CN107674696A - 一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺，通过引入离心分离，将尘和焦油进一步分离，以提升焦油的品质，且得到的焦油渣进一步通过热解和炭化，不但回收了焦油渣中的焦油，最终得到的干燥煤粉和碳粉中焦油含量≤2wt％，该煤粉和碳粉混合物直接送往锅炉燃烧。通过上述过程，不但解决了现有含尘焦油返炉中存在易堵塞的问题，而且通过离心分离技术和热解炭化技术的引入，实现了含尘焦油的全部利用，且在整个处理过程中全称密闭，解决了环保问题，最终实现了含尘焦油的高效和环保处理和利用，提供一条具有工业化前景的工艺路线。

Description

一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺

技术领域

本发明属于煤化工领域，具体涉及一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺。

技术背景

固定床碎煤加压气化技术具有煤种适应性强、技术成熟和能耗低等优点，在煤化工中具有广泛应用。固定床碎煤加压气化技术包括干燥、干馏、气化和燃烧四个步骤，故煤经气化后除产生合成气外，还可以副产大量焦油、中油、石脑油和酚等副产品，进而实现了煤的分质利用。虽然碎煤加压气化技术具有上述诸多优点，但是在副产品的分离提纯和再利用过程中仍存在许多问题，尤其是含尘焦油焦油的处理技术仍存在巨大的缺陷。在工业生产过程中，副产的焦油主要是通过重力沉降与废水分离获得，得到的含尘焦油成分及其复杂，其中固体粉尘含量大，流动性差，极难处理。且煤气化产生的含尘焦油已被2016年颁布的《国家危险废物名录》中列为危废，进一步增大了其的外送成本，进而限制了固定床碎煤加压气化技术的进一步推广和应用，故针对碎煤加压气化含尘焦油的新型技术的开发成为煤化工企业的必须面对的课题。

在原鲁奇气化碎煤加压气化工艺中是通过将含尘加油返炉的方式加以处理。但在实际生产运行中发现，由于焦油中尘含量过大，导致含尘焦油的流动性极差，焦油返炉管线和输送泵极易发生堵塞和损坏，尤其是在液态排渣的固定床碎煤加压气化(BGL)技术产生的含尘焦油，其焦油中的尘含量高达45wt％以上，更加难以实现返炉。目前，现有的煤化工企业对含尘焦油的处理大多采用送往锅炉掺烧、厂区堆放蒸干后外送处理、事故池存储蒸干后外送处理等粗放型的处理办法，其中含尘焦油送往锅炉掺烧时，由于含尘焦油的粘度较高，不但使得粉煤机易发生堵塞，且焦油气化过程难以燃烧完全，挥发的焦油大部分进入锅炉烟道气系统，进行影响烟道气的脱硫和脱硝；而通过堆积在厂区或存放在事故池蒸干后外送处理，由于是开放式的处理，会造成厂区的恶臭，进而造成恶劣的环境污染。

中国专利CN 105327550A提供了一种粗煤焦油除尘净化装置及方法，该方法通过反冲洗过滤器腔内的滤芯过滤和反冲洗来实现含尘焦油中油和尘的连续分离，再将反冲洗后的油渣通过离心机进行固液分离，得到焦油和油膏，油膏进行循环溶剂抽提后再经过滤和干燥得到干燥的油渣。该工艺基本可以完成含尘焦油中油尘的分离，且可以保证较高的焦油回收率，但是由于含尘焦油的流动性差、成分复杂，其采用滤芯过滤的方式分离焦油中的油和尘很容易导致滤芯的污堵，且需通过反冲洗再生，操作繁琐；对油膏进行溶剂抽提，引入溶剂，增加了处理成本，且易对环境造成二次污染。

中国专利CN 203079912U提供了一种含尘煤焦油的分离设备，通过闪蒸槽、焦油分离器和三相分离机来实现含尘煤焦油的分离，该方法引入三相离心机，希望将油、水、尘同时分离，但仅通过三相离心机很难实现三者的有效分离，分离出的焦油渣中的焦油含量仍高达40wt％以上，该方法未对焦油渣进行处理。

