CN108854167B - 焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，包括转化炉，转化炉的出气口通过换热单元连接至气液分离器的进气口，气液分离器的气相出口用于将焦炉煤气通过管道输送至甲醇合成车间，气液分离器的液相出口通过管道连接至汽提塔原料入口，汽提塔的汽提剂入口通过管道连接有空气鼓风机，汽提塔的液体出口连接至转化炉的循环水系统，以为循环水系统提供脱盐水；通过汽提塔结合循环水系统，可以有效地利用气液分离器中排出的冷凝液，去除其内的CO、CO2气体，将其转化为达标的转化炉夹套水，进入循环水系统循环利用。
Description
【技术领域】
本发明属于煤化工废液利用技术领域，尤其涉及焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统。
【背景技术】
在焦炉煤气制甲醇工艺中，由于焦炉煤气中的甲烷不参与甲醇合成反应，所以在甲醇合成工序前，设置有转化工序，将焦炉煤气中的甲烷进行转化，转化工序主要设备为甲烷蒸汽转化炉，其主要作用是完成对精脱硫后的焦炉煤气的部分非催化氧化及甲烷蒸汽转化使得出工序工艺气体中甲烷含量≤1.0％(体积分数)，进而满足后工序合成甲醇的需要。现有技术中，转化炉中输出的工艺气冷凝下来后经气液分离器，气相直接送入后续工序进行合成甲醇，液相(即工艺冷凝液)中由于含有CO、CO2，所以一般直接排放至污水处理池。但由于本工序产生的工艺冷凝液水质优良，接近于脱盐水水质，所以在很大程度上造成了优质水资源的浪费。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，以对工艺冷凝液进行循环利用，避免水源浪费。
本发明的第一种技术方案：焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，包括转化炉，转化炉的出气口通过换热单元连接至气液分离器的进气口，气液分离器的气相出口用于将焦炉煤气通过管道输送至甲醇合成车间，气液分离器的液相出口通过管道连接至汽提塔原料入口，汽提塔的汽提剂入口通过管道连接有空气鼓风机，汽提塔的液体出口连接至转化炉的循环水系统，以为循环水系统提供脱盐水。
进一步地，循环水系统包括贮水槽，贮水槽的第一进水口通过管道与汽提塔的液体出口连接，第二进水口分别与脱盐水管道和转化炉的夹套水出水口连接，贮水槽的出水口通过冷却单元连接至转化炉的夹套水的进水口。
进一步地，冷却单元包括复合型蒸发式空气冷却器，复合型蒸发式空气冷却器与贮水槽的出水口之间安装有主循环泵，复合型蒸发式空气冷却器的出水口与转化炉的夹套水进水口连接。
进一步地，主循环泵所在的管道上还安装有与主循环泵并联的备用循环泵。
进一步地，转化炉的夹套水出水口管道上安装有调节阀，调节阀用于调节管道内循环水的流速，进而调节转化炉的夹套水的温度。
进一步地，换热单元包括废热锅炉、焦炉预热器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器和水冷器中的一种或多种。
本发明的另一种技术方案：一种焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用方法，使用上述的焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，具体包括以下步骤：
通过脱盐水管道为贮水槽注入脱盐水，直至贮水槽内的脱盐水达到贮水槽总容积的1/2-3/4；开启主循环泵为转化炉的夹套水和复合型蒸发式空气冷却器内补水，启动转化炉并为其内蒸汽升温，带动夹套水升温，开启换热单元和气液分离器，开启气液分离器与汽提塔之间阀门，开启空气鼓风机，开启汽提塔和贮水槽之间的阀门，整个循环水系统启动，工作过程中根据贮水槽中的水量适时开启脱盐水管道为贮水槽注入脱盐水。
本发明的有益效果是：通过汽提塔结合循环水系统，可以有效地利用气液分离器中排出的冷凝液，去除其内的CO、CO2气体，将其转化为达标的转化炉夹套水，进入循环水系统循环利用，可以节省水源，达到节能减排的效果，通过换热单元，可以在将转化炉中输出的气体降温的同时，给其它工序进行预热或升温，充分发了余热利用。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图。
其中：1.气提塔；2.贮水槽；3.复合型蒸发式空气冷却器；4.转化炉；5.空气鼓风机；6.主循环泵；7.备用循环泵；8.脱盐水管道；9.气液分离器；10.换热单元。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，如图1所示，包括转化炉4，转化炉4是用来极大地降低焦炉煤气中甲烷的含量，将焦炉煤气中的甲烷含量由19～21％(体积分数)降低至1％以下。
转化炉4的出气口排出的气体温度一般在980℃左右，需要对其进行降温，并进行预热回收利用，所以，在转化炉4和气液分离器9之间的管道上安装换热单元10，换热单元10包括废热锅炉、焦炉预热器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器和水冷器中的一种或多种，可以根据具体工艺要求具体配置，一般的经过换热单元10后的焦炉煤气温度可降低至40℃左右，由于温度降低，所以将焦炉煤气中会混有蒸汽，因此用气液分离器9将焦炉煤气进行气液分离。由于气液分离器9输出的液体是用来进入转化炉4的夹套水，因此需要对该液体进行必要的处理，以满足夹套水的工艺要求。由于该液体中含有CO和CO2气体，会导致液体呈酸性，如果直接循环利用会损坏转化炉，所以需要对该液体进行处理。
气液分离器9的气相出口用于将焦炉煤气通过管道输送至甲醇合成车间，气液分离器9的液相出口通过管道连接至汽提塔1原料入口，通过汽提塔1可以将液体中的CO和CO2气体除去，进而可以进入循环水进行循环利用。
