CN104818033A - 一种低压连续造气用于干熄焦的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低压连续造气用于干熄焦的方法及其装置，属于焦化及煤化工领域造气技术领域，本发明将低压炉造出的水煤气送干熄焦装置，作为干熄焦冷却回收热量的气源。同时，煤气中的残存和漏入的氧气与焦炭进行氧化反应进一步提高煤气温度，在煤气温度逐步升高过程中，水煤气中的水蒸气与焦炭或焦粉反应生成煤气量也逐步增大，煤气温度越高，水蒸气与焦炭或焦粉反应生成的煤气也越多；此外，在干熄焦装置下部，设置一个煤气循环冷却系统，确保排出的焦炭被冷却到要求的温度。本发明解决传统干熄焦发电投资大、产生的微细焦粉污染环境以及低压造气水煤气中水蒸气潜热没有利用、造成浪费和污染环境等问题。
Description
技术领域
本发明属于焦化及煤化工领域造气技术领域。
背景技术
传统焦化干熄焦用惰性气体熄灭炽热红焦，同时回收红焦显热至锅炉产生蒸汽发电，采用的是惰性气体循环工艺，干熄焦回收热量产生大量的蒸汽，由于产生蒸汽量大，一般用来发电，而发电投资较大，传统干熄焦经济效益不明显，同时干熄焦摩擦过程产生大量的细小的焦粉，不便于收集，既浪费资源又影响环境。
水煤气低压连续造气是指采用煤或焦炭与氧气(空气)和蒸汽进行反应，通常在小于0.1MPa(G)压力情况下，连续制造水煤气。现有低压连续造气所产生的水煤气经除尘并换热产生蒸汽后，直接采用水喷淋对水煤气降温和除尘，水煤气中含有大量未反应的水蒸气潜热没有利用，而是在喷淋塔中冷凝，其放出的热量由洗涤水送凉水塔再通过水蒸发带走，由此造成能量和水浪费，同时煤气中有害物质也随凉水塔散发到空气中，造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的问题，提出低压连续造气用于干熄焦的工艺，从而解决传统干熄焦发电投资大、产生的微细焦粉污染环境以及低压造气水煤气中水蒸气潜热没有利用、造成浪费和污染环境等问题。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种低压连续造气用于干熄焦的方法，包括以下步骤：在低压造气炉中采用煤或焦炭与氧气和水蒸汽进行水煤气连续造气，造出的水煤气经过除尘后，直接或经过换热降温产生蒸汽后进入干熄焦塔中部，然后与来自干熄焦塔下部的循环煤气混合后进入干熄焦塔上部，在干熄焦塔上部，高温焦炭从干熄焦塔顶部加入，与水煤气逆向运动，高温焦炭从上部向下部运动并逐步降温，水煤气从中部向上部运动并逐步升温，同时水煤气中的氧气与焦炭进行氧化反应，水煤气中的水蒸汽与焦炭或焦粉反应生成煤气；在干熄焦塔下部，设置了一个煤气循环冷却系统，从干熄焦塔中部抽出煤气经过除尘换热降温产生蒸汽后得到所述循环煤气，再送入干熄焦塔底部，焦炭从中部向下运动过程中被循环煤气冷却；所述低压造气炉造出的水煤气在进入干熄焦塔前产生的所述蒸汽，以及煤气循环冷却系统从干熄焦塔抽出的煤气产生的所述蒸汽均送入低压造气炉供低压造气用；从干熄焦塔顶部出来的煤气经过除尘换热降温产生蒸汽后，然后再次精密除尘后，先进入热量回收换热器回收煤气中热量，再冷却到常温，最后进入到分离器分离掉冷凝水后送煤气系统。
作为选择，所述低压造气炉造出的水煤气经过旋风除尘后，当煤气温度小于等于500℃时直接进入干熄焦塔中部；当煤气温度大于于500℃时，进入蒸汽发生器与水换热产生蒸汽，水煤气降温到500℃以下进入干熄焦塔中部。
作为选择，所述煤气循环冷却系统的循环煤气从干熄焦塔中部抽出经过除尘进入蒸汽发生器产生蒸汽并被冷却到120℃，然后再经过风机送入干熄焦塔底部，所述循环煤气量大小确保排除焦炭温度满足要求。
作为选择，从干熄焦塔顶部出来的煤气经过除尘换热降温产生蒸汽后，返回一部分煤气与干熄焦下部循环煤气混合进入干熄焦塔底部。
上述方案中，返回煤气用以补充水煤气冷却干熄焦回收热量的不足。返回煤气气量根据造气炉产生的水煤气量来确定，水煤气量越大，返回煤气量越小，当水煤气量超过一定量后，足以满足冷却干熄焦回收热量时便不再返回煤气。
