CN101708869A - 发生炉煤气站含酚污水的处理工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发生炉煤气站含酚污水的处理工艺及装置，是将两段式煤气发生炉产生的含酚污水经酚水蒸汽分离器处理后送入酚水蒸发器，在酚水蒸发器的壳程流动，同时，将两段式煤气发生炉产生的下段煤气送入酚水蒸发器，在酚水蒸发器的管程流动，利用下段煤气的余热，蒸发含酚污水，生成的酚水蒸气回收利用。本发明工艺及装置可在源头上控制煤气站的能源浪费和污染源，使煤气站真正达到高效、节能，零排放。
Description
技术领域
本发明属于煤气化工业技术领域，具体是涉及一种发生炉煤气站含酚污水处理工艺及装置。
背景技术
发生炉煤气站含酚污水的处理一直是煤气化工业技术领域长期难以解决的技术难题，尽管存在多种处理酚水的方法，但始终没有一种令人满意的处理方法。例如，比较有效的方法是焚烧炉焚烧法。该方法能够彻底将酚水焚烧裂解为无害物质-水+CO2。虽然对酚水的处理比较简单而适用，但是要消耗掉大量的燃料。实际数据表明利用煤气站自产焦油或发生炉煤气进行焚烧，每烧掉1kg酚水，需要7.648MJ热量，即需要消耗掉约0.215kg热值35530kJ/kg的焦油或1.22Nm3热值6279kJ/Nm3的煤气。
除此之外，将酚水作为制备水煤浆的添加剂也是处理酚水的一种途径，由于在球磨机中磨制水煤浆时要加入40％的水，使其成为具有一定流动性的流体，利用煤气站的酚水代之，既节约了净水，又处理煤气站酚水。热风炉燃烧法也可处理酚水，热风炉燃烧法是在陶瓷厂喷雾塔热风炉再增加一套燃烧系统，即利用煤气站自产的焦油在喷雾塔的热风炉里烧掉，产生的热风进入喷雾塔。这种办法虽然烧掉一部分焦油，但燃烧生成的热烟气可以干燥喷雾塔里的粉料，对降低企业成本有一定的意义。上述两种方法只适用于陶瓷行业，在其它的行业无法采用。因此需要研究一种既节能又能处理掉酚水的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种发生炉煤气炉含酚污水处理工艺及装置。是利用下段煤气经过酚水蒸发器，充分回收下段煤气的显热蒸发酚水。酚水蒸发器分为管程和壳程，下段煤气在酚水蒸发器的管程流动；间接冷却器冷凝的酚水流入到酚水池，进行过滤后，用泵将酚水打入壳程中，酚水在酚水蒸发器的壳程流动，与酚水蒸发器管程中的的下段煤气进行换热，利用显热蒸发酚水。
本发明的技术方案如下：
发生炉煤气站含酚污水的处理工艺，是将两段式煤气发生炉产生的含酚污水经酚水蒸汽分离器处理后送入酚水蒸发器，在酚水蒸发器的壳程流动，同时，将两段式煤气发生炉产生的下段煤气送入酚水蒸发器，在酚水蒸发器的管程流动，利用下段煤气的余热，蒸发含酚污水，生成的酚水蒸气回收利用。
前述的处理工艺，优选的技术方案是，两段式煤气发生炉产生的含酚污水是指烟煤受热产生的酚水蒸汽和上段煤气的混合物经间接冷却器冷凝之后形成的含酚污水。
前述的处理工艺，优选的技术方案是，经间接冷却器冷凝之后形成的含酚污水在打入酚水蒸汽分离器处理之前还需在酚水池中进行净化处理。
前述的处理工艺，优选的技术方案是，所述上段煤气的温度为80-120℃。
前述的处理工艺，优选的方案是，所述下段煤气温度为550-600℃。
本发明还提供了实现发生炉煤气站含酚污水处理工艺的装置，包括两段式煤气发生炉、间接冷却器、酚水蒸发器和酚水蒸汽分离器，所述两段式煤气发生炉的上段煤气出口通过管道与间接冷却器和酚水蒸汽分离器相连，所述酚水蒸发器分为管程和壳程，管程设有煤气进口和煤气出口，壳程设有含酚污水进口和酚水蒸汽出口，所述含酚污水进口和酚水蒸汽出口通过管道与酚水蒸汽分离器连接，所述两段式煤气发生炉的下段煤气出口通过管道与酚水蒸发器壳程的煤气进口相连。
前述的装置，优选的方案在于，所述间接冷却器和酚水蒸汽分离器之间还设有酚水池。
前述的装置，优选的方案在于，所述酚水蒸汽分离器还通过蒸汽混合器与所述两段式煤气发生炉连接，从酚水蒸汽分离器出来的酚水蒸气在蒸汽混合器混合后，进入两段式煤气发生炉炉膛内重新利用。
前述的装置，优选的方案在于，所述酚水蒸发器内径200-3000mm。
前述的装置，优选的方案在于，所述酚水蒸发器的换热管的管径80-250mm，长度3-8m，数量10-100根。
本发明的设计方案主要特点体现在：