高含尘焦油的处理已经成为目前煤化工产业污染控制的难点之一，开发一种具有处理效果好、处理成本低和节能环保型的高含尘焦油的综合处理工艺，具有重要的经济和社会意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理效果好、处理费用低和环境污染小的固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺。

为达上述目的，发明人首先通过对众多的焦油返炉工艺和返炉的运行情况进行了考察和分析，并结合多年的工程经验提出了一种通过在含尘焦油中配入一定量的水来增大流动性的方案，然后经过大量的小试和侧线试验，研究了水含量对含尘焦油流动性和返炉燃烧性能的影响，并通过长周期运行发现，随着返炉的进行，返炉的含尘焦油会在气化炉煤层上方形成保护层，限制了气化过程中粉尘的溢出，进而降低了焦油中尘的含量，最终利用实验数据并通过大量的模拟计算，开发出更加可行的焦油返炉方案；在焦油返炉过程中为了防止含尘焦油堵塞设备和管道，增加了焦油循环，并通过大量的模拟计算和侧线试验，确定了最佳的循环比；最后通过实验发现，虽然通过焦油返炉可以降低含尘焦油中尘的含量，但当含尘焦油中的尘降低到一定程度后不在变化，为进一步降低焦油中的尘含量，发明人结合多年的工程经验进一步引入离心分离，将尘和焦油进一步分离，以提升焦油的品质，且得到的焦油渣进一步通过热解和炭化，不但回收了焦油渣中的焦油，最终得到的干燥煤粉和碳粉中焦油含量≤2wt％，该煤粉和碳粉混合物直接送往锅炉燃烧。通过上述过程，不但解决了现有含尘焦油返炉中存在易堵塞的问题，而且通过离心分离技术和热解炭化技术的引入，实现了含尘焦油的全部利用，且在整个处理过程中全称密闭，解决了环保问题，最终实现了含尘焦油的高效和环保处理和利用，具有重要的经济和社会意义。为含尘焦油的处理提供一条具有工业化前景的工艺路线。

为达上述目的，本发明的技术具体工艺路线如下：

(1)将初焦油分离器底部的含尘焦油通入含尘含尘焦油搅拌槽中，同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘含尘焦油搅拌槽，调整含尘含尘焦油搅拌槽中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量≤10wt％，并通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘含尘焦油搅拌槽内的含尘焦油与水的混合物进入两相离心机内，通过两相离心机，将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机排入储料仓中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽中，再由焦油输送泵送至油水分离器中；

(3)在油水分离器中进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油第一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，第二部分通过焦油循环泵加压至4.0-4.5MPa后，其中一部分通过返炉循环管线送往气化装置，另一部分返回至油水分离器中；

(4)来自储料仓的焦油渣经液压输送泵密闭输送至热解反应釜中进行热解和炭化反应，热解反应釜的热量由来自热风炉中燃料与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜顶部排出，并进入旋风除尘器中进行除尘，热解反应釜产生的煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器分离出的煤粉混合导入冷渣机中冷却后，送至锅炉煤仓掺煤燃烧；

(5)经旋风除尘器除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器冷却至40-70℃后送入油水回收槽中，焦油和水的液相自油水回收槽底部排出后经与油水缓冲槽底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵混合送入油水分离器中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽顶部排出后经不凝气鼓风机送至热风炉中，并在热风炉中与燃料和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐后从热解反应器夹套下部进入夹套中；

(6)来自烟气缓冲罐的热烟气与热解反应釜进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜夹套上部排出，送入电捕除尘器中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

如上所述本发明适用于初焦油分离器底部排出的含尘量高的含尘焦油的处理，其处理前的质量组成为：焦油40-60wt％，水5-30wt％，尘20-50wt％；

如上所述，以上循环焦油返炉流程建立完成并运行稳定后，气化装置产生的含尘焦油中的尘含量逐渐降低，可降低进入含尘焦油搅拌槽的水量，当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于10wt％时，含尘焦油搅拌槽中不再配入煤气水；

