CN112299666A - 简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统及方法，属于煤气分离和回用领域。本发明将不同分类的煤气水分别进行分离和回用，不仅使得整个系统占地面积小，投资低、运行成本低，且处理流程短、设备少，污染物排放点少，不易造成环境污染。通过设置中压闪蒸器、真空闪蒸器、真空闪蒸分离器和蒸氨塔等设备，并设置沉降槽和煤气水罐顶部与惰性气体管路密封连接，使整个系统及分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作，从而能保证系统中排出的VOCs和臭气能集中处理。整个系统用到的设备数量少且简单，使整个系统运行安全稳定，能够有效降低煤气水处理的成本。

Description

简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统及方法
技术领域
本发明涉及煤气分离和回用技术领域，尤其涉及一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统及方法。
背景技术
碎煤加压气化产生的粗煤气中含有大量的水蒸气、粉尘和碳化的副产物，例如焦油、轻油、萘、酚、脂肪酸、溶解的气体和无机盐类等，而且温度也较高。因此，需要对其进行冷却和洗涤，以降低温度和除去粗煤气中的有害物质。在粗煤气的洗涤和冷却过程中，这些杂质成分便进入水中，形成了有气、液、固三态存在的多种成分的煤气水，煤气水成分较为复杂，而且随着煤种的不同，各种成分的含量也不尽相同。煤气水用常规的生化、过滤、反渗透等方法不能直接处理，必须先将其中的油、尘、酚、氨等进行分离和回收，一方面回收了废水中的有价值物质，可产生一定的经济效益；另一方面也使废水能够满足一般废水处理方法的进水要求后，经过生化处理达到国家排放标准后排放。
《现代煤化工技术手册》中简述了目前最为经典的煤气水分离与回收流程，这也是目前碎煤加压气化技术中普遍使用的流程，具体是将压力为3.0-6.0MPa的气化煤气水和变换冷却煤气水分别送入煤气水分离系统后，首先被冷却到90℃，然后进入煤气水膨胀器闪蒸膨胀到常压，将煤气水中溶解的CO2、NH3及部分水蒸气等气体闪蒸分离。经闪蒸后的煤气水进入下部的焦油分离器利用密度差进行煤气水与焦油的分离，密度大于水的含尘焦油从底部排出，可作为产品也可返回气化炉再次进行气化；密度小于水的轻油与煤气水从焦油分离器上部溢流进入煤气水缓冲槽，一部分煤气水经高压泵送回气化循环使用，多余的煤气水进入轻油分离器。在轻油分离器中装有焦碳和TPI板组件，一方面过滤杂质，一方面使油滴凝聚后上浮于水面形成油层，轻油通过上部的溢流堰引出送入油储槽，下部的水经过TPI板后进入水室，再经过溢流堰引出，经缓冲槽后用泵送入双介质过滤器进一步除尘后送往酚、氨回收装置，其目的就是将煤气水中的尘、油和溶解的气进行分离，大部分水作为循环使用，小部分水进一步脱油、蒸氨、脱酚后满足生化要求的水质去生化处理。
但是随着煤气技术的发展，逐步向着大型化、节能环保、高效稳定的方向发展，目前常规使用的碎煤加压气化技术煤气水分离和回收流程不能满足现代要求，主要体现在：
1、现有的煤气水处理系统对来自于不同设备的不同类型的煤气水汇总到一起进行煤气水分离和回收，在装置流程中设置有多台分离器和缓冲器，不仅造成整个煤气水分离和回收系统占地面积大，投资高，运行成本高，而且流程长，设备多，使得污染物排放点多，容易造成严重的环境污染。
2、现有的煤气水分离和回收系统中会用到多台缓冲器和分离器等，这些设备采用常压操作，容易造成排放的VOCs(Volatile Organic Compounds，挥发性有机物)、臭气等无法收集后集中处理，使得现场环境恶劣。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其包括中压闪蒸器、第一真空闪蒸器、沉降槽、煤气水罐、脱酸塔、第一真空闪蒸分离器、蒸氨塔、第二真空闪蒸分离器、絮凝剂罐、压滤机、滤液罐、若干水泵和管路，其中：所述中压闪蒸器的第一进水口与变换高温冷凝液管路连接，中压闪蒸器的第二进水口与气化含尘气化水管路连接，中压闪蒸器的出水口通过管路与第一真空闪蒸器的第一进水口连接，第一真空闪蒸器的第二进水口与低压气化煤气水管路连接，第一真空闪蒸器的第三进水口与低压开车煤气水管路连接，第一真空闪蒸器的出水口通过管路和水泵与沉降槽的进水口连接，沉降槽的出水口通过管路和水泵与压滤机的进水口连接，压滤机的出水口通过管路与滤液罐的进水口连接，滤液罐的出水口通过管路和水泵与煤气水罐的进水口连接，沉降槽的进水口还通过管路与絮凝剂罐的出料口连接，沉降槽的煤气水出口通过管路与煤气水罐的煤气水进口连接，煤气水罐的第一煤气水出口通过管路和水泵与煤气水回用设备连接，煤气水罐的第二煤气水出口通过管路和水泵与煤气水生化处理设备连接，沉降槽和煤气水罐顶部与惰性气体管路密封连接；中压闪蒸器的出气口通过管路与脱酸塔的进气口连接，脱酸塔的第一进水口与变换低温冷凝液管路连接，脱酸塔的出水口通过管路和水泵与蒸氨塔的进水口连接，蒸氨塔的出水口与脱氨气化水回用设备连接；第一真空闪蒸器的出气口通过管路与第一真空闪蒸分离器的进气口连接，第一真空闪蒸分离器的出气口通过管路与第二真空闪蒸分离器的进气口连接，第一真空闪蒸分离器的出水口通过管路和水泵与脱酸塔的第二进水口连接，第二真空闪蒸分离器的出水口通过管路与脱酸塔的第二进水口连接。
可选地，所述简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统还包括集油浮子和油罐，所述集油浮子设于煤气水罐内部，集油浮子底部通过软管与油罐连接。