1、酚水形成过程：烟煤在经过两段式煤气发生炉干馏干燥段时，酚受热蒸发与煤干馏煤气中的水混合，形成酚水蒸汽，与上段煤气(80℃～120℃)经上段煤气管道一起进入间接冷却器，被冷凝形成酚水，通过排污管排入酚水池。
2、酚水净化：回收至酚水池的酚水，含有大量的焦油灰尘，在酚水池内经过沉淀、除油、过滤后等净化措施后，由酚水泵打入酚水蒸汽分离器。
3、酚水气化：两段式煤气发生炉产生的下段煤气(550℃～600℃)经下段煤气管道进入酚水蒸发器，酚水蒸发器分为管程和壳程，管程上设有煤气进口和煤气出口，壳程上设有酚水进口和酚水蒸汽出口，酚水进口通过管路与酚水蒸汽分离器连接，酚水蒸汽出口通过管路与酚水蒸汽分离器连接，酚水蒸汽分离器通过管路与蒸汽混合器连接，在蒸汽混合器混合后，进入两段式煤气发生炉炉膛内，作为气化剂使用。
本发明工艺利用酚水蒸发器回收两段炉下段煤气的余热，并利用回收的余热来蒸发煤气化工艺过程中产生的酚水。该技术既回收了煤气站的热能，又处理了有害酚水，使得煤气站的酚水达到零排放。
本发明技术方案与现有技术相比，还具有下列突出的技术效果：
1、本发明利用酚水蒸发器回收下段煤气的废热是煤气站节能降耗的有力措施。因采用蒸发酚水工艺，可节约一定量的软化水。
2、本发明利用酚水蒸发器蒸发酚水，并将其作为气化剂使用，既处理了酚水，又减少了能源消耗，为治理煤气站环境污染开辟新的途径。
3、在煤气站设计时要充分考虑煤气站节能降耗和环境治理，在源头控制煤气站的能源浪费和污染源，使煤气站真正达到高效、节能，零排放。
4、本工艺装置除能够蒸发酚水外，还可以对酚水蒸发器管程中的煤气进行强制冷却，进一步降低煤气温度，减轻了下一级的冷却装置冷却负荷，而且在几乎不增加煤气站运行成本的情况下充分有效地利用了煤气站的潜能。
5、由于酚水蒸发器实现了下段煤气与含酚污水的热交换，在酚水蒸发器周围热量散失减小，因此煤气站的工作环境得到大大改善。
附图说明
图1是本发明实施例3的装置结构示意图。
图2是酚水蒸发器7的结构示意图。
其中，1、蒸汽混合器，2、两段式煤气发生炉，3、上段煤气管，4、间接冷却器，5、酚水池，6、下段煤气管，7、酚水蒸发器，8、酚水进口管，9、酚水蒸汽出口管，10、酚水泵，11、酚水蒸汽分离器，12、酚水蒸汽管，13、煤气出口，14、酚水蒸发器壳体，15、换热管，16、煤气进口，17、酚水蒸汽出口，18、含酚污水进口，19、排污口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
发生炉煤气站含酚污水处理装置，结构可参考图1、2所示，包括两段式煤气发生炉2、间接冷却器4、酚水蒸发器7和酚水蒸汽分离器11，所述两段式煤气发生炉2的上段煤气出口通过管道与间接冷却器4和酚水蒸汽分离器11相连，所述酚水蒸发器7分为管程和壳程，管程设有煤气进口16和煤气出口13，壳程设有含酚污水进口18和酚水蒸汽出口17，所述含酚污水进口18和酚水蒸汽出口17通过管道与酚水蒸汽分离器11连接，所述两段式煤气发生炉2的下段煤气出口通过管道与酚水蒸发器7壳程的煤气进口16相连。
在该实施例中，1-ML2.6两段式煤气发生炉煤气站采用内径1250mm的酚水蒸发器，该蒸发器采用的换热管管径为159mm，长度为5米，数量共26根。
利用上述装置进行发生炉煤气站含酚污水的处理工艺，是两段式煤气发生炉2产生的含酚污水经酚水蒸汽分离器11处理后送入酚水蒸发器7，在酚水蒸发器7的管程流动，同时，将两段式煤气发生炉2产生的下段煤气送入酚水蒸发器7，在酚水蒸发器7的壳程流动，利用下段煤气的余热，蒸发含酚污水，生成的酚水蒸气回收利用。
经统计测算利用该装置和工艺可节约标煤525kg/d。下段煤气温度在600℃时，酚水蒸发器7一小时可蒸发801kg酚水，证明其完全有能力将本煤气站产生的酚水完全处理，达到零排放，不仅保证了煤气站的正常运行，而且有效的改善了煤气站酚水处理难，乱排放的现象，减少了对环境的污染。
实施例2
发生炉煤气站含酚污水处理装置，结构仍可参考图1、2所示，但与实施例1所不同的是：8-ML3.4两段式煤气发生炉煤气站中采用内径为1400mm的酚水蒸发器，其采用换热管管径为159mm，长度为4米，数量共37根的技术方案。除此之外，所述间接冷却器4和酚水蒸汽分离器11之间还设有酚水池5。其目的是经间接冷却器4冷凝之后形成的含酚污水在打入酚水蒸汽分离器11处理之前还需在酚水池5中进行净化处理(如沉淀、除油、过滤等)。
