CN105001920B - 一种循环流化床煤制燃气净化方法 - Google Patents

一种循环流化床煤制燃气净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种循环流化床煤制燃气净化方法,采用干法流程与湿法流程相结合的燃气净化工艺,燃气经旋风除尘和余热回收后送至干式除尘器,然后经燃气冷却器冷却后进入洗气塔洗气,两种流程的结合不仅使得燃气的洁净度大大提升,而且减少了洗水的消耗量。燃气冷凝水和洗气水根据杂质含量的不同分别处理,利用过滤除去燃气冷凝水中的颗粒物,利用汽提塔回收燃气冷凝水和洗气水中的氨,使得洗气水实现闭路循环。

Description

一种循环流化床煤制燃气净化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及燃气净化领域,具体为一种循环流化床煤制燃气净化方法。
背景技术
[0002] 工业燃气广泛应用于建材、冶金、化工等生产领域,为大量的工业生产过程提供所 需热量。以煤为原料通过煤气化或者煤热解方式生产工业燃气,符合我国的能源资源格局, 是我国工业燃气生产的主要途径。循环流化床热解或气化制取燃气的方式,在煤种适应性、 碳转化率、燃气清洁度以及经济技术指标等方面均优于其他煤气化或者热解技术,是未来 清洁燃气生产的主要方向。
[0003] 循环流化床床层温度高(900~1100°C),温度梯度小,燃气产物中煤炭低温热解产 物含量少,出气化炉的燃气中几乎不含酚,焦油、轻油的含量相对固定床造气大大减少。
[0004] 常用的循环流化床煤制燃气净化方法根据是否采用水洗塔分为干法流程和湿法 流程两大类。湿法流程中,燃气经旋风分离器除尘和余热锅炉回收热量后进入燃气冷却器, 降温后的燃气经脱硫后送至用户。干法流程中,燃气经除尘和余热回收后,利用布袋除尘器 除尘,然后送至燃气冷却器冷却,冷却后的燃气经脱硫后送至用户。
[0005] 湿法流程需要消耗大量的一次水,且洗气水中颗粒物、氨浓度较高;干法流程无洗 气水产生,但是燃气中颗粒物和氨含量高于湿法流程。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种循环流化床煤制燃气净化方法,采用干法为主,湿法为 辅的净化流程,不仅使燃气清洁程度大大提高,而且使得颗粒物与氨在洗气水中依次富集, 分别处理,实现洗水的全部回用。
[0007] 本发明的技术方案是:一种循环流化床煤制燃气净化方法,其特征如下:
[0008] (1)高温燃气依次经过两级旋风分离器进行除尘分离后,进入余热锅炉进行余热 回收,经过余热回收的燃气依次经过干法除尘器、燃气冷却器、洗气塔后,进入脱硫系统,出 脱硫系统的燃气送至用户。
[0009] (2)经干法除尘的燃气在燃气冷却器中采用直接喷淋和间接换热相结合的方式进 行冷却,燃气冷凝水进入澄清槽,含尘量高的澄清槽底液用澄清槽底栗送入过滤系统进行 过滤,滤液返回澄清槽,澄清槽清液用清液栗送至汽提塔脱氨。
[0010] (3)来自澄清槽的燃气冷凝水进入洗气塔上部,洗气塔底部出来的洗气水进入汽 提塔中部,在汽提塔内利用蒸汽汽提脱除其中的氨,汽提塔底液用汽提塔底栗送入洗气塔 或者燃气冷却器进行循环,部分水送出界外。
[0011]上述的高温燃气,是指煤在循环流化床内气化或者热解产生的燃气,出循环流化 床的燃气温度为800~1100°C,压力为10~lOOkPaG,含尘量10~100kg/Nm3,含NH3量1~15g/ Nm3,几乎不含焦油和酚类物质。
[0012]上述的两级旋风分离器采用耐火浇注料衬里,旋风分离器分离出的煤炭颗粒、粉 尘返回循环流化床本体。出旋风分离器的燃气中含尘量为1~l〇〇g/Nm3。
[0013] 上述的余热锅炉为立式锅炉,从上到下设置蒸汽过热段、蒸气发生段和预热段,副 产蒸汽压力为1.0~9.8MPaG,可以根据需要进行调节。燃气在余热锅炉内降温至200~300 °C,部分粉尘颗粒会在锅炉下部沉积,锅炉下部设置蒸气吹扫口,定期对锅炉进行清灰处 理。
