CN105462617A - 制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备和方法，移动床气化炉有气化剂气体进口和煤气出口，设备有：煤气洗涤冷却器，有煤气进口和液体出口，煤气进口连通煤气出口；甲烷化汽包，有液体进口、气体出口、液体出口和气液混合物进口，甲烷化汽包液体进口连通煤气洗涤冷却器液体出口；甲烷化废热锅炉，有液体进口、气体出口和气液混合物出口，甲烷化废热锅炉液体进口连通甲烷化汽包液体出口，气液混合物出口连通气液混合物进口；蒸汽过热器，有气体进口和气体出口，蒸汽过热器气体进口连通甲烷化汽包气体出口，蒸汽过热器气体出口连通气化剂气体进口。本发明能在全系统正常运行时减少从动力蒸汽管网引入过热蒸汽量和减少送至污水装置的废水。

Description

制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备和方法

技术领域

本发明涉及煤气化领域，具体而言涉及制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备和方法。

背景技术

目前，移动床加压煤气化炉中所使用的过热蒸汽全部来自于动力蒸汽管网。该管网中的过热蒸汽大部分是由脱盐、脱氧水在甲烷化废热锅炉换热产生，少部分是由高压动力蒸汽通过汽轮机后抽取。由于管网中过热蒸汽的品质较高，会造成运行成本居高不下。此外，气化工艺过程中产生的大量废水需外送至污水装置，加大了处理量和运行成本。

发明内容

本发明旨在提供一种制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备和方法，减少从动力蒸汽管网引入的过热蒸汽量以及外送至污水装置的废水。

根据本发明的一个方面，提供了一种制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备，所述移动床气化炉具有气化剂气体进口和煤气出口，所述设备包括：煤气洗涤冷却器，其具有煤气进口和液体出口，所述煤气进口与所述移动床气化炉的煤气出口相连通；甲烷化汽包，其具有液体进口、气体出口、液体出口和气液混合物进口，所述甲烷化汽包的液体进口与所述煤气洗涤冷却器的液体出口相连通；甲烷化废热锅炉，其具有液体进口、气体出口和气液混合物出口，所述甲烷化废热锅炉的液体进口与所述甲烷化汽包的液体出口相连通，所述甲烷化废热锅炉的气液混合物出口与所述甲烷化汽包的气液混合物进口相连通；蒸汽过热器，其具有气体进口和气体出口，所述蒸汽过热器的气体进口分别与所述甲烷化汽包的所述气体出口和所述甲烷化废热锅炉的气体出口相连通，所述蒸汽过热器的气体出口与所述移动床气化炉的气化剂气体进口相连通。

这样，洗涤、冷却后产生的洗涤水部分或全部输送至甲烷化汽包和甲烷化废热锅炉并经蒸汽过热器形成移动床气化炉所需的过热蒸汽。此发明流程提高了洗涤水的利用率并减少废水排放量，同时无需向甲烷化废热锅炉引入脱盐、脱氧水，且移动床气化炉全面开车后一般情况下只需少量引用来自蒸汽管网的纯净过热蒸汽，减少运行成本。

在一个优选实施例中，所述煤气洗涤冷却器具有气体出口；所述设备还包括：气化废热锅炉，其包括具有气体进口和煤气出口的第一腔，所述第一腔的气体进口与所述煤气洗涤冷却器的气体出口相连通；煤气气液分离器，其具有气体进口和气体出口，所述煤气气液分离器的气体进口与所述第一腔的煤气出口相连通；煤气洗涤器，其具有气体进口和气体出口，所述煤气洗涤器的气体进口与所述煤气气液分离器的气体出口相连通；煤气分离器，其具有气体进口和液体出口，所述煤气分离器的气体进口与所述煤气洗涤器的气体出口相连通，所述煤气分离器的液体出口与所述甲烷化汽包的液体进口相连通。

这样，经煤气分离器排出的洗涤水被全部送至甲烷化汽包，经煤气洗涤冷却器排出的洗涤水被部分或全部送至甲烷化汽包，从而节约资源获得移动床气化炉所需过热蒸汽。

优选地，所述煤气分离器具有气体出口，所述甲烷化废热锅炉具有气体进口，所述煤气分离器的气体出口经过净化工序、甲烷化工序与所述甲烷化废热锅炉的气体进口相连通。

优选地，所述气化废热锅炉包括具有液体进口和液体出口的第二腔，所述第二腔的液体进口与煤气洗涤冷却器的液体出口相连通，所述第二腔的液体出口与所述甲烷化汽包的液体进口相连通。

优选地，连接至所述气化废热锅炉的第二腔的液体出口的管路与连接至所述煤气分离器的液体出口的管路并联至一总管路，所述总管路连接至所述甲烷化汽包的液体进口，在所述总管路上安装有泵。这样有助于将洗涤水送至甲烷化汽包。

优选地，甲烷化汽包具有间断和连续排污出口，排出的液体送气化工序煤气水分离设备。

根据本发明的另一个方案，提供一种制备移动床气化炉所需过热蒸汽的方法，包括以下步骤：将移动床气化炉产出的粗煤气送入煤气洗涤冷却器洗涤并降温；将所述煤气洗涤冷却器中形成的洗涤水部分或全部送入甲烷化汽包；将所述甲烷化汽包内形成的饱和蒸汽送入蒸汽过热器；将所述甲烷化汽包内的液体送入甲烷化废热锅炉换热，甲烷化废热锅炉所产生的气液混合物送回至所述甲烷化汽包；将甲烷化废热锅炉气体出口排出的甲烷化工艺气送入蒸汽过热器；将所述蒸汽过热器产生的过热蒸汽送入所述移动床气化炉。

这样，煤气分离器产生的全部洗涤水和由煤气洗涤冷却器洗涤后产生的部分或全部洗涤水输送至甲烷化汽包和甲烷化废热锅炉并经蒸汽过热器形成移动床气化炉所需的过热蒸汽，提高了洗涤水的利用率并减少废水排放量，同时无需向甲烷化废热锅炉引入脱盐、脱氧水作为形成移动床气化炉所需过热蒸汽的原料，且移动床气化炉全面开车后一般情况下只需少量引用来自蒸汽管网的纯净过热蒸汽，减少运行成本。

在一个优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：将所述煤气洗涤冷却器洗涤后的粗煤气送入气化废热锅炉的第一腔并降温，从而释放热量使所述第一腔内的液体生成低压蒸汽，而第一腔内的降温煤气送至煤气气液分离器；将所述煤气气液分离器分离出的煤气送入煤气洗涤器；将所述煤气洗涤器分离出的煤气送入煤气分离器；将所述煤气分离器分离出的洗涤水全部送入所述甲烷化汽包。

优选地，将所述煤气分离器分离出的煤气送净化工序、甲烷化工序经甲烷化反应后送入所述甲烷化废热锅炉并降温，从而释放热量使所述甲烷化废热锅炉内的液体换热。

优选地，将所述煤气洗涤冷却器中形成的洗涤水部分或全部送入甲烷化汽包包括以下步骤：将煤气洗涤冷却器中形成的洗涤水送入气化废热锅炉的第二腔；将所述第二腔内的洗涤水部分或全部送入所述甲烷化汽包。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备的示意图。

附图标记说明：

10、移动床气化炉；20、煤气洗涤冷却器；21、管路；22、管路；30、气化废热锅炉；31、第一腔；32、第二腔；33、管路；34、管路；40、煤气气液分离器；42、管路；50、煤气洗涤器；51、管路；60、煤气分离器；61、净化工序、甲烷化工序；62、管路；70、泵；80、甲烷化汽包；81、管路；82、管路；85、总管路；90、甲烷化废热锅炉；91、管路、92、管路；100、蒸汽过热器；110、管路；200、过热蒸汽；300、气化剂；400、气化剂混合器。

具体实施方式

现参考附图，详细说明本发明所公开制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备的示意性方案。在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“左”、“右”、“向上”、“向下”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

在本发明中的术语“约”或“大致”将会被本领域普通技术人员理解且将根据用到该术语的上下文在一定范围内变化。

本发明中所使用的术语“第一”、“第二”及其类似术语，在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

如图1所示，本发明提供了一种制备移动床气化炉所需过热蒸汽的设备，其中，移动床气化炉10具有气化剂气体进口和煤气出口。在气化工艺过程中，向移动床气化炉10引入混合了气化剂的蒸汽，随着工艺过程的进行，移动床气化炉10会产生粗煤气并从煤气出口排出。粗煤气经煤气洗涤冷却器20、气化废热锅炉30、煤气气液分离器40、煤气洗涤器50以及煤气分离器60分离后，煤气进入净化工序，然后送至甲烷化工序，经甲烷化汽包80、甲烷化废热锅炉90以及蒸汽过热器100处理后被送其它设备进一步处理后送至天然气管网。洗涤后的洗涤水经甲烷化汽包80、甲烷化废热锅炉90以及蒸汽过热器100处理后形成过热蒸汽送移动床气化炉10。