可选地，所述煤气水罐和沉降槽顶部的呼吸气排出管道外设有冷却水套管。
一种碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其包括如下步骤：
S1，变换高温冷凝液和气化含尘气化水经中压闪蒸器脱气后，与气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器，并在第一真空闪蒸器中深度脱出溶解气；
S2，脱溶解气后的煤气水与来自于絮凝剂罐的絮凝剂混合后送入沉降槽；
S3，沉降在沉降槽底部的固体物料经压滤机压滤脱水制成泥饼，压滤脱水生成的滤液进入滤液罐中并送往煤气水罐，沉降槽上部的煤气水送入煤气水罐；
S4，煤气水罐中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；
S5，变换低温冷凝液送入脱酸塔中脱酸气，中压闪蒸器闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔底部喷入脱酸塔作为脱酸塔的热源，同时脱酸塔脱出闪蒸气中的酸性气；
S6，第一真空闪蒸器闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器和第二真空闪蒸分离器真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔塔顶送入脱酸塔脱酸，脱酸塔脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；
S7，脱酸塔脱酸后的煤气水进入蒸氨塔，在蒸氨塔中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔中产生的氨水/液氨回收再利用。
可选地，所述变换高温冷凝液为含尘量不大于2000mg/L、温度为150-190℃、压力为3.0-7.0MPa的煤气水；所述气化含尘气化水为含尘量不大于3000mg/L、温度为180-200℃、压力为3.0-7.0MPa的煤气水；所述变换低温冷凝液为含尘量小于50mg/L、温度为40-80℃、压力为3.0-5.0MPa的煤气水；所述低压气化煤气水为含尘量小于100mg/L、温度为60-80℃、压力为0.5-0.7MPa的煤气水；所述低压开车煤气水为含尘量小于200mg/L、温度为60-80℃、压力为0.5-0.7MPa的煤气水。
可选地，所述中压闪蒸器的闪蒸温度为140-160℃、压力为0.4-0.5MPa。
可选地，所述第一真空闪蒸器的闪蒸温度为80-86℃、真空度为50-60kPa。
可选地，所述絮凝剂的加入量为1吨煤气水加入3-5g絮凝剂。
可选地，所述沉降槽和煤气水罐顶部持续通入惰性气体。
本发明的有益效果是：
1、通过将变换高温冷凝液、气化含尘气化水、变换低温冷凝液、气化低压煤气水和气化开车煤气水这几种不同分类的煤气水分别进行处理来实现煤气水的分离和回用，使整个流程所用设备少，不仅使得整个系统占地面积小，投资低、运行成本低，而且处理流程短、设备少，使得污染物排放点少，不易造成环境污染，具有节能环保、高效稳定的优点。
2、通过设置中压闪蒸器、真空闪蒸器、真空闪蒸分离器和蒸氨塔等设备，并设置沉降槽和煤气水罐顶部与惰性气体管路密封连接，使得整个系统及分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作，从而能够保证系统中排出的VOCs和臭气能够集中处理，使现场环境友好。
3、整个系统用到的设备数量少，流程简单，使整个系统运行安全稳定，能够有效降低煤气水处理的成本。
实践证明，与目前的煤气水分离及回用系统相比，本发明的系统及方法投资减少了50％，运行费用节约了50％。
附图说明
图1是本发明的系统组成示意图。
图2是本发明与气化单元、洗涤单元和变换单元的连接关系示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，本实施例中的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其包括中压闪蒸器1、第一真空闪蒸器2、沉降槽3、煤气水罐4、脱酸塔5、第一真空闪蒸分离器6、蒸氨塔7、第二真空闪蒸分离器9、絮凝剂罐11、压滤机12、滤液罐13、若干水泵和管路，其中：所述中压闪蒸器1的第一进水口与变换高温冷凝液管路连接，中压闪蒸器1的第二进水口与气化含尘气化水管路连接，中压闪蒸器1的出水口通过管路与第一真空闪蒸器2的第一进水口连接，第一真空闪蒸器2的第二进水口与低压气化煤气水管路连接，第一真空闪蒸器2的第三进水口与低压开车煤气水管路连接，第一真空闪蒸器2的出水口通过管路和水泵与沉降槽3的进水口连接，沉降槽3的出水口通过管路和水泵与压滤机12的进水口连接，压滤机12的出水口通过管路与滤液罐13的进水口连接，滤液罐13的出水口通过管路和水泵与煤气水罐4的进水口连接，沉降槽3的进水口还通过管路与絮凝剂罐11的出料口连接，沉降槽3的煤气水出口通过管路与煤气水罐4的煤气水进口连接，煤气水罐4的第一煤气水出口通过管路和水泵与煤气水回用设备(煤锁气洗涤设备和开车煤气洗涤设备)连接，煤气水罐4的第二煤气水出口通过管路和水泵与煤气水生化处理设备连接，沉降槽3和煤气水罐4顶部与惰性气体管路密封连接；中压闪蒸器1的出气口通过管路与脱酸塔5的进气口连接，脱酸塔5的第一进水口与变换低温冷凝液管路连接，脱酸塔5的出水口通过管路和水泵与蒸氨塔7的进水口连接，蒸氨塔7的出水口与脱氨气化水回用设备连接；第一真空闪蒸器2的出气口通过管路与第一真空闪蒸分离器6的进气口连接，第一真空闪蒸分离器6的出气口通过管路与第二真空闪蒸分离器9的进气口连接，第一真空闪蒸分离器6的出水口通过管路和水泵与脱酸塔5的第二进水口连接，第二真空闪蒸分离器9的出水口通过管路与脱酸塔5的第二进水口连接。
