CN109536206A - 一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，包括常压气化、旋风分离、废热回收、洗涤分离和冷却回收四大工序，其特征在于：在所述的废热回收工序后新设一套由自洁式过滤器(4)和灰仓(5)构成的洗涤分离工序、以及分别与废热锅炉(3)和自洁式过滤器(4)连通的、由直冷塔(6)和冷却塔(8)组成的冷却回收工序；由此构成无污染外泄的常、低压煤制气多污染源一体化治理系统。

Description

一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统
技术领域
本发明涉及一种工业煤制气技术，尤其是一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统。
背景技术
在我国煤制气行业，采用常、低压煤制气工艺占全部造气工艺的比例高达60％以上。该工艺虽然具备造气工艺简单、投资额低等显著优点，但缺点同样明显，特别是环保压力巨大，主要表现在有大量水渣、以及难处理及处理成本极高的废水及严重的气溶胶排放，对环境和岗位造成极大危害，如不加以根本性改变必将淘汰。
目前国内普遍采用的常低压造气工艺流程(如图4所示)基本上包括：常压气化、旋风分离、废热回收、洗涤分离和冷却回收五个工艺流程。
荒煤气成份：原料煤中的碳在氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气联合作用下在一定温度范围内不完全燃烧产生荒煤气，
C+O2→CO
C+H2O→H2+CO
其燃烧物主要有CO、H2、CH4等有效成份及同时伴生的苯酚、H2S、HCN、NH4等物质及多量的固体颗粒物。
现阶段主要处理工艺；(见图4)：高温荒煤气经旋风除尘脱除大颗粒后进入废锅流程换热并副产低压蒸汽，经废热锅炉处理后排烟温度通常在～150℃，荒煤气进入洗涤塔脱去杂物并降温(进入后段流程)；
洗涤液经沉降、过滤、冷却等手段循环利用，部分增量废水(水蒸气不完全转化的原因)经水处理后排放。
按照现在对于生产企业环境保护的要求来衡量的话，该造气工艺存在以下缺点：
1)增量废水处理难度高、毒性大：洗涤后废水中不仅含有大量的颗粒物同时含有多量的煤焦油、氨氮类成份，造成废液难以通过有效经济手段处理至达标排放水平；
2)循环冷却水量大、含杂率及含腐蚀性成份均高，高挥发性有机物产生气溶胶量大、且有相当毒性对环境及职业健康危害大，同时也是构成PM2.5的主要成分；
3)因为存在大量的废水和废渣，厂区文明生产难以保证，特别是每逢雨水影响不可避免存在下水道氨氮等有害物外排，严重影响到水体质量及造成地下水及土壤污染；
4)能源转化率偏低，耗水量大。
因此，提出一种新的常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，既是企业生成发展的要求，也是解决环境保护的重大课题的期望。
发明内容
本发明的目的：旨在提出能够解决现有常、低压煤制气污染源的一套煤制气系统。
本发明的上述发明目的通过一下技术方案实现的：
这种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，包括常压气化、旋风分离、废热回收、洗涤分离和冷却回收四大工序，其特征在于：在所述的废热回收工序后新设一套由自洁式过滤器4和灰仓5构成的洗涤分离工序、以及分别与废热锅炉3和自洁式过滤器4连通的、由直冷塔6和冷却塔8组成的冷却回收工序；由此构成无污染外泄的常、低压煤制气多污染源一体化治理系统。
所述的自洁式过滤器4的导入口与废热锅炉3的热气排出口连接、获得经废热锅炉冷却后的废热高温气源，所述自洁式过滤器4上部输出口与冷却回收工序中的直冷塔6衔接，自洁式过滤器4下部输出口经一输送器9与灰仓5连接，实现自洁过程中废弃物的输送，所述的灰仓5则将积存的灰渣通过输送管线与上游工序产生的灰渣一起外排。
所述的直冷塔6设有四个外接口，其中设于塔体偏下部位的底部的输入接口a与自洁式过滤器的上部输出口相衔接，所述直冷塔6上部输出接口b则为煤气输出口、直接连通下道工序，所述冷却塔8设有三个接口，其中的输出接口F经一控制泵7与直冷塔6上的输入接口c相衔接；所述冷却塔8的接口E则与直冷塔6下部的输出接口d相衔接，由此构成直冷塔6与冷却塔8之间的闭合冷却回路；同时，所述的冷却塔8另一接口G则与废热锅炉3连通。
所述的自洁式过滤器4包括壳体19、传感检测控制单元10、压力雾化单元11、进口切断阀组件12、出口切断阀组件13逆洗反冲单元14和过滤单元15，所述的过流滤单元15设置在自洁式过滤器的中上部，起着自下而上的过滤作用。