作为选择，从干熄焦塔顶部出来的煤气经过除尘换热降温产生的蒸汽可送入低压造气炉供低压造气用。
上述方案中，本发明相对传统惰性气体干熄焦技术，干熄焦副产蒸汽量有较大减少，此蒸汽可全部用于焦化和低压造气，故不需要建干熄焦发电装置，节省投资，同时多产煤气。
作为选择，所述精密除尘采用精密除尘器除掉其中携带的粉尘，除掉粉尘的煤气先进入热量回收换热器回收煤气中热量，再进入水冷器被冷却水冷却到常温，最后进入到分离器分离掉冷凝水后送煤气系统。
用于前述低压连续造气用于干熄焦的方法的装置，包括低压连续造气炉、干熄焦塔、旋风除尘器、第一二蒸汽发生器、重力除尘器、精密除尘器、热量回收换热器、水冷器和分离器，所述低压连续造气炉的水煤气出口经所述旋风除尘器与所述干熄焦塔中部连通；所述干熄焦塔顶部设有焦炭入料口，干熄焦塔底部设有焦炭出料口；所述干熄焦塔中部还设有循环煤气出口，所述循环煤气出口依次经过所述旋风除尘器、第一蒸汽发生器和风机后，与干熄焦塔底部的循环煤气入口连通，第一蒸汽发生器的蒸汽出口连通至低压连续造气炉的蒸汽入口；所述干熄焦塔顶部还设有煤气出口，所述煤气出口依次经过重力除尘器、第二蒸汽发生器、除尘器、风机、精密除尘器、热量回收换热器、水冷器后与分离器连通，分离器的煤气出口连接后续煤气系统。
作为选择，还包括第三蒸汽发生器，所述低压连续造气炉的水煤气出口依次经所述旋风除尘器、第三蒸汽发生器与所述干熄焦塔中部连通，第三蒸汽发生器的蒸汽出口可连通至低压连续造气炉的蒸汽入口。
作为选择，所述干熄焦塔顶部煤气出口经风机后还设有一支路连通至干熄焦塔底部的循环煤气入口。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案：如本发明，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
工作过程为：
其一，将低压炉造出的水煤气送干熄焦装置，作为干熄焦冷却回收热量的气源，在干熄焦塔内，高温焦炭与水煤气逆向运动，高温焦炭从上部向下部运动并逐步降温，水煤气从下部向上部运动并逐步升温。
其二，在前述换热回收热量的同时，煤气中的残存和漏入的氧气与焦炭进行氧化反应进一步提高煤气温度，在煤气温度逐步升高过程中，水煤气中的水蒸气与焦炭或焦粉反应生成煤气量也逐步增大，煤气温度越高，水蒸气与焦炭或焦粉反应生成的煤气也越多；此外，在干熄焦装置下部，设置一个煤气循环冷却系统，确保排出的焦炭被冷却到要求的温度。
其三，在前述两个环节的同时，水煤气中多余热量以及煤气循环冷却系统的循环煤气的热量，又可以被换热生产蒸汽送入低压造气炉供低压造气用。
由此，本发明结合焦化干熄焦和低压连续造气，取得了一举三得的效果。
此外，从干熄焦塔上部出来的煤气经过除尘后进入蒸汽发生器产生蒸汽，被冷却煤气再次除尘后由风机增压，对于水煤气量不足以满足冷却干熄焦回收热量时，增压后一部分煤气作为返回气与干熄焦下部循环气混合进入干熄焦塔下部，其余煤气进入精密除尘器除掉其中携带的粉尘。除掉粉尘的煤气先进入热量回收换热器回收煤气中热量，再进入水冷器被冷却水冷却到常温，最后进入到分离器分离掉冷凝水后送煤气系统。
本发明的有益效果：
(一)、水煤气中所含部分蒸汽与焦粉进行了气化反应，既回收了部分水蒸气，又得到更多煤气，同时减少干熄焦产生的细小焦粉。
(二)、在干熄焦中发生了部分蒸汽与焦粉的气化反应，该反应为吸热反应，使出干熄焦的煤气温度比传统干熄焦所采用的循环惰性气体温度低，且进入干熄焦煤气量比传统干熄焦循环气量少，这样使干熄焦副产蒸汽量有较大减少，此蒸汽可全部用于焦化和低压造气，故不需要建干熄焦发电装置，节省投资，同时多产煤气。
(三)、干熄焦后煤气经过精密除尘后，可进一步回收煤气中低位热，同时煤气中水蒸气冷凝水可回收，减少废水和废气排放。
附图说明
图1是本发明实施例1的装置流程示意图；
图2是本发明实施例2的装置流程示意图；
图中各数字序号仅用于标记区别，不代表顺序排列，其中R1为造气发生炉，T1为干熄焦塔，V1为分离器，X1-5为除尘器，E1-5为换热器，P1-2为增压机，1-22为管道。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