如图2所示，本发明实施例所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统之前连接有气化单元、洗涤单元和变换单元。具体地，碎煤原料经过加煤锁斗加入碎煤加压气化炉中进行加压气化产生气化粗煤气，气化粗煤气经过旋风分离器进行除尘后到达废热锅炉，废热锅炉回收煤气中的热量后，继续由文丘里洗涤设备和粗煤气洗涤设备对煤气进行三级除尘后送入变换单元中的变换设备、预冷器、中间、终冷设备和洗氨塔。碎煤加压气化炉中的一部分煤气进入煤锁气洗涤设备，另一部分还进入开车煤气洗涤设备。所述碎煤为无烟煤、焦炭或半焦中的任意一种。其中，预冷器产生变换高温冷凝液。中间、终冷设备和洗氨塔产生变换低温冷凝液。文丘里洗涤设备产生气化含尘气化水。煤锁气洗涤设备产生低压气化煤气水。开车煤气洗涤设备产生低压开车煤气水。
可选地，简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统还包括集油浮子14和油罐15，所述集油浮子14设于煤气水罐4内部，集油浮子14底部通过软管与油罐15连接，集油浮子14的高度可随煤气水罐4内液位变化，浮于煤气水罐4上部的轻油可以进入集油浮子14并通过软管收集至油罐15中，实现了轻油的收集。
可选地，所述煤气水罐4和沉降槽3顶部的呼吸气排出管道外设有冷却水套管16。冷却水套管16可以对从煤气水罐4和沉降槽3顶部的呼吸气排出管道排出的呼吸气进行冷却，使易凝臭气冷凝后自流回设备，从而避免VOCs或臭气等从煤气水罐4和沉降槽3中排出。
本发明实施例还提供了一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，该简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法可以采用图1所示的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统来实现，具体包括如下步骤：
S1，变换高温冷凝液和气化含尘气化水经中压闪蒸器1脱气后，与气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器2，并在第一真空闪蒸器2中深度脱出溶解气。
可选地，所述中压闪蒸器1的闪蒸温度为140-160℃、压力为0.4-0.5MPa。所述第一真空闪蒸器2的闪蒸温度为80-86℃、真空度为50-60kPa。
S2，脱溶解气后的煤气水与来自于絮凝剂罐11的絮凝剂混合后送入沉降槽3。
可选地，所述絮凝剂的加入量为1吨煤气水加入3-5g絮凝剂。
S3，沉降在沉降槽3底部的固体物料经压滤机12压滤脱水制成泥饼，压滤脱水生成的滤液进入滤液罐13中并送往煤气水罐4，沉降槽3上部的煤气水送入煤气水罐4。
S4，煤气水罐4中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备(煤锁气洗涤设备和开车煤气洗涤设备)回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备。
S5，变换低温冷凝液送入脱酸塔5中脱酸气，中压闪蒸器1闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔5底部喷入脱酸塔5作为脱酸塔5的热源，同时脱酸塔5脱出闪蒸气中的酸性气。
S6，第一真空闪蒸器2闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器6进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器6冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器9进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器6和第二真空闪蒸分离器9真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔5塔顶送入脱酸塔5脱酸，脱酸塔5脱酸得到的脱酸气去硫回收设备。
S7，脱酸塔5脱酸后的煤气水进入蒸氨塔7，在蒸氨塔7中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔7中产生的氨水/液氨回收再利用。
其中，所述变换高温冷凝液为含尘量不大于2000mg/L、温度为150-190℃、压力为3.0-7.0MPa的煤气水；所述气化含尘气化水为含尘量不大于3000mg/L、温度为180-200℃、压力为3.0-7.0MPa的煤气水；所述变换低温冷凝液为含尘量小于50mg/L、温度为40-80℃、压力为3.0-5.0MPa的煤气水；所述低压气化煤气水为含尘量小于100mg/L、温度为60-80℃、压力为0.5-0.7MPa的煤气水；所述低压开车煤气水为含尘量小于200mg/L、温度为60-80℃、压力为0.5-0.7MPa的煤气水。
可选地，所述沉降槽3和煤气水罐4顶部持续通入惰性气体，以使沉降槽3和煤气水罐4内部始终保持大于0.2kPa的微正压(0.2-0.5kPa)。
下面以几个例子对本发明实施例提供的方法进行举例说明。
实施例1