如上所述步骤(3)中的焦油通过返炉循环管线送往气化装置运行后，当初焦油分离器分离出的含尘焦油中尘含量波动值≤3wt％时，可认为整个返炉系统达到稳定状态。

如上所述含尘焦油搅拌槽采用螺线型搅拌槽、锚式搅拌槽、螺旋桨搅拌槽、涡轮搅拌槽中的一种，其叶轮采用高硬耐磨材料制成，控制搅拌速率为30～100r/min；

如上所述两相离心机采用连续过滤式离心机、连续沉降式离心机或连续沉降—过滤式离心机中的一种，离心机分离因数α为：3000＜α＜5000；

如上所述含少量水的焦油在油水分离器中的停留时间为2-6h；

如上所述通过焦油循环泵经返炉循环管线返回油水分离器的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为1～4；

如上所述通过焦油循环泵的焦油，其中送往气化炉和返回油水分离器的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为2-10；

如上所述的热解反应釜反应温度为450-650℃，反应时间为20-80min，反应釜内真空度40～80KPa；如上所述热解反应釜产生的脱干煤粉和碳粉的混合物，其特征为：含水率≤1wt％、含油率小于≤2wt％；

如上所述旋风除尘器采用高效旋风除尘器，其入口气流速度控制在10-25m/s，除尘效率大于95％；

如上所述冷渣机通过脱盐水进行换热冷却，将干煤粉冷却至50-90℃后，通过螺旋输送或风力输送至锅炉燃烧；

如上所述燃料为固体燃料、液体燃料或气体燃料中的一种或几种，其中固体燃料为煤、焦炭，液体燃料为柴油、重油，气体燃料为煤气、天然气；

本发明与现有技术相比，有益效果是：

(1)采用本发明工艺进行焦油返炉可以彻底解决含尘焦油返炉困难的问题，通过返炉可以提高整个气化炉的碳转化率，提高能量利用率；

(2)本发明工艺将含尘焦油中分离出的干煤粉送至锅炉燃烧，可降低粉煤锅炉燃料煤消耗，回收的焦油可一部分返回气化炉，一部分作为产品外售，使煤气水分离装置产生的含尘焦油得到合理利用，降低生产成本，并能产生一定的经济效益；

(3)本发明工艺具有节能、环保的特点，符合国家产业政策，采用热解分离技术进行含尘焦油的资源化处理，整个处理过程无任何环保风险，而且处置彻底，对改善生产厂区的环境具有重要意义，自热解反应釜排出的热解油气、热解废渣产品带出的热量都得到有效的循环利用。

附图说明

附图1是本发明工艺的流程图

由图1所示，1是初焦油分离器，2是含尘含尘焦油搅拌槽，3是油水分离器，4是焦油循环泵，5是油水缓冲槽，6是焦油输送泵，7是离心机，8是料仓，9是液压输送泵，10是热解反应炉，11是旋风除尘器，12是冷渣机，13是油气冷凝器，14是油水回收槽，15不凝气鼓风机，16是热风炉，17是烟气缓冲罐，18是电捕除尘器，19是尾气鼓风机。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明，但不应该将此理解为本发明的范围仅限于上述实施例。

实施例1

(1)来自初焦油分离器1底部的含尘焦油，其质量组成为焦油40wt％，水10wt％，尘50wt％，排入含尘含尘焦油搅拌槽2中，含尘含尘焦油搅拌槽2采用螺线型搅拌槽，其叶轮采用高硬耐磨材料制成，控制搅拌速率为100r/min；同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘含尘焦油搅拌槽2，调整含尘含尘焦油搅拌槽2中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量10wt％，通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘含尘焦油搅拌槽2内的含尘焦油与水的混合物进入连续过滤式两相离心机7内，离心机分离因数α为3000，通过两相离心机7将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机7排入储料仓8中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽5中，再由焦油输送泵6送至油水分离器3中。

(3)含少量水的焦油在油水分离器3中停留2h进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，另一部分通过焦油循环泵4加压至4.5MPa后通过返炉循环管线送往气化装置和返回至油水分离器3中，其中，送往气化炉和返回油水分离器3的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为10，返回油水分离器3的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为4。