实施例1：
本实施例的低压连续造气用于干熄焦工艺流程如下：
流程如图1所示。本实施例低压连续造气炉R1出口水煤气流量～43600Nm3/h，温度～450℃，水煤气中含水汽～20％，进入经过旋风除尘器X1除掉大部分粉尘后进入到干熄焦塔T1中部。焦炭流量为100t/h，温度约1050℃，从干熄焦塔顶进入干熄焦塔T1内，高温焦炭在干熄焦塔T1上部经过与水煤气逆向运动，被冷却到～490℃后进入下部，在干熄焦塔T1下部，焦炭被循环气冷却到～155℃排除干熄焦塔T1。循环煤气从干熄焦塔T1中部抽出，温度～460℃，流量55000Nm3/h，经过旋风除尘器X2除掉粉尘，然后进入(第一)蒸汽发生器E1被冷却到～120℃，再经过风机P1与风机P2返回来的10000Nm3/h煤气混合后送入干熄焦塔T1底部，蒸汽发生器E1产生低压蒸汽～9t/h送低压连续造气炉R1。出干熄焦塔T1的煤气温度～820℃，流量～56600Nm3/h，煤气中含水汽～13％。出干熄焦塔T1煤气经过重力除尘器X3除去部分粉尘后进入(第二)蒸汽发生器E2，在蒸汽发生器E2中产生～22t/h中压蒸汽(可用于造气)，煤气被冷却到～180℃进入除尘器X4除掉部分粉尘，然后进入风机P2增压。增压后10000Nm3/h煤气返回干熄焦塔T1底部，剩余46600Nm3/h煤气进入精密除尘器X5除掉其中携带的细小粉尘，除掉粉尘的煤气先进入热量回收换热器E3回收煤气中热量，再进入水冷器E4被冷却水冷却到常温，最后进入到分离器V1分离掉冷凝水，分水后煤气流量为～41200Nm3/h，送后续系统。
实施例2：
本实施例的低压连续造气用于干熄焦工艺流程如下：
流程如图2所示。本实施例低压连续造气炉R1出口水煤气流量～56000Nm3/h，水煤气中含水汽～20％，经过旋风除尘器X1除掉大部分粉尘后进入(第三)蒸汽发生器E3(可产生中压蒸汽，可用于造气，也可外送)冷却到～400℃，然后进入到干熄焦塔T1中部。焦炭流量为100t/h，温度约1050℃，从干熄焦塔顶进入干熄焦塔T1内，高温焦炭在干熄焦塔T1上部经过与水煤气逆向运动，被冷却到～430℃后进入下部，在干熄焦塔T1下部，焦炭被循环气冷却到～160℃排除干熄焦塔T1。循环煤气从干熄焦塔T1中部抽出，温度～400℃，流量60000Nm3/h，经过旋风除尘器X2除掉粉尘，然后进入(第一)蒸汽发生器E1被冷却到～130℃，再经过风机P1增压后送入干熄焦塔T1底部，蒸汽发生器E1产生低压蒸汽～9t/h送造气炉。出干熄焦塔T1的煤气温度～800℃，流量～59000Nm3/h，煤气中含水汽～14％。出干熄焦煤气经过重力除尘器X3除去部分粉尘后进入(第二)蒸汽发生器E2，在蒸汽发生器E2中产生～23t/h中压蒸汽(可用于造气)，煤气被冷却到～180℃进入除尘器X4除掉部分粉尘，然后进入风机P2增压。增压后煤气进入精密除尘器X5除掉其中携带的细小粉尘，除掉粉尘的煤气先进入热量回收换热器E4回收煤气中热量，再进入水冷器E5被冷却水冷却到常温，最后进入到分离器V1分离掉冷凝水，分水后煤气流量为～51800Nm3/h，送后续系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种低压连续造气用于干熄焦的方法，其特征在于包括以下步骤：在低压造气炉中采用煤或焦炭与氧气和水蒸汽进行水煤气连续造气，造出的水煤气经过除尘后，直接或经过换热降温产生蒸汽后进入干熄焦塔中部，然后与来自干熄焦塔下部的循环煤气混合后进入干熄焦塔上部，在干熄焦塔上部，高温焦炭从干熄焦塔顶部加入，与水煤气逆向运动，高温焦炭从上部向下部运动并逐步降温，水煤气从中部向上部运动并逐步升温，同时水煤气中的氧气与焦炭进行氧化反应，水煤气中的水蒸汽与焦炭或焦粉反应生成煤气；在干熄焦塔下部，设置了一个煤气循环冷却系统，从干熄焦塔中部抽出煤气经过除尘换热降温产生蒸汽后得到所述循环煤气，再送入干熄焦塔底部，焦炭从中部向下运动过程中被循环煤气冷却；所述低压造气炉造出的水煤气在进入干熄焦塔前产生的所述蒸汽，以及煤气循环冷却系统从干熄焦塔抽出的煤气产生的所述蒸汽均送入低压造气炉供低压造气用；从干熄焦塔顶部出来的煤气经过除尘换热降温产生蒸汽后，然后再次精密除尘后，先进入热量回收换热器回收煤气中热量，再冷却到常温，最后进入到分离器分离掉冷凝水后送煤气系统。