汽提塔1的汽提剂入口通过管道连接有空气鼓风机5，通过空气鼓风机5为空气加压并输送至至汽提塔1作为汽提剂。在汽提塔1中冷凝液自上而下喷淋与气提塔1下段空气进口(即汽提剂)进入的自下而上的加压空气对流，利用气提原理，除去系统冷凝液中的CO和CO2，有效降低溶解在水中的气体，减少后续对设备可能造成的损害。
汽提塔1的液体出口连接至转化炉4的循环水系统，以为循环水系统提供脱盐水。循环水系统包括贮水槽2，贮水槽2作为整个循环水系统的核心，储存水源。贮水槽2有两个进水口，第一进水口通过管道与汽提塔1的液体出口连接，第二进水口分别与脱盐水管道8和转化炉4的夹套水出水口连接，正常工作流程中脱盐水管道8关闭，只有在循环水系统水量缺少时或循环水系统启动前，为贮水槽2供水。贮水槽2的出水口通过冷却单元连接至转化炉4的夹套水的进水口。
冷却单元包括复合型蒸发式空气冷却器3，复合型蒸发式空气冷却器3上附属有3台轴流风机(视气温变化手动启停)、2台附属喷淋水泵(两台全开)，可以保证循环水的冷却效果。
复合型蒸发式空气冷却器3与贮水槽2的出水口之间安装有主循环泵6，通过主循环泵6为整个循环水系统提供压力，保证整个循环水系统的顺畅运行。主循环泵6所在的管道上还安装有与主循环泵6并联的备用循环泵7，避免因为主循环泵6的故障造成整个系统停车，提高生产效率。复合型蒸发式空气冷却器3的出水口与转化炉4的夹套水进水口连接。冷却后的工艺冷凝液通过复合型蒸发式空气冷却器3出口手动控制阀门，延上水管线给转化炉4水夹套与合成工序蒸发式冷却器供冷却水。
转化炉4的夹套水出水口管道上安装有调节阀，调节阀用于调节管道内循环水的流速，进而调节转化炉4的夹套水的温度，来保证转化炉4的正常运行。
本发明还公开了一种焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用方法，使用上述的焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，具体包括以下步骤：
打开脱盐水管道8上的阀门，通过脱盐水管道8为贮水槽2注入脱盐水，直至贮水槽2内的脱盐水达到贮水槽2总容积的1/2-3/4；开启主循环泵6为转化炉4的夹套水和复合型蒸发式空气冷却器3内补水，启动转化炉4并为其内蒸汽升温，带动夹套水升温，开启换热单元10和气液分离器9，气液分离器9的液位可以设置在300～600mm，开启气液分离器9与汽提塔1之间阀门，开启空气鼓风机5，开启汽提塔1和贮水槽2之间的阀门，整个循环水系统启动，工作过程中根据贮水槽2中的水量适时开启脱盐水管道8为贮水槽2注入脱盐水。
通过本发明的方法可对系统工艺冷凝液进行气提曝气处理，将其中的CO、CO2除去，使工艺冷凝液水质接近脱盐水水质的目的，从而满足转化炉夹套用水水质要求，避免气体溶解在水中进入循环水系统，影响设备机管道使用寿命，该方法在很大程度上减少了对优质水资源的浪费，提高资源利用率(经生产实践测定，节水量可达17m3/h)。
Claims (5)
1.焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，其特征在于，包括转化炉（4），所述转化炉（4）的出气口通过换热单元（10）连接至气液分离器（9）的进气口，所述气液分离器（9）的气相出口用于将焦炉煤气通过管道输送至甲醇合成车间，所述气液分离器（9）的液相出口通过管道连接至汽提塔（1）原料入口，所述汽提塔（1）的汽提剂入口通过管道连接有空气鼓风机（5），所述汽提塔（1）的液体出口连接至转化炉（4）的循环水系统，以为所述循环水系统提供脱盐水；
所述循环水系统包括贮水槽（2），所述贮水槽（2）的第一进水口通过管道与汽提塔（1）的液体出口连接，第二进水口分别与脱盐水管道（8）和转化炉（4）的夹套水出水口连接，所述贮水槽（2）的出水口通过冷却单元连接至转化炉（4）的夹套水的进水口；
所述换热单元（10）包括废热锅炉、焦炉预热器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器和水冷器中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，其特征在于，所述冷却单元包括复合型蒸发式空气冷却器（3），所述复合型蒸发式空气冷却器（3）与贮水槽（2）的出水口之间安装有主循环泵（6），所述复合型蒸发式空气冷却器（3）的出水口与转化炉（4）的夹套水进水口连接。
3.如权利要求2所述的焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，其特征在于，所述主循环泵（6）所在的管道上还安装有与主循环泵（6）并联的备用循环泵（7）。
4.如权利要求2所述的焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，其特征在于，所述转化炉（4）的夹套水出水口管道上安装有调节阀，所述调节阀用于调节管道内循环水的流速，进而调节转化炉（4）的夹套水的温度。
5.一种焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一所述的焦炉煤气中甲烷蒸汽转化后冷凝液的循环利用系统，具体包括以下步骤：
通过脱盐水管道（8）为贮水槽（2）注入脱盐水，直至贮水槽（2）内的脱盐水达到贮水槽（2）总容积的1/2-3/4；开启主循环泵（6）为转化炉（4）的夹套水和复合型蒸发式空气冷却器（3）内补水，启动转化炉（4）并为其内蒸汽升温，带动夹套水升温，开启换热单元（10）和气液分离器（9），开启气液分离器（9）与汽提塔（1）之间阀门，开启空气鼓风机（5），开启汽提塔（1）和贮水槽（2）之间的阀门，整个循环水系统启动，工作过程中根据贮水槽（2）中的水量适时开启脱盐水管道（8）为贮水槽（2）注入脱盐水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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