本实施例中的碎煤为含水5％的晋城无烟煤，煤样经过破碎、筛分后获得粒径为5-50mm煤样，装入碎煤加压气化炉中进行碎煤加压气化，气化压力为4.0MPa，气化温度1250℃，气化产生的粗煤气在洗涤时依据水中含尘量、温度以及压力分为高温煤气水和低温煤气水，高温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换高温冷凝液和气化含尘气化水，低温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换低温冷凝液、低压气化煤气水和低压开车煤气水。不同分类的煤气水分别分离回用，整个煤气水的分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作并采用惰性气体保护，以保证系统中VOCs和臭气能够集中处理。
上述煤样经过气化单元、洗涤单元和变换单元处理得到的变换高温冷凝液的含尘量为1900mg/L、温度为150℃、压力为4MPa，气化含尘气化水的含尘量为2800mg/L、温度为189℃、压力为4.0MPa。变换低温冷凝液的含尘量为45mg/L、温度为67.5℃、压力为3.75MPa，低压气化煤气水的含尘量为90mg/L、温度为70℃、压力0.5MPa，低压开车煤气水的含尘量为180mg/L、温度为65℃、压力为0.65MPa。
其中，高温煤气水和低温煤气水的主要污染物特性数据分别见表1和表2。
表1
项目 单位 气化含尘气化水 变换高温冷凝液
尘含量 mg/L ＜3000 ＜2000
油含量 mg/L ＜5 ＜0.06
COD mg/L ＜800 ＜2500
总盐 mg/L ＜2000 ＜300
表2
项目 单位 变换低温冷凝液 低压气化煤气水 低压开车煤气水
尘含量 mg/L ＜50 ＜50 ＜200
油含量 mg/L ＜65 ＜80 ＜100
COD mg/L ＜800 ＜600 ＜2500
总盐 mg/L ＜10 ＜500 ＜700
其中，变换高温冷凝液和气化含尘气化水先经中压闪蒸器1脱气后与气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器2深度脱出溶解气，所述中压闪蒸器1的闪蒸温度为144℃，压力为0.4MPa，所述第一真空闪蒸器2的闪蒸温度为84.8℃，真空度为50kPa；脱溶解气后的煤气水按照1吨煤气水添加3g絮凝剂的比例加入絮凝剂混合后送入沉降槽3，沉降在沉降槽3底部的固体物料经压滤机12压滤脱水制成含水量为22％的泥饼，滤液进入滤液罐13中再送入煤气水罐4，沉降槽3上部的煤气水送入煤气水罐4。煤气水罐4中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；变换低温冷凝液送入脱酸塔5中脱酸气，中压闪蒸器1闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔5底部喷入脱酸塔5作为脱酸塔5的热源，同时脱酸塔5脱出闪蒸气中的酸性气；第一真空闪蒸器2闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器6进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器6冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器9进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器6和第二真空闪蒸分离器9真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔5塔顶送入脱酸塔5脱酸，脱酸塔5脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；脱酸塔5脱酸后的煤气水进入蒸氨塔7，在蒸氨塔7中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔7中产生的氨水/液氨回收再利用。
整个煤气水分离及回用过程的操作压力为大于0.2kPa的微正压操作，沉降槽3和煤气水罐4顶部持续通入设置惰性气体作为保护气，保证系统压力为大于0.2kPa微正压，使系统中VOCs和臭气等能够集中收集焚烧或RTO副产蒸汽。沉降槽3和煤气水罐4持续通入惰性气体对它们顶部进行密封的作用主要是为了防止沉降槽3和煤气水罐4出现负压而从它们的呼吸阀吸入空气，以保持罐内微正压，密封阀正常压力设定值宜为0.2kPa，并应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，以产生不必要的惰性气循环和运行费用高。
本发明实施例采用无烟煤碎煤加压气化是利用煤气水中油含量少，COD含量低，尘含量低的特点。本实施例中采用无烟煤进行加压气化，由于无烟煤水份低，一般全水含量在10％以下，挥发分小于10％，碳含量高，煤灰熔点高，灰含量高。真密度一般为1.4-1.8g/cm3，无烟煤中矿物质含量高，真密度更是达到1.8-1.9g/cm3，再加上无烟煤的热稳定性高，进入气化炉内不易于粉化，带出气化炉的煤尘量小、煤尘颗粒与煤气水密度差约大，所以煤尘更容易分离，可以缩短含尘煤气水分离器的停留时间。
目前进入生化处理设备的水质要求，一般是COD小于等于3500mg/L，pH在8.0-9.0之间，油含量小于等于50mg/L，BOD不大于1100mg/L。目前的煤气水出水和回用指标见表3，去生化处理设备的煤气水中的油含量高，在入生化前还需要进行氧化处理，降低COD含量。
表3
Figure BDA0002788352630000111
通过本发明实施例提供的方法处理后，去往生化处理设备的煤气水和进行煤气水回用的煤气水中，氨含量、COD含量等远小于通过目前煤气水分离和回收系统及方法处理得到的煤气水。
实施例2
本实施例中的碎煤为含水6％的晋城无烟煤，煤样经过破碎、筛分后获得粒径为5-50mm煤样，装入碎煤加压气化炉中进行碎煤加压气化，气化压力为5.0MPa，气化温度1250℃，气化产生的粗煤气在洗涤时依据水中含尘量、温度以及压力分为高温煤气水和低温煤气水，高温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换高温冷凝液和气化含尘气化水，低温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换低温冷凝液、低压气化煤气水和低压开车煤气水。不同分类的煤气水分别分离回用，整个煤气水的分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作并采用惰性气体保护，保证系统中VOCs和臭气能够集中处理。
上述煤样经过气化单元、洗涤单元和变换单元处理得到的变换高温冷凝液的含尘量为1800mg/L、温度为158℃、压力为5MPa，气化含尘气化水的含尘量为1985mg/L、温度为196℃、压力5.0MPa。变换低温冷凝液的含尘量为48mg/L、温度为70.5℃，压力为4.75MPa，低压气化煤气水的含尘量为98mg/L、温度为72℃、压力为0.6MPa，低压开车煤气水的含尘量为160mg/L、温度为75℃、压力0.55MPa。
其中，变换高温冷凝液和气化含尘气化水先经中压闪蒸器1脱气后和气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器2深度脱出溶解气，所述中压闪蒸器1的闪蒸温度为148℃，压力为0.5MPa，所述第一真空闪蒸器2的闪蒸温度为86℃，真空度为60kPa；脱溶解气后的煤气水按照1吨煤气水添加4.5g絮凝剂的比例加入絮凝剂混合后送入沉降槽3，沉降在沉降槽3底部的固体物料经压滤机12压滤脱水制成含水量为28％的泥饼，滤液进入滤液罐13中再送入煤气水罐4，沉降槽3上部的煤气水送入煤气水罐4。煤气水罐4中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；变换低温冷凝液送入脱酸塔5中脱酸气，中压闪蒸器1闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔5底部喷入脱酸塔5作为脱酸塔5的热源，同时脱酸塔5脱出闪蒸气中的酸性气；第一真空闪蒸器2闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器6进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器6冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器9进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器6和第二真空闪蒸分离器9真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔5塔顶送入脱酸塔5脱酸，脱酸塔5脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；脱酸塔5脱酸后的煤气水进入蒸氨塔7，在蒸氨塔7中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔7中产生的氨水/液氨回收再利用。
整个煤气水分离回用过程的操作压力大于0.2kPa的微正压操作，沉降槽3和煤气水罐4顶部持续通入设置惰性气体作为保护气，保证系统压力大于0.2kPa微正压操作，系统中VOCs和臭气等能够集中收集焚烧或RTO副产蒸汽。沉降槽3和煤气水罐4持续通入惰性气体对它们顶部进行密封的作用主要是为了防止沉降槽3和煤气水罐4出现负压而从它们的呼吸阀吸入空气，以保持罐内微正压，密封阀正常压力设定值宜为0.2kPa，并应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，产生不必要的惰性气循环和运行费用高。
实施例3
本实施例中的碎煤为含水8％的阳泉无烟煤，煤样经过破碎、筛分后获得粒径为5-50mm煤样，装入碎煤加压气化炉中进行碎煤加压气化，气化压力为7.0MPa，气化温度为1350℃，气化产生的粗煤气在洗涤时依据水中含尘量、温度以及压力分为高温煤气水和低温煤气水，高温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换高温冷凝液和气化含尘气化水，低温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换低温冷凝液、低压气化煤气水和低压开车煤气水。不同分类的煤气水分别分离回用，整个煤气水的分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作并采用惰性气体保护，保证系统中VOCs和臭气能够集中处理。
上述煤样经过气化单元、洗涤单元和变换单元处理得到的变换高温冷凝液的含尘量为1785mg/L、温度为170℃、压力为7MPa，气化含尘气化水的含尘量为1650mg/L、温度为197℃、压力为7.0MPa。变换低温冷凝液的含尘量为35mg/L、温度为67.5℃、压力为3.75MP，低压气化煤气水的含尘量为65mg/L、温度为70℃、压力为0.5MPa，低压开车煤气水的含尘量为150mg/L、温度为60℃、压力为0.5MPa。
其中，变换高温冷凝液和气化含尘气化水先经中压闪蒸器1脱气后和气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器2深度脱出溶解气，所述中压闪蒸器1的闪蒸温度为144℃，压力为0.4MPa，所述第一真空闪蒸器2的闪蒸温度为84.8℃，真空度为50kPa；脱溶解气后的煤气水按照1吨煤气水添加4.8g絮凝剂的比例加入絮凝剂混合后送入沉降槽3，沉降在沉降槽3底部的固体物料经压滤机12压滤脱水制成含水量为28％的泥饼，滤液进入滤液罐13中再送入煤气水罐4，沉降槽3上部的煤气水送入煤气水罐4。煤气水罐4中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；变换低温冷凝液送入脱酸塔5中脱酸气，中压闪蒸器1闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔5底部喷入脱酸塔5作为脱酸塔5的热源，同时脱酸塔5脱出闪蒸气中的酸性气；第一真空闪蒸器2闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器6进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器6冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器9进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器6和第二真空闪蒸分离器9真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔5塔顶送入脱酸塔5脱酸，脱酸塔5脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；脱酸塔5脱酸后的煤气水进入蒸氨塔7，在蒸氨塔7中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔7中产生的氨水/液氨回收再利用。
整个煤气水分离回用过程的操作压力大于0.2kPa的微正压操作，沉降槽3和煤气水罐4顶部持续通入设置惰性气体作为保护气，保证系统压力大于0.2kPa微正压操作，系统中VOCs和臭气等能够集中收集焚烧或RTO副产蒸汽。沉降槽3和煤气水罐4持续通入惰性气体对它们顶部进行密封的作用是为了防止沉降槽3和煤气水罐4出现负压而从它们的呼吸阀吸入空气，以保持罐内微正压，密封阀正常压力设定值宜为0.2kPa，并应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，产生不必要的惰性气循环和运行费用高。
实施例4
本实施例中的碎煤为含水8％的半焦，煤样经过破碎、筛分后获得粒径为5-50mm煤样，装入碎煤加压气化炉中进行碎煤加压气化，气化压力为3MPa，气化温度为1250℃，气化产生的粗煤气在洗涤时依据水中含尘量、温度以及压力分为高温煤气水和低温煤气水，高温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换高温冷凝液和气化含尘气化水，低温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换低温冷凝液、低压气化煤气水和低压开车煤气水。不同分类的煤气水分别分离回用，整个煤气水的分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作并采用惰性气体保护，保证系统中VOCs和臭气能够集中处理。
上述煤样经过气化单元、洗涤单元和变换单元处理得到的变换高温冷凝液的含尘量为980mg/L、温度为155℃、压力为3MPa，气化含尘气化水的含尘量为1250mg/L、温度为185℃、压力为3.0MPa。变换低温冷凝液的含尘量为30mg/L、温度为66℃、压力为3MPa，低压气化煤气水的含尘量为65mg/L、温度为75℃、压力为0.5MPa，低压开车煤气水的含尘量120mg/L、温度为60℃、压力为0.5MPa。
其中，变换高温冷凝液和气化含尘气化水先经中压闪蒸器1脱气后和气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器2深度脱出溶解气，所述中压闪蒸器1的闪蒸温度为142℃，压力为0.4MPa，所述第一真空闪蒸器2的闪蒸温度为82℃，真空度为50kPa；脱溶解气后的煤气水按照1吨煤气水添加3g絮凝剂的比例加入絮凝剂混合后送入沉降槽3，沉降在沉降槽3底部的固体物料经压滤机12压滤脱水制成含水量为23％的泥饼，滤液进入滤液罐13中再送入煤气水罐4，沉降槽3上部的煤气水送入煤气水罐4。煤气水罐4中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；变换低温冷凝液送入脱酸塔5中脱酸气，中压闪蒸器1闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔5底部喷入脱酸塔5作为脱酸塔5的热源，同时脱酸塔5脱出闪蒸气中的酸性气；第一真空闪蒸器2闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器6进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器6冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器9进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器6和第二真空闪蒸分离器9真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔5塔顶送入脱酸塔5脱酸，脱酸塔5脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；脱酸塔5脱酸后的煤气水进入蒸氨塔7，在蒸氨塔7中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔7中产生的氨水/液氨回收再利用。