作为对上述系统的进一步改进，在冷却塔8向废热锅炉3连通的主管道上另外增设一个直接接入常压气化炉1支线管道17，并在该支线管路中另设一个蒸发锅炉18，将由冷却塔8输出的、含有除去氧、盐分、油胶后的增量水经蒸发处理后送入常压气化炉1。
一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其工艺流程为：
A、进入常压气化炉1内的块煤在氧气、水蒸气的作用下形成温度在350℃左右的荒煤气，并连续地将形成的荒煤气输入旋风分离器2；在该旋风分离作用下含质量比较小的粉尘的混合气体通过设置在旋风分离器上部的输出管道导入废热锅炉3进行降温处理，随后该经降温处理后的荒煤气通过与自洁式过滤器4上的进口切断阀组12连接的输送管道自下而上进入自洁式过滤器的壳体内腔，在通过过滤单元15的过滤处理，过滤掉荒煤气中混杂的颗粒、盐分、气溶胶后，经设置在自洁式过滤器上部的出口切断阀组件13、以及与出口切断阀组件13连接的输送管道连接到直冷塔6的输入接口a，经直冷器6内水冷处理后，形成的水煤气自直冷塔6上部的输出口b将水煤气输往后续工序；同时所述的直冷器6通过设于底部的输出口d上的管道与冷却器的E接口连通，并又通过冷却器的8输出接口F及设置在输出管道上的控制泵7连通直冷器6的输入接口c，形成闭合的冷源环路；
B、在上述A步骤进行的同时，自洁式过滤器4排出的沉淀于下部腔体内颗粒杂物，经与该自洁式过滤器4连接的输出管道及设置在管道中的输送装置与灰仓5内腔连通，并经灰仓下部输出管道外排至废料输送总管16中外运；
C、在上述A、B步骤进行的同时，所述的废热锅炉3的下部炉体上设有两个输出接口H、I及一个输入接口J，所述的输出接口H经输出管道与常压气化炉1内腔相连通，所述的废热锅炉3的输入接口J通过连接管道与冷却塔8的接口G相连接；
D、在上述A、B、C步骤进行的同时，所述的常压气化炉1、旋风分离器2、废热锅炉3和灰仓5分别通过各自的废料排出管路将各自运行时产生的炉渣、具备热值的灰料通过废料输送总管16向废料集中点输送外运。
作为对上述常、低压煤制气的进一步改进，上述处理工艺的通过在冷却塔8向废热锅炉3连通的主管道上另外增设一个直接接入常压气化炉1支线管道17，并在该支线管路中另设一个蒸发锅炉18，将由冷却塔8输出的、含有除去氧、盐分、油胶后的增量水经蒸发处理后送入常压气化炉1；以此解决在冷却塔8集聚的冷却水过多的状态下，让过多的废水经蒸发锅炉18转化成蒸汽后送入常压气化炉1参与块煤的气化。
根据以上技术方案提出的这种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统及处理工艺，与现在国内普遍使用的常、低压煤制气多污染源一体化治理系统及处理工艺相比较，具有以下优点：整个处理装置构成了一套整体的无三废的水煤气制气系统，这不仅解决国内煤气生产厂家的无污染源排放提供了技术装备，也为提高环境保护质量提供了有力的技术支撑。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为自洁式过滤器的结构示意图；
图3本发明的系统另外一种实施方式的结构示意图；
图4为现有块煤气化流程系统结构示意图。
图中：1-常压气化炉2-旋风分离器3-废热锅炉4-自洁式过滤器5-灰仓6-直冷塔7-控制泵8-冷却塔9-输送器10-进口切断阀组11-压力雾化单元12-传感检测控制单元13-出口切断阀组14-逆洗反冲单元15-过滤单元16-废料输送总管17-支路管道18-废水蒸发器19-壳体。
具体实施方式
以下结合说明书附图进一步阐述本发明，并给出本发明的实施例。
如图1-3所示的这种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，它是对目前普遍采用的常规的常、低压煤制气工艺的创造性改进。
这种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，包括常压气化、旋风分离、废热回收、洗涤分离和冷却回收四大工序，其特征在于：在所述的废热回收工序后新设一套由自洁式过滤器4和灰仓5构成的洗涤分离工序、以及分别与废热锅炉3和自洁式过滤器4连通的、由直冷塔6和冷却塔8组成的冷却回收工序；由此构成无污染外泄的常、低压煤制气多污染源一体化治理系统。
所述的自洁式过滤器4的导入口与废热锅炉3的热气排出口连接、获得经废热锅炉冷却后的废热高温气源，所述自洁式过滤器4上部输出口与冷却回收工序中的直冷塔6衔接，自洁式过滤器4下部输出口经一输送器9与灰仓5连接，实现自洁过程中废弃物的输送，所述的灰仓5则将积存的灰渣通过输送管线与上游工序产生的灰渣一起外排。