其中煤气洗涤冷却器20具有煤气进口、气体出口和液体出口。煤气洗涤冷却器20的煤气进口与移动床气化炉10的煤气出口相连通，使移动床气化炉10产生的粗煤气被接收进煤气洗涤冷却器20，在煤气洗涤冷却器20中利用冷却液使粗煤气降温并进行洗涤以去除粗煤气中所含有的大部分煤尘和焦油等杂质。洗涤后的粗煤气经煤气洗涤冷却器20的气体出口排出，粗煤气中会含有少量杂质和液体，而洗涤过程中形成的含尘、煤油气的洗涤水汇聚至煤气洗涤冷却器20的液体出口排出后被部分或全部输送给甲烷化汽包80、甲烷化废热锅炉90并最终经蒸汽过热器100形成移动床气化炉10所需的过热蒸汽。

气化废热锅炉30包括第一腔31和位于第一腔31下方的第二腔32。第一腔31具有位于其顶部的煤气出口和位于煤气出口下方的气体进口。第一腔31的气体进口通过管路21与煤气洗涤冷却器20的气体出口相连通，使经煤气洗涤冷却器20洗涤后的粗煤气通过管路21进入第一腔31后降温，其释放出来的热量被第一腔31内的液体吸收从而生成低压蒸汽，同时降温后的煤气由第一腔31的煤气出口排出。第二腔32具有液体进口和液体出口，其中液体进口通过管路22与煤气洗涤冷却器20的液体出口相连通，使被煤气洗涤冷却器20排出的洗涤水经输送管路22被接收容纳进第二腔32并经第二腔32的液体出口排出。

煤气气液分离器40具有气体出口和气体进口。气体进口通过管路33与气化废热锅炉30的第一腔31的煤气出口相连通。在第一腔31内降温的煤气被排入煤气气液分离器40进行气液分离，分离出的煤气向上经气体出口排出，这部分煤气仍会含有少量液体以及杂质。

煤气洗涤器50具有气体进口和气体出口。该气体进口通过管路42与煤气气液分离器40的气体出口相连通，使煤气气液分离器40内气液分离所得的煤气通过管路42被排入煤气洗涤器50中再一次洗涤除杂并气液分离，分离出的煤气(仍会含有少量液体)经煤气洗涤器50的气体出口排出。

煤气分离器60具有位于顶部的气体出口、位于底部的液体出口以及位于气体出口和液体出口之间的气体进口。煤气分离器60的气体进口与煤气洗涤器50的气体出口通过管路51相连通，使煤气洗涤器50内气液分离所得的煤气被接收进煤气分离器60中再次进行气液分离后所分离出的煤气向上经煤气分离器60的气体出口排出送净化工序、甲烷化工序。该煤气已经较为纯净，几乎不含液体和杂质；分离出的液体向下至煤气分离器60的液体出口排出。

从煤气分离器60排出的煤气经过净化工序、甲烷化工序61后被排入甲烷化废热锅炉90中并释放余热，从而完成甲烷化废热锅炉90内液体换热。

甲烷化汽包80具有位于顶部的气体出口、位于底部的液体出口以及位于气体出口和液体出口之间的液体进口、气液混合物进口。其中液体进口通过管路34、62分别与气化废热锅炉30的第二腔32的液体出口和煤气分离器60的液体出口相连通，从而接收来自气化废热锅炉30的第二腔32和煤气分离器60的洗涤水。甲烷化汽包80内形成的饱和蒸汽向上经气体出口排出，液体向下汇聚至液体出口。

优选地，连接至气化废热锅炉30的第二腔的液体出口的管路和连接至煤气分离器60的液体出口的管路并联至一总管路85，该总管路85连接至甲烷化汽包80的液体进口。在总管路85上安装泵70，有助于来自气化废热锅炉30的第二腔32和煤气分离器60的洗涤水更容易地被排入甲烷化汽包80。