(4)来自储料仓8的焦油渣经液压输送泵9密闭输送至热解反应釜10中进行热解和炭化反应，热解反应釜10的反应温度为650℃，反应时间为80min，反应釜内真空度80KPa；反应釜10的热量由来自热风炉16中燃料煤与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜10中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜10顶部排出，并进入高效旋风除尘器11中进行除尘，高效旋风除尘器11入口气流速度控制在10m/s，除尘效率为96％；热解反应釜10产生的煤粉和碳粉混合物中含水率为0.8wt％、含油率为1.6wt％，煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器11分离出的煤粉混合导入通过脱盐水换热冷却的冷渣机12中冷却至90℃后，通过螺旋输送至锅炉煤仓掺煤燃烧。

(5)经旋风除尘器11除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器13冷却至70℃后送入油水回收槽14中，焦油和水的液相自油水回收槽14底部排出后经与油水缓冲槽5底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵6混合送入油水分离器3中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽14顶部排出后经不凝气鼓风机15送至热风炉16中，并在热风炉16中与燃料气和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐17后进入热解反应器10中。

(6)来自烟气缓冲罐17的热烟气与热解反应釜10进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜10的夹套中排出，送入电捕尘除器18中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机19送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

(7)整个焦油返炉系统运行后，当初焦油分离器分离出的含尘焦油中尘含量波动值≤3wt％时，整个返炉系统达到稳定状态，气化装置产生的含尘焦油中的尘含量逐渐降低，此时可降低进入含尘焦油搅拌槽2的水量，当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于15wt％时，含尘焦油搅拌槽中不再配入煤气水。

实施例2

(1)来自初焦油分离器1底部的含尘焦油，其质量组成为焦油40wt％，水20wt％，尘40wt％，排入含尘含尘焦油搅拌槽2中，含尘含尘焦油搅拌槽2采用锚式搅拌槽，其叶轮采用高硬耐磨材料制成，控制搅拌速率为80r/min；同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘含尘焦油搅拌槽2，调整含尘含尘焦油搅拌槽2中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量9.3wt％，通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘含尘焦油搅拌槽2内的含尘焦油与水的混合物进入连续过滤式两相离心机7内，离心机分离因数α为3500，通过两相离心机7将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机7排入储料仓8中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽5中，再由焦油输送泵6送至油水分离器3中。

(3)含少量水的焦油在油水分离器3中停留3h进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，另一部分通过焦油循环泵4加压至4.4MPa后通过返炉循环管线送往气化装置和返回至油水分离器3中，其中，送往气化炉和返回油水分离器3的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为8，返回油水分离器3的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为3。

(4)来自储料仓8的焦油渣经液压输送泵9密闭输送至热解反应釜10中进行热解和炭化反应，热解反应釜10的反应温度为600℃，反应时间为60min，反应釜内真空度70KPa；反应釜10的热量由来自热风炉16中燃料焦炭与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜10中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜10顶部排出，并进入高效旋风除尘器11中进行除尘，高效旋风除尘器11入口气流速度控制在15m/s，除尘效率为96％；热解反应釜10产生的煤粉和碳粉混合物中含水率为0.8wt％、含油率为1.6wt％，煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器11分离出的煤粉混合导入通过脱盐水换热冷却的冷渣机12中冷却至80℃后，通过螺旋输送至锅炉煤仓掺煤燃烧。

(5)经旋风除尘器11除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器13冷却至60℃后送入油水回收槽14中，焦油和水的液相自油水回收槽14底部排出后经与油水缓冲槽5底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵6混合送入油水分离器3中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽14顶部排出后经不凝气鼓风机15送至热风炉16中，并在热风炉16中与燃料气和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐17后进入热解反应器10中。

(6)来自烟气缓冲罐17的热烟气与热解反应釜10进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜10的夹套中排出，送入电捕除尘器18中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机19送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

(7)整个焦油返炉系统运行后，当初焦油分离器分离出的含尘焦油中尘含量波动值≤3wt％时，整个返炉系统达到稳定状态，气化装置产生的含尘焦油中的尘含量逐渐降低，此时可降低进入含尘焦油搅拌槽2的水量，当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于15wt％时，含尘焦油搅拌槽中不再配入煤气水。

实施例3

(1)来自初焦油分离器1底部的含尘焦油，其组成为焦油50％，水20％，尘30％，排入含尘含尘焦油搅拌槽2中，含尘含尘焦油搅拌槽2采用螺旋桨搅拌槽，其叶轮采用高硬耐磨材料制成，控制搅拌速率为60r/min；同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘含尘焦油搅拌槽2，调整含尘含尘焦油搅拌槽2中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量8.4wt％，通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘含尘焦油搅拌槽2内的含尘焦油与水的混合物进入连续沉降式两相离心机7内，离心机分离因数α为4000，通过两相离心机7将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机7排入储料仓8中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽5中，再由焦油输送泵6送至油水分离器3中。

(3)含少量水的焦油在油水分离器3中停留4h进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，另一部分通过焦油循环泵4加压至4.3MPa后通过返炉循环管线送往气化装置和返回至油水分离器3中，其中，送往气化炉和返回油水分离器3的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为6，返回油水分离器3的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为2。

(4)来自储料仓8的焦油渣经液压输送泵9密闭输送至热解反应釜10中进行热解和炭化反应，热解反应釜10的反应温度为550℃，反应时间为40min，反应釜内真空度60KPa；反应釜10的热量由来自热风炉16中燃料柴油与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜10中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜10顶部排出，并进入高效旋风除尘器11中进行除尘，高效旋风除尘器11入口气流速度控制在20m/s，除尘效率为97％；热解反应釜10产生的煤粉和碳粉混合物中含水率为0.9wt％、含油率为1.8wt％，煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器11分离出的煤粉混合导入通过脱盐水换热冷却的冷渣机12中冷却至70℃后，通过螺旋输送至锅炉煤仓掺煤燃烧。

(5)经旋风除尘器11除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器13冷却至50℃后送入油水回收槽14中，焦油和水的液相自油水回收槽14底部排出后经与油水缓冲槽5底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵6混合送入油水分离器3中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽14顶部排出后经不凝气鼓风机15送至热风炉16中，并在热风炉16中与燃料气和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐17后进入热解反应器10中。

(6)来自烟气缓冲罐17的热烟气与热解反应釜10进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜10的夹套中排出，送入电捕除尘器18中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机19送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

(7)整个焦油返炉系统运行后，当初焦油分离器分离出的含尘焦油中尘含量波动值≤3wt％时，整个返炉系统达到稳定状态，气化装置产生的含尘焦油中的尘含量逐渐降低，此时可降低进入含尘焦油搅拌槽2的水量，当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于15wt％时，含尘焦油搅拌槽中不再配入煤气水。

实施例4

(1)来自初焦油分离器1底部的含尘焦油，其质量组成为焦油50wt％，水30wt％，尘20wt％，排入含尘含尘焦油搅拌槽2中，含尘含尘焦油搅拌槽2采用涡轮搅拌槽，其叶轮采用高硬耐磨材料制成，控制搅拌速率为40r/min；同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘含尘焦油搅拌槽2，调整含尘含尘焦油搅拌槽2中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量7.5wt％，通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘含尘焦油搅拌槽2内的含尘焦油与水的混合物进入连续沉降式两相离心机7内，离心机分离因数α为4500，通过两相离心机7将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机7排入储料仓8中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽5中，再由焦油输送泵6送至油水分离器3中。

(3)含少量水的焦油在油水分离器3中停留5h进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，另一部分通过焦油循环泵4加压至4.2MPa后通过返炉循环管线送往气化装置和返回至油水分离器3中，其中，送往气化炉和返回油水分离器3的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为4，返回油水分离器3的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为1。

(4)来自储料仓8的焦油渣经液压输送泵9密闭输送至热解反应釜10中进行热解和炭化反应，热解反应釜10的反应温度为500℃，反应时间为20min，反应釜内真空度50KPa；反应釜10的热量由来自热风炉16中燃料煤气与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜10中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜10顶部排出，并进入高效旋风除尘器11中进行除尘，高效旋风除尘器11入口气流速度控制在25m/s，除尘效率为97％；热解反应釜10产生的煤粉和碳粉混合物中含水率为0.9wt％、含油率为1.8wt％，煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器11分离出的煤粉混合导入通过脱盐水换热冷却的冷渣机12中冷却至60℃后，通过风力输送至锅炉煤仓掺煤燃烧。

(5)经旋风除尘器11除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器13冷却至40℃后送入油水回收槽14中，焦油和水的液相自油水回收槽14底部排出后经与油水缓冲槽5底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵6混合送入油水分离器3中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽14顶部排出后经不凝气鼓风机15送至热风炉16中，并在热风炉16中与燃料气和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐17后进入热解反应器10中。

(6)来自烟气缓冲罐17的热烟气与热解反应釜10进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜10的夹套中排出，送入电捕除尘器18中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机19送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

(7)整个焦油返炉系统运行后，当初焦油分离器分离出的含尘焦油中尘含量波动值≤3wt％时，整个返炉系统达到稳定状态，气化装置产生的含尘焦油中的尘含量逐渐降低，此时可降低进入含尘焦油搅拌槽2的水量，当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于15wt％时，含尘焦油搅拌槽中不再配入煤气水。

实施例5

(1)来自初焦油分离器1底部的含尘焦油，其质量组成为焦油60wt％，水20wt％，尘20wt％，排入含尘含尘焦油搅拌槽2中，含尘含尘焦油搅拌槽2采用螺旋桨搅拌槽，其叶轮采用高硬耐磨材料制成，控制搅拌速率为30r/min；同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘含尘焦油搅拌槽2，调整含尘含尘焦油搅拌槽2中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量6.8wt％，通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘含尘焦油搅拌槽2内的含尘焦油与水的混合物进入连续沉降—过滤式两相离心机7内，离心机分离因数α为5000，通过两相离心机7将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机7排入储料仓8中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽5中，再由焦油输送泵6送至油水分离器3中。

(3)含少量水的焦油在油水分离器3中停留6h进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，另一部分通过焦油循环泵4加压至4.0MPa后通过返炉循环管线送往气化装置和返回至油水分离器3中，其中，送往气化炉和返回油水分离器3的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为2，返回油水分离器3的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为1。

(4)来自储料仓8的焦油渣经液压输送泵9密闭输送至热解反应釜10中进行热解和炭化反应，热解反应釜10的反应温度为450℃，反应时间为20min，反应釜内真空度40KPa；反应釜10的热量由来自热风炉18中燃料天然气与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜10中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜10顶部排出，并进入高效旋风除尘器11中进行除尘，高效旋风除尘器11入口气流速度控制在25m/s，除尘效率为97％；热解反应釜10产生的煤粉和碳粉混合物中含水率为1wt％、含油率为2wt％，煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器11分离出的煤粉混合导入通过脱盐水换热冷却的冷渣机12中冷却至50℃后，通过风力输送至锅炉煤仓掺煤燃烧。

(5)经旋风除尘器11除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器13冷却至40℃后送入油水回收槽14中，焦油和水的液相自油水回收槽14底部排出后经与油水缓冲槽5底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵6混合送入油水分离器3中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽14顶部排出后经不凝气鼓风机15送至热风炉16中，并在热风炉16中与燃料气和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐17后进入热解反应器10中。

(6)来自烟气缓冲罐17的热烟气与热解反应釜10进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜10的夹套中排出，送入电捕除尘器18中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机19送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

(7)整个焦油返炉系统运行后，当初焦油分离器分离出的含尘焦油中尘含量波动值≤3wt％时，整个返炉系统达到稳定状态，气化装置产生的含尘焦油中的尘含量逐渐降低，此时可降低进入含尘焦油搅拌槽2的水量，当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于15wt％时，含尘焦油搅拌槽中不再配入煤气水。

Claims (14)

1.一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于包括如下步骤：

(1)将初焦油分离器底部的含尘焦油通入含尘焦油搅拌槽中，同时，在初焦油分离器直筒段下部设置排水管口，将含尘量较小的煤气水排入含尘焦油搅拌槽，调整含尘焦油搅拌槽中焦油、水、尘三者混合物中尘的质量含量≤10wt％，并通过搅拌器将含尘焦油与水的混合物搅拌均匀；