所述的直冷塔6设有四个外接口，其中设于塔体偏下部位的底部的输入接口a与自洁式过滤器的上部输出口相衔接，所述直冷塔6上部输出接口b则为煤气输出口直接连通下到工序，所述冷却塔8设有三个接口，其中的输出接口F经一控制泵7与直冷塔6上的输入接口c相衔接；所述冷却塔8的接口E则与直冷塔6下部的输出接口d相衔接，由此构成直冷塔6与冷却塔8之间的闭合冷却回路；同时，所述的冷却塔8另一接口G则与废热锅炉3连通。
所述的自洁式过滤器4包括壳体19、传感检测控制单元10、压力雾化单元11、进口切断阀组件12、出口切断阀组件13逆洗反冲单元14和过流单元15，所述的过流单元15设置在自洁式过滤器的中上部，起着自下而上的过滤作用。
作为对上述系统的进一步改进，在冷却塔8向废热锅炉3连通的主管道上另外增设一个直接接入常压气化炉1支线管道17，并在该支线管路中另设一个蒸发锅炉18，将由冷却塔8输出的、含有除去氧、盐分、油胶后的增量水经蒸发处理后送入常压气化炉1。
一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其工艺流程为：
A、进入常压气化炉1内的块煤在氧气、水蒸气的作用下形成温度在350℃左右的荒煤气，并连续地将形成的荒煤气输入旋风分离器2；在该旋风分离作用下含质量比较小的粉尘的混合气体通过设置在旋风分离器上部的输出管道导入废热锅炉3进行降温处理，随后该经降温处理后的荒煤气通过与自洁式过滤器4上的进口切断阀组12连接的输送管道自下而上进入自洁式过滤器的壳体内腔，在通过过滤单元15的过滤处理，过滤掉荒煤气中混杂的颗粒、盐分、气溶胶后，经设置在自洁式过滤器上部的出口切断阀组件13、以及与出口切断阀组件13连接的输送管道连接到直冷塔6的输入接口a，经直冷塔6内水冷处理后，形成的水煤气自直冷塔6上部的输出口b将水煤气输往后续工序；同时所述的直冷塔6通过设于底部的输出口d上的管道与冷却塔的E接口连通，并又通过冷却塔8输出接口F及设置在输出管道上的控制泵7连通直冷塔6的输入接口c，形成闭合的冷源环路；
B、在上述A步骤进行的同时，自洁式过滤器4排出的沉淀于下部腔体内颗粒杂物，经与该自洁式过滤器4连接的输出管道及设置在管道中的输送装置与灰仓5内腔连通，并经灰仓下部输出管道外排至废料输送总管16中外运；
C、在上述A、B步骤进行的同时，所述的废热锅炉3的下部炉体上设有两个输出接口H、I及一个输入接口J，所述的输出接口H经输出管道与常压气化炉1内腔相连通，所述的废热锅炉3的输入接口J通过连接管道与冷却塔8的接口G相连接；
D、在上述A、B、C步骤进行的同时，所述的常压气化炉(1)、旋风分离器2、废热锅炉3和灰仓5分别通过各自的废料排出管路将各自运行时产生的炉渣、具备热值的灰料通过废料输送总管16向废料集中点输送外运。
作为对上述常、低压煤制气的进一步改进，上述处理工艺的通过在冷却塔8向废热锅炉3连通的主管道上另外增设一个直接接入常压气化炉1支线管道17，并在该支线管路中另设一个蒸发锅炉18，将由冷却塔8输出的、含有除去氧、盐分、油胶后的增量水经蒸发处理后送入常压气化炉1；以此解决在冷却塔8集聚的冷却水过多的状态下，让过多的废水经蒸发锅炉18转化成蒸汽后后送入常压气化炉1参与块煤的气化。
经实际使用表明：
按照上述技术方案提出的这种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，由于将水煤气制作的全套装备的多个独立装置，组成了一个几乎接近于全封闭的工艺流程，因此能够将每一个工艺流程中可能出现的污水、灰渣、以及废气等全部地组成一个闭合工艺圈；完全有效地解决了传统常、低压煤制气设备运行中存在的水、气、灰等多种污染物的外泄。对于生产环境乃至城市环境的保护具有重大积极意义。
以上仅仅是本申请人依据技术方案给出的基本实施方法、并不代表本发明的全部；任何同行业的技术人员依照本技术方案做出的不具有实质性改进的同类技术，均应视为属于本发明保护的范畴。

Claims (7)

1.一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，包括常压气化、旋风分离、废热回收、洗涤分离和冷却回收四大工序，其特征在于：在所述的废热回收工序后新设一套由自洁式过滤器(4)和灰仓(5)构成的洗涤分离工序、以及分别与废热锅炉(3)和自洁式过滤器(4)连通的、由直冷塔(6)和冷却塔(8)组成的冷却回收工序；由此构成无污染外泄的常、低压煤制气多污染源一体化治理系统。
