(fā)生爐內(nèi)火層接觸，酚被分解成H2O和CO2并與焦炭氣化，處理掉酚水。
現(xiàn)在來(lái)分析一下水煤氣生產(chǎn)中的含酚水應(yīng)處理的數(shù)量。
假設(shè)水煤氣生產(chǎn)中主要的指標(biāo)和參數(shù)如下1.煤的含水量10％2.蒸汽耗量1kg/kg煤3.上下制氣時(shí)間比55∶454.上下制氣蒸汽分解率50％，45％5.煤氣產(chǎn)率1.2M3/kg煤6.上下制氣煤氣的冷卻方式分別以間冷器和填料洗滌塔則上制氣每噸煤煤氣析出的水量為1.全部由煤帶入的水1000×0.1＝100kg2.上制氣未分解的水1000×0.55×0.5＝275kg3.35℃時(shí)煤氣帶走的水1000×1.2×0.55×0.074＝31kg4.需處理的酚水100+275-31＝344kg下制氣每噸煤氣化所需的蒸汽量1000×0.45＝450kg下制氣所需的蒸汽量大于應(yīng)處理的酚水量為450-344＝106kg氣化所需的蒸汽量大于應(yīng)處理的酚水量，因此這個(gè)處理方法是可行的。
再來(lái)分析一下吹風(fēng)氣的能量能否滿(mǎn)足氣化含酚水的需要。根據(jù)U.G.I水煤氣生產(chǎn)工藝的設(shè)備廢熱鍋爐，當(dāng)氣化2000kg煤時(shí)，其蒸發(fā)量是2500公斤(1/3生產(chǎn)周期時(shí)間內(nèi))即吹風(fēng)氣可利用的能量是2500×640＝1600000kcal與下制氣所需的飽和蒸汽過(guò)熱到500℃所需能量之和。這里處理含酚水所需的能量為344×640＝440000kcal。過(guò)熱蒸汽所需的能量與前相同。
因此可以認(rèn)為用吹風(fēng)氣的能量處理含酚水之后尚余1600000-440000＝1160000kcal。僅用去25％可利用的能量。因此用這個(gè)方法來(lái)處理含酚水是可行的。
再來(lái)分析一下現(xiàn)有燃燒蓄熱器或裂解器與固定器內(nèi)的蓄熱體格子磚的能量是否能滿(mǎn)足氣化含酚水的需要。
首先對(duì)現(xiàn)有的LGI工藝流程的裂解器進(jìn)行分析按流程中裂解器的熱負(fù)荷是(按氣化2噸煤估算)1.下制氣蒸汽過(guò)熱到500℃的熱負(fù)荷是450×2(833-120)＝171000kcal.
2.上制氣裂解焦油的熱負(fù)荷為了裂解焦油，必須使焦油的載體一全部水煤氣—由120℃升溫到850℃所需的能量與焦油升溫和裂解所需能量之和.(這里因焦油升溫和裂解的能量由于焦油量少而從略)此能量為1200×0.55×2×0.3(850-120)＝289000kcal3.上制氣中未分解的水蒸氣從120℃過(guò)熱到850℃時(shí)所需的能量為275×2(1000-640)＝270000kcal1000是850℃時(shí)過(guò)熱蒸汽的含熱總熱負(fù)荷是171000+289000+270000＝730000kcal現(xiàn)在不作為裂解器，而作為含酚水的汽化和過(guò)熱到500℃的過(guò)熱蒸汽來(lái)處理含酚水。其熱負(fù)荷是應(yīng)處理的含酚水量為344×2＝688kg。則所需能量負(fù)荷是688×640＝440000kcal，小于730000kcal。因此I.L.G.I工藝設(shè)備是可行的2.波蘭工藝設(shè)備的裂解器就能滿(mǎn)足，固定器可以去掉
3.附圖I工藝流程設(shè)備的燃燒室應(yīng)核算格子磚的蓄能量。
本發(fā)明提出將燃燒蓄熱器利用吹風(fēng)氣的能量作為氣化和過(guò)熱含酚水蒸汽作為氣化劑，在生產(chǎn)過(guò)程中處理含酚水的方案，附帶的條件只是上下制氣的冷卻必須是分別進(jìn)行的工藝，只需增加一臺(tái)填料洗滌塔和相應(yīng)的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。實(shí)施后不要酚水處理的操作人員?；静缓哪?、不需處理設(shè)施、節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用。可用于新建和已建工程的技術(shù)改造，以提高水煤氣廠的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的實(shí)施方案結(jié)合附

圖1說(shuō)明如下兩段爐水煤氣廠的工藝流程見(jiàn)附圖1。
操作過(guò)程的吹風(fēng)階段是由鼓風(fēng)機(jī)15送出空氣，經(jīng)控制閥20進(jìn)入兩段爐1在氣化層中與半焦強(qiáng)力燃燒，產(chǎn)生含有部分可燃?xì)怏w的煙氣(吹風(fēng)氣)由中部出口通向有蓄熱體格子磚的燃燒蓄熱器2，同時(shí)在入口處再進(jìn)入由控制閥21來(lái)的空氣，引起自燃(吹風(fēng)氣的溫度在550℃以上)，產(chǎn)生的熱量被蓄熱體格子磚吸收并升溫，然后排出，并通過(guò)高溫控制閥19進(jìn)入總管16，再進(jìn)入廢熱鍋爐3，并由煙囪4排入大氣。控制閥22，23，24，25，26都關(guān)閉。