(2)来自含尘焦油搅拌槽内的含尘焦油与水的混合物进入两相离心机内，通过两相离心机，将含尘焦油分为焦油与水的混合液相和焦油渣固相两部分，其中焦油渣由两相离心机排入储料仓中，焦油和水的混合液相进入油水缓冲槽中，再由焦油输送泵送至油水分离器中；

(3)在油水分离器中进行焦油和水的分离，分离出的水送至焦油污水槽，而分离出的焦油第一部分作为焦油副产品排送至焦油槽，第二部分通过焦油循环泵加压至4.0～4.5MPa后，其中一部分通过返炉循环管线送往气化装置，另一部分返回至油水分离器中；

(4)来自储料仓的焦油渣经液压输送泵密闭输送至热解反应釜中进行热解和炭化反应，热解反应釜的热量由来自热风炉中燃料与空气燃烧的热烟气提供，焦油渣中的水和焦油在热解反应釜中从煤粉颗粒的微孔中迅速脱附、气化，形成的油-气混合蒸汽自热解反应釜顶部排出，并进入旋风除尘器中进行除尘，热解反应釜产生的煤粉和碳粉混合物与来自旋风除尘器分离出的煤粉混合导入冷渣机中冷却后，送至锅炉煤仓掺煤燃烧；

(5)经旋风除尘器除尘后的油-气混合蒸汽经油气冷凝器冷却至40～70℃后送入油水回收槽中，焦油和水的液相自油水回收槽底部排出后经与油水缓冲槽底部排出的焦油混合，并经焦油输送泵混合送入油水分离器中进行油水分离，而不凝气体自油水回收槽顶部排出后经不凝气鼓风机送至热风炉中，并在热风炉中与燃料气和空气混合燃烧，产生热烟气通过烟气缓冲罐后从热解反应器夹套下部进入夹套中；

(6)来自烟气缓冲罐的热烟气与热解反应釜进行间接加热，为焦油渣的热解和炭化反应提供热量，经换热后的烟气由热解反应釜夹套上部排出，送入电捕除尘器中除尘，除尘后的烟气经过尾气鼓风机送往锅炉烟气系统进行净化处理后达标排放。

2.如权利要求1所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于当初焦油分离器底部排出的含尘焦油中尘的比例低于10wt％时，焦油搅拌槽中不再配入煤气水。、

3.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于进入含尘焦油搅拌槽的高含尘焦油质量组成为：焦油40～60wt％，水5～30wt％，尘20～50wt％。

4.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述焦油搅拌槽采用螺线型搅拌槽、锚式搅拌槽、螺旋桨搅拌槽、涡轮搅拌槽中的一种，控制搅拌速率为30～100r/min。

5.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述两相离心机采用连续过滤式离心机、连续沉降式离心机或连续沉降—过滤式离心机中的一种，离心机分离因数α为：3000＜α＜5000。

6.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述含少量水的焦油在油水分离器3中的停留时间为2～6h。

7.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于通过焦油循环泵经返炉循环管线返回油水分离器3的焦油量与进入气化炉的焦油量的比例为1～4。

8.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于通过焦油循环泵的焦油，其中送往气化炉和返回油水分离器的焦油量之和与送至焦油槽的焦油量的比例为2～10。

9.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述的热解反应釜反应温度为450～650℃，反应时间为20～80min，反应釜内真空度40～80Kpa。

10.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于热解反应釜产生的脱干煤粉和碳粉混合物，其含水率≤1wt％、含油率小于≤2wt％。

11.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述旋风除尘器采用高效旋风除尘器，其入口气流速度控制在10～25m/s，除尘效率大于95％。

12.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述冷渣机通过脱盐水进行换热冷却，将干煤粉冷却至50～90℃后，通过螺旋输送或风力输送至锅炉燃烧。

13.如权利要求1或2所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于所述燃料为固体燃料、液体燃料或气体燃料中的一种或几种。

14.如权利要求13所述一种固定床碎煤加压气化产生的高含尘焦油综合处理工艺,其特征在于中固体燃料为煤或焦炭；液体燃料为柴油或重油；气体燃料为煤气或天然气。