[0014] 上述的干式除尘器为布袋除尘器或者静电除尘器,燃气经干式除尘器后含尘量降 为10~100mg/Nm3,干式除尘器分离的颗粒、粉尘作为废固送出。
[0015] 上述的燃气冷却器为直接喷淋冷却与循环冷却水间接冷却相结合的冷却器,燃气 经冷却至30~60°C,直接喷淋冷却采用来自汽提塔塔底的循环回水作为喷淋介质,间接冷 却采用循环冷却水或者脱盐水作为冷却介质。
[0016] 上述的澄清槽为锥底开式或闭式容器,澄清槽中加入絮凝剂以增进颗粒物质的沉 淀。
[0017] 上述过滤机为转筒真空过滤机或者板框式过滤机,滤布表面预涂助滤剂,以增加 过滤机对细微颗粒的过滤效果。
[0018] 上述洗气塔设置两段或者两段以上喷淋设施,采用汽提塔塔底的循环回水、燃气 冷凝水或者循环冷却水作为喷淋介质,洗气塔的操作压力10~50kPaG。
[0019] 上述汽提塔为板式塔,燃气冷凝水进入汽提塔中部,洗气水进入汽提塔顶部,蒸汽 由汽提塔底部通入,塔底的水通过汽提塔塔底栗循环回流到燃气冷却器和洗气塔。
[0020] 上述燃气脱硫系统为湿法脱硫、干法脱硫或者两者的结合形式。
[0021] 本发明优于现有技术的主要特点为:
[0022] (1)采用干法流程与湿法流程相结合的方法,确保燃气产品的清洁度高于现有流 程。经过干法除尘器的燃气中粉尘、颗粒浓度下降,可以大幅减少喷淋所需的洗水量。
[0023] (2)在燃气冷却器中利用直接喷淋及间接换热方式使燃气中的水蒸气成分全部冷 凝,燃气中的粉尘颗粒在燃气冷凝水中富集,通过澄清过滤从燃气冷凝水中分离出来。
[0024] (3)燃气冷凝水及洗气塔底液中含有大量氨,送入汽提塔进行汽提脱氨可以将其 中的氨分离出来,生产氨水产品。
[0025] ⑷燃气净化过程中副产蒸汽压力可调范围宽,增加装置的灵活性。
附图说明
[0026] 图1是本发明一种循环流化床煤制燃气净化方法示意图。
[0027] 图中,一级旋风分离器(1),二级旋风分离器(2),余热锅炉(3),干式除尘器(4),燃 气冷却器(5),洗气塔(6),脱硫系统(7),澄清槽⑶,过滤系统(9),汽提塔(10),澄清槽底栗 (11),清液栗(12),洗气塔底栗(13),汽提塔底栗(14)。
具体实施方式
[0028] 本发明的一种实施例见图1,来自循环流化床的高温燃气依次经过两级旋风分离 器(1,2)进行除尘分离后,进入余热锅炉(3)进行余热回收,经过余热回收的燃气依次经过 干式除尘器⑷、燃气冷却器(5)、洗气塔(6)后,进入脱硫系统(7),出脱硫系统的燃气送至 用户。燃气在燃气冷却器⑶中采用直接喷淋和间接换热相结合的方式进行冷却,燃气冷凝 水进入澄清槽(8),含尘量高的澄清槽底液用澄清槽底栗(11)送入过滤系统(9)进行过滤, 滤液返回澄清槽,澄清槽清液送至汽提塔(10)脱氨。澄清槽的燃气冷凝水用清液栗(12)送 入洗气塔(10)上部,洗气塔底部出来的洗气水用洗气塔底栗(13)送入汽提塔中部,在汽提 塔内利用蒸汽汽提脱除其中的氨。汽提塔底液用汽提塔底栗(14)送入洗气塔(6)或者燃气 冷却器⑶进行循环,部分水送出界外。
[0029] 应用本发明的一个实际案例如下,来自循环流化床的燃气温度860°C,压力 44kPaG,含NH 3 2300mg/Nm3,含H2S 4200mg/Nm3,经过本专利所述燃气净化装置时,燃气中的 杂质含量见下表:
[0030]
Figure CN105001920BD00051
[0031] 循环洗水量只有湿法流程的20%,汽提塔塔顶富氨气体用来生产10%氨水产品, 氨的回收率可达80%。应用本发明所述的流程,燃气产品在清洁性方面有较大提升,循环回 水量减少,汽提氨用来生产副产品,流程整体性能得到提升。
[0032]以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技 术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术 方案的保护范围内。