2.如权利要求1所述的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于：所述的自洁式过滤器(4)的导入口与废热锅炉(3)的热气排出口连接、获得经废热锅炉冷却后的废热高温气源，所述自洁式过滤器(4)上部输出口与冷却回收工序中的直冷塔(6)衔接，自洁式过滤器(4)下部输出口经一输送器(9)与灰仓(5)连接，实现自洁过程中废弃物的输送，所述的灰仓(5)则将积存的灰渣通过输送管线与上游工序产生的灰渣一起外排。
3.如权利要求1所述的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于：所述的直冷塔(6)设有四个外接口，其中设于塔体偏下部位的底部的输入接口(a)与自洁式过滤器的上部输出口相衔接，所述直冷塔(6)上部输出接口(b)则为煤气输出口直接连通下到工序，所述冷却塔(8)设有三个接口，其中的输出接口(F)经)一控制泵(7)与直冷塔(6)上的输入接口(c)相衔接。冷却塔(8)的接口(E)则与直冷塔(6)下部的输出接口(d)相衔接，由此构成直冷塔(6)与冷却塔(8)之间的闭合冷却回路；同时，所述的冷却塔(G)另一接口则与废热锅炉(3)连通。
4.如权利要求1所述的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于：所述的自洁式过滤器(4)包括壳体(19)、传感检测控制单元(10)、压力雾化单元(11)、进口切断阀组件(12)、出口切断阀组件(13)逆洗反冲单元(14)和过滤单元(15)，所述的过滤单元(15)设置在自洁式过滤器的中上部，起着自下而上的过滤作用。
5.如权利要求1所述的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于：所述的冷却塔(8)向废热锅炉(3)连通的主管道上另外增设一个直接接入常压气化炉(1)支线管道(17)，并在该支线管路中另设一个蒸发锅炉(18)，将由冷却塔(8)输出的、含有除去氧、盐分、油胶后的增量水经蒸发处理后送入常压气化炉(1)。
6.如权利要求1所述的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其工艺流程为：
A、进入常压气化炉(1)内的块煤在氧器的作用下形成温度在350℃左右的荒煤气，并连续地将形成的荒煤气输入旋风分离器(2)；在该旋风分离作用下含质量比较小粉尘的混合气体通过设置在旋风分离器上部的输出管道导入废热锅炉(3)进行降温处理，随后该经降温处理后的荒煤气通过与自洁式过滤器(4)上的进口切断阀组(12)连接的输送管道自下而上进入自洁式过滤器的壳体内腔，在通过过滤单元(15)的过滤处理，过滤掉荒煤气中混杂的颗粒、盐分、气溶胶后，经设置在自洁式过滤器上部的出口切断阀组件(13)、以及与出口切断阀组件(13)连接的输送管道连接到直冷塔(6)的输入接口(a)，经直冷塔(6)内水冷处理后，形成的水煤气自直冷塔(6)上部的输出口(b)将水煤气输往后续工序；同时所述的直冷塔(6)通过设于底部的输出口(d)上的管道与冷却器的(E)接口连通，并又通过冷却器的(8)输出接口(F)及设置在输出管道上的控制泵(7)连通直冷器(6)的输入接口(c)，形成闭合的冷源环路；
B、在上述A步骤进行的同时，自洁式过滤器(4)排出的沉淀于下部腔体内颗粒杂物，经与该自洁式过滤器(4)连接的输出管道及设置在管道中的输送装置与灰仓(5)内腔连通，并经灰仓下部输出管道至废料输送总管16中外运；
C、在上述A、B步骤进行的同时，所述的废热锅炉(3)的下部炉体上设有两个输出接口(H、I)及一个输入接口(J)，所述的输出接口(H)经输出管道与常压气化炉(1)内腔相连通，所述的废热锅炉(3)的输入接口(J)通过连接管道与冷却塔(8)的接口(G)相连接；
D、在上述A、B、C步骤进行的同时，所述的常压气化炉(1)、旋风分离器(2)、废热锅炉(3)和灰仓(5)分别通过各自的废料排出管路将各自运行时产生的炉渣、具备热值的灰料通过废料输送总管(16)向废料集中点输送外运。
7.如权利要求5所述的一种常、低压煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于：通过在冷却塔(8)向废热锅炉(3)连通的主管道上另外增设一个直接接入常压气化炉(1)支线管道(17)，并在该支线管路中另设一个蒸发锅炉(18)，将由冷却塔(8)输出的、含有除去氧、盐分、油胶后的增量水经蒸发处理后送入常压气化炉(1)，解决在冷却塔(8)集聚的冷却水过多的状态下，让过多的废水经蒸发锅炉(18)转化成蒸汽后送入常压气化炉(1)参于块煤的气化。
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