整个煤气水分离回用过程的操作压力大于0.2kPa的微正压操作，沉降槽3和煤气水罐4顶部持续通入设置惰性气体作为保护气，保证系统压力大于0.2kPa微正压操作，系统中VOCs和臭气等能够集中收集焚烧或RTO副产蒸汽。沉降槽3和煤气水罐4持续通入惰性气体对它们顶部进行密封的作用是为了防止沉降槽3和煤气水罐4出现负压而从它们的呼吸阀吸入空气，以保持罐内微正压，密封阀正常压力设定为0.4kPa，并应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，产生不必要的惰性气循环和运行费用高。
实施例5
本实施例中的碎煤为含水5％的焦炭，煤样经过破碎、筛分后获得粒径为5-50mm煤样，装入碎煤加压气化炉中进行碎煤加压气化，气化压力为3MPa，气化温度为1250℃，气化产生的粗煤气在洗涤时依据水中含尘量、温度以及压力分为高温煤气水和低温煤气水，高温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换高温冷凝液和气化含尘气化水，低温煤气水依据含尘量、温度以及压力分为变换低温冷凝液、低压气化煤气水和低压开车煤气水。不同分类的煤气水分别分离回用，整个煤气水的分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作并采用惰性气体保护，保证系统中VOCs和臭气能够集中处理。
上述煤样经过气化单元、洗涤单元和变换单元处理得到的变换高温冷凝液的含尘量为1200mg/L、温度为164℃、压力为3MPa，气化含尘气化水的含尘量为1800mg/L、温度为185℃、压力为3.0MPa。变换低温冷凝液的含尘量为46mg/L、温度为66℃、压力为3.0MPa，低压气化煤气水的含尘量为84mg/L、温度为75℃、压力为0.5MPa，低压开车煤气水的含尘量170mg/L、温度为78℃、压力为0.7MPa。
其中，变换高温冷凝液和气化含尘气化水先经中压闪蒸器1脱气后和气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器2深度脱出溶解气，所述中压闪蒸器1的闪蒸温度为142℃，压力为0.4MPa，所述第一真空闪蒸器2的闪蒸温度为82℃，真空度为50kPa；脱溶解气后的煤气水按照1吨煤气水添加3g絮凝剂的比例加入絮凝剂混合后送入沉降槽3，沉降在沉降槽3底部的固体物料经压滤机12压滤脱水制成含水量为22％的泥饼，滤液进入滤液罐13中再送入煤气水罐4，沉降槽3上部的煤气水送入煤气水罐4。煤气水罐4中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；变换低温冷凝液送入脱酸塔5中脱酸气，中压闪蒸器1闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔5底部喷入脱酸塔5作为脱酸塔5的热源，同时脱酸塔5脱出闪蒸气中的酸性气；第一真空闪蒸器2闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器6进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器6冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器9进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器6和第二真空闪蒸分离器9真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔5塔顶送入脱酸塔5脱酸，脱酸塔5脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；脱酸塔5脱酸后的煤气水进入蒸氨塔7，在蒸氨塔7中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔7中产生的氨水/液氨回收再利用。
整个煤气水分离回用过程的操作压力大于0.2kPa的微正压操作，沉降槽3和煤气水罐4顶部持续通入设置惰性气体作为保护气，保证系统压力大于0.2kPa微正压操作，系统中VOCs和臭气等能够集中收集焚烧或RTO副产蒸汽。沉降槽3和煤气水罐4持续通入惰性气体对它们顶部进行密封的作用是为了防止沉降槽3和煤气水罐4出现负压而从它们的呼吸阀吸入空气，以保持罐内微正压，密封阀正常压力设定为0.5kPa，并应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，产生不必要的惰性气循环和运行费用高
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其特征在于，包括中压闪蒸器(1)、第一真空闪蒸器(2)、沉降槽(3)、煤气水罐(4)、脱酸塔(5)、第一真空闪蒸分离器(6)、蒸氨塔(7)、第二真空闪蒸分离器(9)、絮凝剂罐(11)、压滤机(12)、滤液罐(13)、若干水泵和管路，其中：
所述中压闪蒸器(1)的第一进水口与变换高温冷凝液管路连接，中压闪蒸器(1)的第二进水口与气化含尘气化水管路连接，中压闪蒸器(1)的出水口通过管路与第一真空闪蒸器(2)的第一进水口连接，第一真空闪蒸器(2)的第二进水口与低压气化煤气水管路连接，第一真空闪蒸器(2)的第三进水口与低压开车煤气水管路连接，第一真空闪蒸器(2)的出水口通过管路和水泵与沉降槽(3)的进水口连接，沉降槽(3)的出水口通过管路和水泵与压滤机(12)的进水口连接，压滤机(12)的出水口通过管路与滤液罐(13)的进水口连接，滤液罐(13)的出水口通过管路和水泵与煤气水罐(4)的进水口连接，沉降槽(3)的进水口还通过管路与絮凝剂罐(11)的出料口连接，沉降槽(3)的煤气水出口通过管路与煤气水罐(4)的煤气水进口连接，煤气水罐(4)的第一煤气水出口通过管路和水泵与煤气水回用设备连接，煤气水罐(4)的第二煤气水出口通过管路和水泵与煤气水生化处理设备连接，沉降槽(3)和煤气水罐(4)顶部与惰性气体管路密封连接；中压闪蒸器(1)的出气口通过管路与脱酸塔(5)的进气口连接，脱酸塔(5)的第一进水口与变换低温冷凝液管路连接，脱酸塔(5)的出水口通过管路和水泵与蒸氨塔(7)的进水口连接，蒸氨塔(7)的出水口与脱氨气化水回用设备连接；第一真空闪蒸器(2)的出气口通过管路与第一真空闪蒸分离器(6)的进气口连接，第一真空闪蒸分离器(6)的出气口通过管路与第二真空闪蒸分离器(9)的进气口连接，第一真空闪蒸分离器(6)的出水口通过管路和水泵与脱酸塔(5)的第二进水口连接，第二真空闪蒸分离器(9)的出水口通过管路与脱酸塔(5)的第二进水口连接。
2.根据权利要求1所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其特征在于，还包括集油浮子(14)和油罐(15)，所述集油浮子(14)设于煤气水罐(4)内部，集油浮子(14)底部通过软管与油罐(15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其特征在于，所述煤气水罐(4)和沉降槽(3)顶部的呼吸气排出管道外设有冷却水套管(16)。
4.一种简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，变换高温冷凝液和气化含尘气化水经中压闪蒸器(1)脱气后，与气化低压煤气水和气化开车煤气水一起进入第一真空闪蒸器(2)，并在第一真空闪蒸器(2)中深度脱出溶解气；
S2，脱溶解气后的煤气水与来自于絮凝剂罐(11)的絮凝剂混合后送入沉降槽(3)；
S3，沉降在沉降槽(3)底部的固体物料经压滤机(12)压滤脱水制成泥饼，压滤脱水生成的滤液进入滤液罐(13)中并送往煤气水罐(4)，沉降槽(3)上部的煤气水送入煤气水罐(4)；
S4，煤气水罐(4)中的一部分煤气水作为气化低压煤气水的洗涤水为煤气水回用设备回用，剩余的煤气水送往煤气水生化处理设备；
S5，变换低温冷凝液送入脱酸塔(5)中脱酸气，中压闪蒸器(1)闪蒸出的闪蒸气从脱酸塔(5)底部喷入脱酸塔(5)作为脱酸塔(5)的热源，同时脱酸塔(5)脱出闪蒸气中的酸性气；
S6，第一真空闪蒸器(2)闪蒸形成的冷凝液进入第一真空闪蒸分离器(6)进行真空闪蒸分离，经过第一真空闪蒸分离器(6)冷凝的冷凝液继续进入第二真空闪蒸分离器(9)进行真空闪蒸分离，第一真空闪蒸分离器(6)和第二真空闪蒸分离器(9)真空闪蒸分离后形成的冷凝液从脱酸塔(5)塔顶送入脱酸塔(5)脱酸，脱酸塔(5)脱酸得到的脱酸气去硫回收设备；
S7，脱酸塔(5)脱酸后的煤气水进入蒸氨塔(7)，在蒸氨塔(7)中蒸氨后的煤气水作为洗涤水为粗煤气洗涤设备回用，蒸氨塔(7)中产生的氨水/液氨回收再利用。
5.根据权利要求4所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其特征在于，所述变换高温冷凝液为含尘量不大于2000mg/L、温度为150-190℃、压力为3.0-7.0MPa的煤气水；所述气化含尘气化水为含尘量不大于3000mg/L、温度为180-200℃、压力为3.0-7.0MPa的煤气水；所述变换低温冷凝液为含尘量小于50mg/L、温度为40-80℃、压力为3.0-5.0MPa的煤气水；所述低压气化煤气水为含尘量小于100mg/L、温度为60-80℃、压力为0.5-0.7MPa的煤气水；所述低压开车煤气水为含尘量小于200mg/L、温度为60-80℃、压力为0.5-0.7MPa的煤气水。
6.根据权利要求4所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其特征在于，所述中压闪蒸器(1)的闪蒸温度为140-160℃、压力为0.4-0.5MPa。
7.根据权利要求4所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其特征在于，所述第一真空闪蒸器(2)的闪蒸温度为80-86℃、真空度为50-60kPa。
8.根据权利要求4所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其特征在于，所述絮凝剂的加入量为1吨煤气水加入3-5g絮凝剂。
9.根据权利要求4所述的简约型碎煤加压气化煤气水分离及回用方法，其特征在于，所述沉降槽(3)和煤气水罐(4)顶部持续通入惰性气体。
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