2.如权利要求1所述的低压连续造气用于干熄焦的方法，其特征在于：所述低压造气炉造出的水煤气经过旋风除尘后，当煤气温度小于等于500℃时直接进入干熄焦塔中部；当煤气温度大于于500℃时，进入蒸汽发生器与水换热产生蒸汽，水煤气降温到500℃以下进入干熄焦塔中部。
3.如权利要求1所述的低压连续造气用于干熄焦的方法，其特征在于：所述煤气循环冷却系统的循环煤气从干熄焦塔中部抽出经过除尘进入蒸汽发生器产生蒸汽并被冷却到120℃，然后再经过风机送入干熄焦塔底部，所述循环煤气量大小确保排除焦炭温度满足要求。
4.如权利要求1所述的低压连续造气用于干熄焦的方法，其特征在于：从干熄焦塔顶部出来的煤气经过除尘换热降温产生蒸汽后，返回一部分煤气与干熄焦下部循环煤气混合进入干熄焦塔底部。
5.如权利要求1所述的低压连续造气用于干熄焦的方法，其特征在于：从干熄焦塔顶部出来的煤气经过除尘换热降温产生的蒸汽送入低压造气炉供低压造气用。
6.如权利要求1所述的低压连续造气用于干熄焦的方法，其特征在于：所述精密除尘采用精密除尘器除掉其中携带的粉尘，除掉粉尘的煤气先进入热量回收换热器回收煤气中热量，再进入水冷器被冷却水冷却到常温，最后进入到分离器分离掉冷凝水后送煤气系统。
7.一种用于权利要求1至6中任一权利要求所述低压连续造气用于干熄焦的方法的装置，其特征在于：包括低压连续造气炉、干熄焦塔、旋风除尘器、第一二蒸汽发生器、重力除尘器、精密除尘器、热量回收换热器、水冷器和分离器，所述低压连续造气炉的水煤气出口经所述旋风除尘器与所述干熄焦塔中部连通；所述干熄焦塔顶部设有焦炭入料口，干熄焦塔底部设有焦炭出料口；所述干熄焦塔中部还设有循环煤气出口，所述循环煤气出口依次经过所述旋风除尘器、第一蒸汽发生器和风机后，与干熄焦塔底部的循环煤气入口连通，第一蒸汽发生器的蒸汽出口连通至低压连续造气炉的蒸汽入口；所述干熄焦塔顶部还设有煤气出口，所述煤气出口依次经过重力除尘器、第二蒸汽发生器、除尘器、风机、精密除尘器、热量回收换热器、水冷器后与分离器连通，分离器的煤气出口连接后续煤气系统。
8.如权利要求7所述的低压连续造气用于干熄焦的装置，其特征在于：还包括第三蒸汽发生器，所述低压连续造气炉的水煤气出口依次经所述旋风除尘器、第三蒸汽发生器与所述干熄焦塔中部连通，第三蒸汽发生器的蒸汽出口连通至低压连续造气炉的蒸汽入口。
9.如权利要求7所述的低压连续造气用于干熄焦的装置，其特征在于：所述干熄焦塔顶部煤气出口经风机后还设有一支路连通至干熄焦塔底部的循环煤气入口。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190408 Address after: 610036 No. 30, 6th Floor, Unit 1, Building 4, Chadianzi Anrong Road, Jinniu District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee after: Sichuan Yuexin Dake New Energy Technology Co., Ltd. Address before: 610041 No. 2 Yuan Lane, Wuhou District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee before: Chengdu height Kodak Science and Technology Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170301 Termination date: 20200522 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |