CN115721951A - 气化尾气处理装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尾气处理技术领域,是一种气化尾气回收处理装置及其使用方法,前者包括气化尾气解析器、尾气冷却器、气液分离器、凝液排放控制器、释放气排放控制器、气体回收器、凝液回收器和控制单元,后者中,含渣水在气化尾气解析器内经低压闪蒸处理后进入尾气冷却器,与冷却介质换热,含渣水闪蒸气经降温冷却后,蒸汽冷凝,得到含有酸性气体的蒸汽凝液汽液分离,分离出的酸性气体由气体回收器回收利用,分离出的蒸汽凝液由凝液回收器回收利用,本发明利用DCS系统实现自动化的提升,实现低位热能回收利用,且回收尾气中的有效组分和蒸汽凝液的回收率提高,经济效益显著、降低能源消耗,实现尾气零排放。
Description
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域,是一种气化尾气回收处理装置及其使用方法。
背景技术
在以煤、煤浆等为气化原料气化装置中,气化炉反应的高温粗合成气经激冷水洗涤降温后,灰渣和细小颗粒物、可燃气体融入到渣水中。渣水经过低压闪蒸处理可以将其中溶解的大量可燃气解析出来,形成闪蒸气,利用闪蒸气加热返回除氧器内的灰水,闪蒸气中含有H2、CO、H2S等酸性气解析出来,由于压力低,目前处理方法中,最常见的是将闪蒸气放空处理。
闪蒸气中约95%的组分为H2O,以及含量为1%至4%的有效气(CO+H2),其余为少量酸性气CO2、H2S等组分;温度通常为100℃至105℃,压力大约为20KPa,酸性气和可燃气体排入大气造成环境污染,水蒸气排入大气,造成能源浪费,特别在冬季大气温度低,在排放处大量积冰,加大了现场安全风险。
闪蒸气利用价值较高的有效气,若能结合整个装置,设计合理的回收利用装置进行回收,不仅可以节省大量的能量,还可以提高有效气的回收率,经济效益显著,实现污染物零排放。
发明内容
本发明提供了一种气化尾气回收处理装置及其使用方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有尾气处理时存在酸性气和可燃气体排入大气污染环境、能源浪费以及回收操作不便利的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种气化尾气回收处理装置,包括气化尾气解析器、尾气冷却器、气液分离器、凝液排放控制器、释放气排放控制器、气体回收器、凝液回收器和控制单元,气化尾气解析器进气口固定连通有闪蒸汽进气管线,气化尾气解析器出气口与尾气冷却器进气口之间固定连通有酸性气体管线,尾气冷却器出气口与气液分离器进气口之间固定连通有酸性气凝液管线,气液分离器出气口与释放气排放控制器进气口之间固定连通有释放气管线,释放气排放控制器出气口与气体回收器进气口之间固定连通有排放气管线,气液分离器出液口与凝液排放控制器进液口之间固定连通有凝液排放管线,凝液排放控制器出液口与凝液回收器进液口之间固定连通有凝液回收管线,尾气冷却器底部进液口固定连通有冷却剂进液管线,尾气冷却器顶部出液口固定连通有冷却剂回液管线,凝液排放控制器、释放气排放控制器均与控制单元电连接。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述气化尾气解析器顶部设置有压力监测器。
上述释放气管线上固定安装有流量监测器。
上述气液分离器中部设置有液位监测器。
上述压力监测器、流量监测器和液位监测器均与控制单元电连接。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种气化尾气回收处理装置的使用方法,按照下述步骤进行:第一步,来自上游气化装置的含渣水在气化尾气解析器内经低压闪蒸处理后,作为含渣水闪蒸气进入尾气冷却器的壳程;第二步,系统内冷却介质进入尾气冷却器的管程,含渣水闪蒸气与冷却介质在尾气冷却器换热,含渣水闪蒸气经降温冷却后,蒸汽冷凝,得到含有酸性气体的蒸汽凝液;第三步,含有酸性气体的蒸汽凝液在气液分离器中实现汽液分离,分别得到酸性气体和蒸汽凝液;第四步,分离出的酸性气体经释放气排放控制器的控制和自动调节,保持系统压力稳定后,酸性气体由气体回收器回收利用;第五步,分离出的蒸汽凝液经凝液排放控制器自动控制液位后,蒸汽凝液由凝液回收器回收利用。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述含渣水闪蒸气的压力为0.010MPa至0.020MPa,温度为100℃至105℃。
上述冷却介质为脱盐水。
上述脱盐水的压力为1.3MPaG,温度为20℃至30℃。
本发明利用DCS系统实现自动化的提升,实现低位热能回收利用,且回收尾气中的有效组分和蒸汽凝液的回收率提高,经济效益显著、降低能源消耗,实现尾气零排放。
附图说明
附图1为发明实施例5的工艺流程示意图。