此外，甲烷化汽包80优选竖直设置，便于液体更好地向位于下方的液体出口汇聚。优选地，甲烷化汽包80有间断和连续排污出口。排出的液体送气化工序煤气水分离设备。

甲烷化废热锅炉90具有气体进口、液体进口和气体出口和气液混合物出口。其中液体进口与甲烷化汽包80的液体出口通过管路82相连通，气液混合物出口与甲烷化汽包80的气液混合物进口通过管路91相连通，气体进口与煤气分离器60的气体出口通过净化工序、甲烷化工序61相连通。甲烷化废热锅炉90通过管路82接收甲烷化汽包80分离出的液体并使该液体换热，甲烷化后工艺气从其气体进口进入，从其气体出口排出。换热过程中产生的气液混合物通过管路91送回至甲烷化汽包80再次分离。而煤气分离器60排出的煤气通过净化工序、甲烷化工序61完成甲烷化后，进入甲烷化废热锅炉90，在甲烷化废热锅炉90内降温，从而释放热量完成液体在甲烷化废热锅炉90内的换热。

蒸汽过热器100具有两个气体进口和两个气体出口。其中第一个气体进口通过管路81与甲烷化汽包80的气体出口相连通，第二个气体进口通过管路92与甲烷化废热锅炉90的气体出口相连通，使蒸汽过热器100接收从甲烷化汽包80排出的饱和蒸汽以及甲烷化废热锅炉90排出的甲烷化工艺气并产生过热蒸汽。蒸汽过热器100的第一个气体出口通过管路110与移动床气化炉10的气化剂气体进口相连通，从而产生的过热蒸汽全部输送至移动床气化炉10以满足气化工艺所需。

当然，本领域技术人员也可以理解，煤气洗涤冷却器20产生的洗涤水和煤气气液分离器40所分离出的洗涤水也可以不经过气化废热锅炉30的第二腔32而直接通过管路送入甲烷化汽包80的液体进口。

下面对利用上述设备来制备移动床气化炉所需过热蒸汽的方法进行详细说明。该方法包括以下步骤：

在移动床气化炉10开车初期，从蒸汽管网引入少量中压过热蒸200用于移动床气化炉10的启动；

移动床气化炉10启动后在工艺过程中产生并排出粗煤气；

煤气进入煤气洗涤冷却器20进行洗涤除杂并降温；

在煤气洗涤冷却器20中洗涤后的煤气经管路21进入气化废热锅炉30的第一腔31，洗涤后的洗涤水经管路22进入气化废热锅炉30的第二腔32；

进入第一腔31内的煤气降温冷却，从而释放出热量使第一腔31内存蓄的液体形成低压蒸汽，第一腔31内的降温后煤气经管路33送至煤气气液分离器40；

煤气气液分离40分离出的煤气经管路42进入煤气洗涤器50进行再次洗涤除杂；

煤气洗涤器50分离出的煤气经管路51进入煤气分离器60并再次气液分离；

煤气分离器60分离出的液体向下汇聚并被排出，分离出的煤气经净化工序、甲烷化工序61后进入甲烷化废热锅炉90释放余热以完成甲烷化废热锅炉90中的液体换热；

气化废热锅炉30的第二腔32内的部分或全部洗涤水与煤气分离器60排出的全部洗涤水分别经管路34、62、85被泵70泵送进甲烷化汽包80；

甲烷化汽包80内形成的饱和蒸汽经其气体出口排出，液体经管路82进入甲烷化废热锅炉90换热；

甲烷化废热锅炉90内换热的甲烷化工艺气经其气体出口排出，产生的气液混合物被送回至甲烷化汽包80；

从甲烷化汽包80的气体出口排出的饱和蒸汽和从甲烷化废热锅炉90的气体出口排出的甲烷化工艺气分别经管路81、92进入蒸汽过热器100，在蒸汽过热器100内形成过热蒸汽后经管路110输送至气化剂混合器400并与气化剂300例如纯氧混合后被送入移动床气化炉10。

至此，全系统开车，可以将来自蒸汽管网的绝大部分过热蒸汽200退出。只有在个别情况下才需要适当补入蒸汽管网的过热蒸汽200，这样可以大幅度减少运行成本并实现对洗涤水的充分利用，减少排向污水处理装置的废水。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的设备，所述移动床气化炉(10)具有气化剂气体进口和煤气出口，其特征在于，所述设备包括：

煤气洗涤冷却器(20)，其具有煤气进口和液体出口，所述煤气进口与所述移动床气化炉(10)的煤气出口相连通；

甲烷化汽包(80)，其具有液体进口、气体出口、液体出口和气液混合物进口，所述甲烷化汽包(80)的液体进口与所述煤气洗涤冷却器(20)的液体出口相连通；

甲烷化废热锅炉(90)，其具有液体进口、气体出口和气液混合物出口，所述甲烷化废热锅炉(90)的液体进口与所述甲烷化汽包(80)的液体出口相连通，所述甲烷化废热锅炉(90)的气液混合物出口与所述甲烷化汽包(80)的气液混合物进口相连通；