利用上述装置进行发生炉煤气站含酚污水的处理工艺，两段式煤气发生炉2中烟煤受热产生的酚水蒸汽和上段煤气(85℃左右)的混合物经间接冷却器4冷凝之后形成的含酚污水先进入酚水池5中进行净化处理，再打入酚水蒸汽分离器11。
经统计测算利用该装置和工艺可节约标煤545kg/d。下段煤气温度在550℃时，酚水蒸发器7一小时可蒸发818kg酚水，证明其完全有能力将本煤气站产生的酚水完全处理，达到零排放，不仅保证了煤气站的正常运行，而且有效的改善了煤气站酚水处理难，乱排放的现象，减少了对环境的污染。
实施例3
发生炉煤气站含酚污水处理装置，结构仍可参考图1、2所示，但与实施例2所不同的是：所述酚水蒸汽分离器11还通过蒸汽混合器1与所述两段式煤气发生炉2连接，从酚水蒸汽分离器11出来的酚水蒸气在蒸汽混合器1混合后，进入两段式煤气发生炉2炉膛内重新利用。除此之外，1-ML3.6两段式煤气发生炉煤气站中采用了内径为1600mm的酚水蒸发器，该蒸发器是采用换热管管径为159mm，换热管长度为5米，换热管共37根的技术方案。实践证明其也具有良好的含酚污水的处理能力。
实施例4
发生炉煤气站含酚污水处理装置，结构仍可参考图1、2所示，但与实施例3所不同的是：1-ML3.6两段式煤气发生炉煤气站中采用了内径为1400mm的酚水蒸发器，该蒸发器是采用换热管管径为159mm，换热管长度为4米，换热管共37根的技术方案。实践证明其也具有良好的含酚污水的处理能力。
应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有诸多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。
Claims (10)
1.发生炉煤气站含酚污水的处理工艺，其特征在于，将两段式煤气发生炉(2)产生的含酚污水经酚水蒸汽分离器(11)处理后送入酚水蒸发器(7)，在酚水蒸发器(7)的壳程流动，同时，将两段式煤气发生炉(2)产生的下段煤气送入酚水蒸发器(7)，在酚水蒸发器(7)的管程流动，利用下段煤气的余热，蒸发含酚污水，生成的酚水蒸气回收利用。
2.权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，两段式煤气发生炉(2)产生的含酚污水是指烟煤受热产生的酚水蒸汽和上段煤气的混合物经间接冷却器(4)冷凝之后形成的含酚污水。
3.权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，经间接冷却器(4)冷凝之后形成的含酚污水在打入酚水蒸汽分离器(11)处理之前还需在酚水池(5)中进行净化处理。
4.权利要求2或3所述的处理工艺，其特征在于，所述上段煤气的温度为80-120℃。
5.权利要求1-3任一所述的处理工艺，其特征在于，所述下段煤气温度为550-600℃。
6.实现权利要求1所述处理工艺的装置，其特征在于，包括两段式煤气发生炉(2)、间接冷却器(4)、酚水蒸发器(7)和酚水蒸汽分离器(11)，所述两段式煤气发生炉(2)的上段煤气出口通过管道与间接冷却器(4)和酚水蒸汽分离器(11)相连，所述酚水蒸发器(7)分为管程和壳程，管程设有煤气进口(16)和煤气出口(13)，壳程设有含酚污水进口(18)和酚水蒸汽出口(17)，所述含酚污水进口(18)和酚水蒸汽出口(17)通过管道与酚水蒸汽分离器(11)连接，所述两段式煤气发生炉(2)的下段煤气出口通过管道与酚水蒸发器(7)壳程的煤气进口(16)相连。
7.权利要求6所述的装置，其特征在于，所述间接冷却器(4)和酚水蒸汽分离器(11)之间还设有酚水池(5)。
8.权利要求6所述的装置，其特征在于，所述酚水蒸汽分离器(11)还通过蒸汽混合器(1)与所述两段式煤气发生炉(2)连接，从酚水蒸汽分离器(11)出来的酚水蒸气在蒸汽混合器(1)混合后，进入两段式煤气发生炉(2)炉膛内重新利用。
9.权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述酚水蒸发器(7)内径200-3000mm。
10.权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述酚水蒸发器(7)的换热管(15)的管径80-250mm，长度3-8m，数量10-100根。
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