Claims (9)

1. 一种循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是: (1) 高温燃气依次经过两级旋风分离器(1、2)进行除尘分离后,进入余热锅炉(3)进行 余热回收,经过余热回收的燃气依次经过干法除尘器⑷、燃气冷却器(5)、洗气塔(6)后,进 入脱硫系统(7),出脱硫系统的燃气送至用户; (2) 经干法除尘的燃气在燃气冷却器(5)中采用直接喷淋和间接换热相结合的方式进 行冷却,燃气冷凝水进入澄清槽(8),含尘量高的澄清槽底液用澄清槽底栗(11)送入过滤系 统⑶进行过滤,滤液返回澄清槽(8),澄清槽清液用清液栗(12)送至汽提塔(10)脱氨; (3) 来自澄清槽(8)的燃气冷凝水进入洗气塔(6)上部,洗气塔底部出来的洗气水用洗 气塔底栗(13)进入汽提塔(10)中部,在汽提塔内利用蒸汽汽提脱除其中的氨,汽提塔底液 用汽提塔底栗(14)送入洗气塔(6)或者燃气冷却器(5)进行循环,部分水送出界外。
2. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:两级旋风分离器(1、 2)采用耐火浇注料衬里,旋风分离器分离出的煤炭颗粒、粉尘返回循环流化床本体,出旋风 分离器的燃气中含尘量为1~l〇〇g/Nm 3。
3. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:余热锅炉(3)为立式 锅炉,从上到下设置蒸汽过热段、蒸气发生段和预热段,副产蒸汽压力为1.0~9.8MPaG,可 以根据需要进行调节,锅炉下部设置蒸气吹扫口,燃气在余热锅炉内降温至200~300°C。
4. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:燃气冷却器(5)为直 接喷淋冷却与循环冷却水间接冷却相结合的冷却器,燃气经冷却至30~60°C,直接喷淋冷 却采用来自汽提塔(10)塔底的循环回水作为喷淋介质,间接冷却采用循环冷却水或者脱盐 水作为冷却介质。
5. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:澄清槽(8)为锥底开 式或闭式容器,澄清槽中加入絮凝剂以增进颗粒物质的沉淀。
6. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:过滤系统(9)中的过 滤机为转筒真空过滤机或者板框式过滤机,滤布表面预涂助滤剂。
7. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:洗气塔(6)设置两段 或者两段以上喷淋设施,采用汽提塔(10)塔底的循环回水、燃气冷凝水或者循环冷却水作 为喷淋介质,洗气塔(6)的操作压力10~50kPaG。
8. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:汽提塔(10)为板式 塔,燃气冷凝水进入汽提塔中部,洗气水进入汽提塔顶部,蒸汽由汽提塔底部通入,塔底的 水通过汽提塔塔底栗(14)循环回流到燃气冷却器(5)和洗气塔(6)。
9. 如权利要求1所述的循环流化床煤制燃气净化方法,其特征是:干式除尘器(4)为布 袋除尘器或者静电除尘器,燃气经干式除尘器后含尘量降为10~l〇〇mg/Nm 3,干式除尘器分 离的颗粒、粉尘作为废固送出。
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