CN113278445A - 焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，包括制浆系统，所述制浆系统固定连接有水煤浆管道，所述水煤浆管道的另一端固定安装有气化系统，所述气化系统的一端固定俩借由高温燃气管道，所述高温燃气管道的另一端固定设有燃气管道，所述燃气管道的另一端固定安装有燃气净化系统，所述燃气净化系统的另一端通过燃气输送管道固定安装有内燃机发电系统，所述煤气输送管道并联有变换管道，所述变换管道的另一端固定安装有变换系统，所述制浆系统的另一端通过固定碳管道固定安装有焦油渣分离系统，生产高附加值的车用发动机燃料油和化学品，实现焦油渣处理与生活污泥处理的清洁资源化综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及焦油渣和污泥处理领域，更具体地说，涉及焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺。
背景技术
炼焦生产过程中，生产的高温焦炉煤气在集气管或初冷器冷却的条件下，高沸点的有机化合物被冷凝形成煤焦油，与此同时，煤气中夹带的煤粉、半焦等也混杂在煤焦油中，形成大小不等的团块，这些团块称为焦油渣，焦油渣在存放和燃烧不完全时，烟气中含有大量的苯并芘，严重污染大气，危害人们的健康，并且随着我国城镇化水平不断提高，污泥处理形势十分严峻。
现如今提出的处理方式中，将废渣作为塑性添加剂直接加入炼焦配煤中或用作型煤的粘结剂会导致焦炉干馏热量上升等问题，而燃烧处理也会带来热值利用率低和环境污染等问题，浪费严重，同时直接填埋容易造成多次污染，不利于处理。
因此有待提出一种新的处理工艺，通过将焦油渣和污泥相结合的方式来共同处理，保证处理效果和利用率
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，通过将焦油渣处理与生活污泥处理通过水煤浆气化技术进行结合，制取富含CO和H2的煤气，部分煤气通过变换与变压吸附制取高纯度氢气，用于焦油渣分离出的中低温煤焦油的加氢裂解，生产高附加值的车用发动机燃料油和化学品，剩余煤气用于热电联产，实现焦油渣处理与生活污泥处理的清洁资源化综合利用。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，包括制浆系统，所述制浆系统固定连接有水煤浆管道，所述水煤浆管道的另一端固定安装有气化系统，所述气化系统的一端固定俩借由高温燃气管道，所述高温燃气管道的表面固定安装有燃气余热回收系统，所述高温燃气管道的另一端固定设有燃气管道，所述燃气管道的另一端固定安装有燃气净化系统，所述燃气净化系统的另一端通过燃气输送管道固定安装有内燃机发电系统，所述煤气输送管道并联有变换管道，所述变换管道的另一端固定安装有变换系统，所述变换系统的另一端通过变换气管固定连接有变压吸附系统，所述制浆系统的另一端通过固定碳管道固定安装有焦油渣分离系统。
进一步的，所述焦油渣分离系统通过高温焦油管道安装有高温焦油蒸发精馏系统，所述高温焦油蒸发精馏系统形成有精馏产品，通过对高温焦油进一步蒸发精馏，可以形成酚油、洗油、煤焦油等多种产品，有效提高资源回收利用率，保证环境安全性。
进一步的，所述变压吸附系统的另一端并联有氢气管道和二氧化碳放空管道，所述氢气管道的另一端固定安装有中低温焦油萃取加氢系统，所述中低温焦油萃取加氢系统的另一端生产萃取产品，通过低温萃取产生十六烷柴油等低级酚萃取产品，保证会后利用效果，产品多样化，利于二次生产利用。
进一步的，所述中低温焦油萃取加氢系统的一端通过中低温焦油管道并联有焦油渣分离系统，通过将中低温焦油萃取加氢系统连接到焦油渣分离系统，可以接收低温焦油，利于分离利用，高效稳定。
进一步的，所述内燃机发电系统的另一端设有高温烟气管道，所述高温烟气管道的另一端固定安装有烟气余热回收系统，所述烟气余热回收系统的另一端通过第一中温中压蒸汽管道固定安装有汽轮机发电系统，通过将高温烟气余热回收通入汽轮机发电系统，可以二次利用余热进行发电，提高利用率，保证生产需求。
进一步的，所述汽轮机发电系统的另一端设有汽轮机排气管道，所述汽轮机排气管道的另一端固定安装有回收利用系统，通过安装回收利用系统来回收汽轮机热器，可以供给工厂生产和居民采暖，大大提高利用效率，降低使用成本。
进一步的，所述燃气余热回收系统的一端固定连接有第二中温中压蒸汽管道，所述第二中温中压蒸汽管道的另一端固定安装于汽轮机发电系统，通过将燃气余热回收连接汽轮机发电系统，保证余热回收效率，提高资源利用率，降低生产和处理成本，高效稳定。
进一步的，所述制浆系统的另一端固定连接有污泥管道，所述污泥管道的另一端固定安装有污泥加药调制供配系统。
进一步的，所述气化系统的一端并联安装有氧气管道，所述氧气管道的另一端固定安装有空分制氧系统。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过将焦油渣处理与生活污泥处理通过水煤浆气化技术进行结合，制取富含CO和H2的煤气，部分煤气通过变换与变压吸附制取高纯度氢气，用于焦油渣分离出的中低温煤焦油的加氢裂解，生产高附加值的车用发动机燃料油和化学品，剩余煤气用于热电联产。
(2)通过对高温焦油进一步蒸发精馏，可以形成酚油、洗油、煤焦油等多种产品，有效提高资源回收利用率，保证环境安全性。
(3)通过低温萃取产生十六烷柴油等低级酚萃取产品，保证会后利用效果，产品多样化，利于二次生产利用。
(4)通过将中低温焦油萃取加氢系统连接到焦油渣分离系统，可以接收低温焦油，利于分离利用，高效稳定。
(5)通过将高温烟气余热回收通入汽轮机发电系统，可以二次利用余热进行发电，提高利用率，保证生产需求。
(6)通过安装回收利用系统来回收汽轮机热器，可以供给工厂生产和居民采暖，大大提高利用效率，降低使用成本。
(7)通过将燃气余热回收连接汽轮机发电系统，保证余热回收效率，提高资源利用率，降低生产和处理成本，高效稳定。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图；
图2为本发明的变换系统的局部原理框图。
图中标号说明：
1制浆系统、11水煤浆管道、12气化系统、13高温燃气系统、14燃气余热回收系统、15燃气管道、16燃气净化系统、17燃气输送管道、18内燃机发电系统、2高温烟气管道、21烟气余热回收系统、22第一中温中压蒸汽管道、23汽轮机发电系统、24汽轮机排气管道、25回收利用系统、26第二中温中压蒸汽管道、27污泥加药调制供配系统、28污泥管道、3固定碳管道、31焦油渣分离系统、32氧气管道、33空分制氧系统、34中低温焦油管道、4变换管道、41变换系统、42变换气管、43变压吸附系统、44氢气管道、45中低温焦油萃取加氢系统、46萃取产品、47高温焦油管道、48高温焦油蒸发精馏系统、49精馏产品、5二氧化碳放空管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，包括制浆系统1，来自焦油渣分离系统31的固体炭首先进入磨前缓冲仓，缓冲仓设置必要的除铁、除杂质装置，然后进入球磨机辅以来自污泥加药调制系统的污泥添加剂进行磨浆，经过滤浆装置后进行稳定性处理，请参阅图1和图2，制浆系统1固定连接有水煤浆管道11，水煤浆管道11的另一端固定安装有气化系统12，气化系统12采用水煤浆煤气化技术，来自制浆系统的水煤浆通过喷嘴在来自空分制氧系统的氧气高速气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火砖里的高温辐射作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气，熔渣向下流，离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放，气化系统12的一端固定俩借由高温燃气管道13，高温燃气管道13的表面固定安装有燃气余热回收系统14，高温燃气管道13的另一端固定设有燃气管道15，燃气管道15的另一端固定安装有燃气净化系统16，燃气净化系统16的另一端通过燃气输送管道17固定安装有内燃机发电系统18，煤气输送管道17并联有变换管道4，变换管道4的另一端固定安装有变换系统41，净化后的一部分煤气由压缩机加压后进入变换系统41，在变换炉中将煤气中的CO气体与H2O反应，转化成H2，变换系统41的另一端通过变换气管42固定连接有变压吸附系统43，变压吸附采用分子筛提氢装置，来自变换系统41的煤气经过分子筛后将H2与CO2分离，CO2气体直接排放，H2送往中低温焦油萃取加氢系统45，以满足焦油加氢裂解需要，制浆系统1的另一端通过固定碳管道3固定安装有焦油渣分离系统31，来自焦化厂的焦油渣固定碳含量约60％，挥发分含量约33％、灰分约4％、硫含量约1.6％，首先利用萃取工艺将其固液分离得到焦油和固体炭，然后，固体炭进制浆系统，焦油通过蒸发精馏分成高温焦油和中低温焦油，分别进高温焦油蒸发精馏系统48和中低温焦油萃取加氢系统45，焦油渣分离系统31通过高温焦油管道47安装有高温焦油蒸发精馏系统48，高温焦油蒸发精馏系统48形成有精馏产品49，来自焦油渣分离系统31的高温焦油进行蒸发精馏，得到酚油、萘油、洗油、蒽油、二蒽油、煤焦油沥青等多种馏分，可用于多种化工产品的生产，变压吸附系统43的另一端并联有氢气管道44和二氧化碳放空管道5，氢气管道44的另一端固定安装有中低温焦油萃取加氢系统45，中低温焦油萃取加氢系统45的另一端生产萃取产品46，来自焦油渣分离系统31的中低温焦油首先用溶剂将焦油中的低级酚萃取而出作为化工原料外售，提取低级酚后的馏分去往加氢制取高十六烷值柴油，中低温焦油萃取加氢系统45的一端通过中低温焦油管道34并联有焦油渣分离系统31。