操作過(guò)程的上制氣階段是蒸汽由廢熱鍋爐來(lái)，經(jīng)過(guò)減壓進(jìn)入穩(wěn)壓器10并與發(fā)生爐水套來(lái)的蒸汽通過(guò)控制閥24進(jìn)入發(fā)生爐1，與前一階段被空氣燃燒成熾熱的焦炭產(chǎn)生水煤氣，并向上經(jīng)過(guò)干餾段與這里的煤層進(jìn)行熱交換，把煤升溫產(chǎn)生干燥干餾作用，產(chǎn)生的干餾煤氣和焦油與制氣過(guò)程中未分解的蒸汽一起由上出口排出，通過(guò)控制閥23后進(jìn)入總管18，再進(jìn)入電除焦油器5，除去焦油。焦油進(jìn)入焦油罐11，煤氣進(jìn)入間冷器6，冷卻到35℃，水蒸氣冷凝析出流入油水分離器12，再進(jìn)入酚水罐13。煤氣進(jìn)入電除油器7進(jìn)一步凈化油和塵，油流入油水分離器12，煤氣輸往儲(chǔ)氣罐。這時(shí)控制閥19，20，21，22，25，26都關(guān)閉。
操作過(guò)程下制氣階段補(bǔ)充蒸汽由控制閥22進(jìn)入燃燒蓄熱器2，須處理的含酚水由泵14送來(lái)通過(guò)控制閥26壓力霧化后，噴入燃燒蓄熱器與高溫的格子磚進(jìn)行熱交換，把霧化后的含酚水汽化并過(guò)熱。補(bǔ)充蒸汽也在這里過(guò)熱后一起由發(fā)生爐中部出口進(jìn)入發(fā)生爐，并向下與火層焦炭產(chǎn)生水煤氣，最后由下部原來(lái)進(jìn)空氣的口排出，再進(jìn)入激冷塔9，冷卻后通過(guò)控制閥25總管17后，再進(jìn)入填料洗滌塔8，再進(jìn)入電除油器7進(jìn)一步凈化，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。這時(shí)控制閥19，20，21，23，24都關(guān)閉。含酚水的處理就在這個(gè)過(guò)程中在燃燒蓄熱器中汽化，作為氣化劑在發(fā)生爐火層進(jìn)行分解完成處理過(guò)程。
權(quán)利要求
1.兩段爐水煤氣廠包括氣化，冷卻凈化和含酚水處理工藝，其特征在于1.氣化部分由兩段爐1，燃燒蓄熱器2和廢熱鍋爐3組成2.冷卻凈化部分上下制氣分別進(jìn)行。上制氣為電除焦油器5，間冷器6，電除油器7，下制氣為激冷塔9，填料洗滌塔8，電除油器7組成，電除油器上下制氣共用，3.含酚水處理部分是含酚水泵14，燃燒蓄熱器2，兩段爐1組成，含酚水是利用吹風(fēng)氣的能量，將燃燒蓄熱器內(nèi)的格子磚燒到800-900℃高溫，然后在下制氣時(shí)把含酚水噴入燃燒蓄熱器內(nèi)，與格子磚進(jìn)行熱交換而汽化，然后作為氣化劑，進(jìn)入兩段爐內(nèi)與熾熱的焦炭產(chǎn)生水煤氣的過(guò)程把含酚水處理掉，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征是燃燒蓄熱器2，和廢熱鍋爐3，為兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，分裝在總管16的前后，燃燒蓄熱器2與兩段爐一對(duì)一配置，廢熱鍋爐幾臺(tái)兩段爐共用，總管與燃燒蓄熱器之間有高溫控制閥19，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征在于兩段爐1與電除焦油器之間有總管18，兩段爐與總管之間有控制閥23，電除焦油器5，間冷器6，電除油器7幾臺(tái)兩段爐共用，下制氣激冷塔9與填料洗滌塔之間有總管17，兩段爐與激冷塔一對(duì)一配置，激冷塔與總管之間有控制閥25，洗滌塔后煤氣進(jìn)入與上制氣共用的電除油器，洗滌塔是共用的，四.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征在于含酚水是由一個(gè)系統(tǒng)分別送往各個(gè)燃燒蓄熱器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種兩段爐水煤氣廠，利用吹風(fēng)氣的熱能，把含酚水噴入燃燒蓄熱器內(nèi)，汽化并通過(guò)火層來(lái)分解酚的方法處理酚的新方法。把上制氣與下制氣的冷卻分別進(jìn)行；上制氣用間冷塔，下制氣用填料塔，使含酚水量減少，能達(dá)到下制氣所需的蒸汽量以下，把含酚水蒸汽作為氣化劑用掉，不污染水質(zhì)，并基本不需處理酚水的裝置和操作人員與物料。節(jié)省投資和運(yùn)行用。適用于新項(xiàng)目和老項(xiàng)目的技術(shù)改造。
文檔編號(hào)C10K1/00GK1162624SQ9610288
公開(kāi)日1997年10月22日 申請(qǐng)日期1996年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月16日
發(fā)明者陳紹維 申請(qǐng)人:陳紹維