蒸汽过热器(100)，其具有气体进口和气体出口，所述蒸汽过热器(100)的气体进口分别与所述甲烷化汽包(80)的所述气体出口和所述甲烷化废热锅炉(90)的气体出口相连通，所述蒸汽过热器(100)的气体出口与所述移动床气化炉(10)的气化剂气体进口相连通。

2.根据权利要求1所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的设备，其特征在于，所述煤气洗涤冷却器(20)具有气体出口；

所述设备还包括：

气化废热锅炉(30)，其包括具有气体进口和煤气出口的第一腔(31)，所述第一腔(31)的气体进口与所述煤气洗涤冷却器(20)的气体出口相连通；

煤气气液分离器(40)，其具有气体进口和气体出口，所述煤气气液分离器(40)的气体进口与所述第一腔(31)的煤气出口相连通；

煤气洗涤器(50)，其具有气体进口和气体出口，所述煤气洗涤器(50)的气体进口与所述煤气气液分离器(40)的气体出口相连通；

煤气分离器(60)，其具有气体进口和液体出口，所述煤气分离器(60)的气体进口与所述煤气洗涤器(50)的气体出口相连通，所述煤气分离器(60)的液体出口与所述甲烷化汽包(80)的液体进口相连通。

3.根据权利要求2所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的设备，其特征在于，所述煤气分离器(60)具有气体出口，所述甲烷化废热锅炉(90)具有气体进口，所述煤气分离器(60)的气体出口经过净化工序、甲烷化工序与所述甲烷化废热锅炉(90)的气体进口相连通。

4.根据权利要求2所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的设备，其特征在于，所述气化废热锅炉(30)包括具有液体进口和液体出口的第二腔(32)，所述第二腔(32)的液体进口与煤气洗涤冷却器(20)的液体出口相连通，所述第二腔(32)的液体出口与所述甲烷化汽包(80)的液体进口相连通。

5.根据权利要求4所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的设备，其特征在于，连接至所述气化废热锅炉(30)的第二腔(32)的液体出口的管路与连接至所述煤气分离器(60)的液体出口的管路并联至一总管路(85)，所述总管路(85)连接至所述甲烷化汽包(80)的液体进口，在所述总管路(85)上安装有泵(70)。

6.根据权利要求1所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的设备，其特征在于，甲烷化汽包(80)具有间断和连续排污出口，排出的液体送气化工序煤气水分离设备。

7.一种制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将移动床气化炉(10)产出的粗煤气送入煤气洗涤冷却器(20)洗涤并降温；

将所述煤气洗涤冷却器(20)中形成的洗涤水部分或全部送入甲烷化汽包(80)；

将所述甲烷化汽包(80)内形成的饱和蒸汽送入蒸汽过热器(100)；

将所述甲烷化汽包(80)内的液体送入甲烷化废热锅炉(90)换热，甲烷化废热锅炉所产生的气液混合物送回至所述甲烷化汽包(80)；

将甲烷化废热锅炉(90)气体出口排出的甲烷化工艺气送入蒸汽过热器(100)；

将所述蒸汽过热器(100)产生的过热蒸汽送入所述移动床气化炉(10)。

8.根据权利要求7所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述煤气洗涤冷却器(20)洗涤后的粗煤气送入气化废热锅炉(30)的第一腔(31)并降温，从而释放热量使所述第一腔(31)内的液体生成低压蒸汽，而第一腔(31)内的降温煤气送至煤气气液分离器(40)；

将所述煤气气液分离器(40)分离出的煤气送入煤气洗涤器(50)；

将所述煤气洗涤器(50)分离出的煤气送入煤气分离器(60)；

将所述煤气分离器(60)分离出的洗涤水全部送入所述甲烷化汽包(80)。

9.根据权利要求8所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述煤气分离器(60)分离出的煤气送净化工序、甲烷化工序经甲烷化反应后送入所述甲烷化废热锅炉(90)并降温，从而释放热量使所述甲烷化废热锅炉(90)内的液体换热。

10.根据权利要求7所述的制备移动床气化炉(10)所需过热蒸汽的方法，其特征在于，将所述煤气洗涤冷却器(20)中形成的洗涤水部分或全部送入甲烷化汽包(80)包括以下步骤：

将煤气洗涤冷却器(20)中形成的洗涤水送入气化废热锅炉(30)的第二腔(32)；

将所述第二腔(32)内的洗涤水部分或全部送入所述甲烷化汽包(80)。