请参阅图1，内燃机发电系统18的另一端设有高温烟气管道2，高温烟气管道2的另一端固定安装有烟气余热回收系统21，烟气余热回收系统21的另一端通过第一中温中压蒸汽管道22固定安装有汽轮机发电系统23，汽轮机发电系统23的另一端设有汽轮机排气管道24，汽轮机排气管道24的另一端固定安装有回收利用系统25，燃气余热回收系统14的一端固定连接有第二中温中压蒸汽管道26，第二中温中压蒸汽管道26的另一端固定安装于汽轮机发电系统23，烟气余热回收系统21包括余热锅炉装置、除氧器、锅炉水泵等附属装置，用于高温烟气的余热回收并产中温中压蒸汽，其中蒸汽出口与汽轮机发电系统连，汽轮机发电系统23包括汽轮机及附属装置，利用燃气余热锅炉和烟气余热锅炉所产中温中压蒸汽发电，并为工业生产或居民采暖供热，制浆系统1的另一端固定连接有污泥管道28，来自污水处理厂含水量80％左右的污泥，首先经过过滤滤除大块杂质；然后再根据工程规模、制浆工艺要求、添加剂性能、添加剂用量、环保要求、使用的经济性，添加生化药剂进行调制，污泥管道28的另一端固定安装有污泥加药调制供配系统27，气化系统12的一端并联安装有氧气管道32，氧气管道32的另一端固定安装有空分制氧系统33。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，包括制浆系统(1)，其特征在于：所述制浆系统(1)固定连接有水煤浆管道(11)，所述水煤浆管道(11)的另一端固定安装有气化系统(12)，所述气化系统(12)的一端固定俩借由高温燃气管道(13)，所述高温燃气管道(13)的表面固定安装有燃气余热回收系统(14)，所述高温燃气管道(13)的另一端固定设有燃气管道(15)，所述燃气管道(15)的另一端固定安装有燃气净化系统(16)，所述燃气净化系统(16)的另一端通过燃气输送管道(17)固定安装有内燃机发电系统(18)，所述煤气输送管道(17)并联有变换管道(4)，所述变换管道(4)的另一端固定安装有变换系统(41)，所述变换系统(41)的另一端通过变换气管(42)固定连接有变压吸附系统(43)，所述制浆系统(1)的另一端通过固定碳管道(3)固定安装有焦油渣分离系统(31)。
2.根据权利要求1所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述焦油渣分离系统(31)通过高温焦油管道(47)安装有高温焦油蒸发精馏系统(48)，所述高温焦油蒸发精馏系统(48)形成有精馏产品(49)。
3.根据权利要求1所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述变压吸附系统(43)的另一端并联有氢气管道(44)和二氧化碳放空管道(5)，所述氢气管道(44)的另一端固定安装有中低温焦油萃取加氢系统(45)，所述中低温焦油萃取加氢系统(45)的另一端生产萃取产品(46)。
4.根据权利要求3所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述中低温焦油萃取加氢系统(45)的一端通过中低温焦油管道(34)并联有焦油渣分离系统(31)。
5.根据权利要求1所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述内燃机发电系统(18)的另一端设有高温烟气管道(2)，所述高温烟气管道(2)的另一端固定安装有烟气余热回收系统(21)，所述烟气余热回收系统(21)的另一端通过第一中温中压蒸汽管道(22)固定安装有汽轮机发电系统(23)。
6.根据权利要求5所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述汽轮机发电系统(23)的另一端设有汽轮机排气管道(24)，所述汽轮机排气管道(24)的另一端固定安装有回收利用系统(25)。
7.根据权利要求1所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述燃气余热回收系统(14)的一端固定连接有第二中温中压蒸汽管道(26)，所述第二中温中压蒸汽管道(26)的另一端固定安装于汽轮机发电系统(23)。
8.根据权利要求1所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述制浆系统(1)的另一端固定连接有污泥管道(28)，所述污泥管道(28)的另一端固定安装有污泥加药调制供配系统(27)。
9.根据权利要求1所述的焦油渣与生活污泥协同处理的制氢加氢裂解装置及其工艺，其特征在于：所述气化系统(12)的一端并联安装有氧气管道(32)，所述氧气管道(32)的另一端固定安装有空分制氧系统(33)。
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Denomination of invention: Hydrogen production hydrocracking unit and process for co-treatment of tar residue and domestic sludge Effective date of registration: 20230303 Granted publication date: 20221028 Pledgee: Weihai commercial bank Limited by Share Ltd. Ji'nan branch Pledgor: SHANDONG HENGLI NEW ENERGY ENGINEERING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980033976 |
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