附图中的编码分别为:1为气化尾气解析器,2为尾气冷却器,3为气液分离器,4为凝液排放控制器,5为释放气排放控制器,6为气体回收器,7为凝液回收器,8为控制单元,9为闪蒸汽进气管线,10为酸性气体管线,11为酸性气凝液管线,12为释放气管线,13为排放气管线,14为凝液排放管线,15为凝液回收管线,16为冷却剂进液管线,17为冷却剂回液管线,18为压力监测器,19为流量监测器,20为液位监测器。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例1:如附图1所示,该气化尾气回收处理装置,包括气化尾气解析器、尾气冷却器、气液分离器、凝液排放控制器、释放气排放控制器、气体回收器、凝液回收器和控制单元,气化尾气解析器进气口固定连通有闪蒸汽进气管线,气化尾气解析器出气口与尾气冷却器进气口之间固定连通有酸性气体管线,尾气冷却器出气口与气液分离器进气口之间固定连通有酸性气凝液管线,气液分离器出气口与释放气排放控制器进气口之间固定连通有释放气管线,释放气排放控制器出气口与气体回收器进气口之间固定连通有排放气管线,气液分离器出液口与凝液排放控制器进液口之间固定连通有凝液排放管线,凝液排放控制器出液口与凝液回收器进液口之间固定连通有凝液回收管线,尾气冷却器底部进液口固定连通有冷却剂进液管线,尾气冷却器顶部出液口固定连通有冷却剂回液管线,凝液排放控制器、释放气排放控制器均与控制单元电连接。
实施例2:如附图1所示,作为上述实施例的优化,气化尾气解析器顶部设置有压力监测器。
根据需要,气化尾气解析器1通过设置压力监测器18,控制单元8根据压力监测器18监测数据,便于释放气排放控制器5自动控制,实现尾气回收进入气体回收器6回收利用,其中压力监测器18可为远传压力表。
实施例3:如附图1所示,作为上述实施例的优化,释放气管线上固定安装有流量监测器。
根据需要,通过流量监测器19的流量显示,便于释放气排放控制器5实现闪蒸气冷凝分离后的尾气自动控制排放,流量监测器19可为远传流量计。
实施例4:如附图1所示,作为上述实施例的优化,气液分离器中部设置有液位监测器。
根据气液分离器3设置的液位监测器20液位显示,控制单元8对气液分离器3的液位进行监测,便于凝液排放控制器4对气液分离器3的液位进行自动控制,实现凝液回收,凝液进入凝液回收器7进行回收利用,其中液位监测器20可为远传液位计。
实施例5:如附图1所示,作为上述实施例的优化,压力监测器18、流量监测器19和液位监测器20均与控制单元8电连接。
本发明中,化尾气解析器1、尾气冷却器2、气液分离器3、凝液排放控制器4、释放气排放控制器5、气体回收器6、凝液回收器7均为本领域现有公知公用设备,控制单元8为化工领域现有公知的DCS控制器,其型号可为。
实施例6:如附图1所示,该气化尾气回收处理装置的使用方法,按照下述步骤进行:第一步,来自上游气化装置的含渣水在气化尾气解析器内经低压闪蒸处理后,作为含渣水闪蒸气进入尾气冷却器的壳程;第二步,系统内冷却介质进入尾气冷却器的管程,含渣水闪蒸气与冷却介质在尾气冷却器换热,含渣水闪蒸气经降温冷却后,蒸汽冷凝,得到含有酸性气体的蒸汽凝液;第三步,含有酸性气体的蒸汽凝液在气液分离器中实现汽液分离,分别得到酸性气体和蒸汽凝液;第四步,分离出的酸性气体经释放气排放控制器的控制和自动调节,保持系统压力稳定后,酸性气体由气体回收器回收利用;第五步,分离出的蒸汽凝液经凝液排放控制器自动控制液位后,蒸汽凝液由凝液回收器回收利用。
本发明中,系统内冷却介质与含渣水闪蒸气进行换热,实现热量交换,冷却系统介质吸收热量,既通过吸收来自尾气冷却器内闪蒸气的热量,实现低位热能回水利用。
实施例7:作为上述实施例的优化,含渣水闪蒸气的压力为0.010MPa至0.020MPa,温度为100℃至105℃。
实施例8:作为上述实施例的优化,冷却介质为脱盐水。
实施例9:作为上述实施例的优化,脱盐水的压力为1.3MPaG,温度为20℃至30℃。
本发明中装置结构简单、设计合理,经过对气化灰水中的酸性气体闪蒸、冷凝、分离,实现对凝液的自动回收利用,分离出的尾气回收,供后续工段利用,避免了有害气体对大气排放,实现废气回收,减低能源消耗,且适用范围广泛,可适用于以煤、多元浆等为原料制取原料气的气化装置,可充分回收尾气中的有效组分,避免有害气体对大气排放,冷凝后蒸汽返回系统使用,降低消耗,经济效益显著。同时,利用DCS控制系统,凝液排放控制器4实现凝液冷凝后自动控制排放,释放气排放控制器5实现闪蒸气冷凝分离后的尾气自动控制排放。
综上所述,本发明利用DCS系统实现自动化的提升,实现低位热能回收利用,且回收尾气中的有效组分和蒸汽凝液的回收率提高,经济效益显著、降低能源消耗,实现尾气零排放。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种气化尾气回收处理装置,其特征在于包括气化尾气解析器、尾气冷却器、气液分离器、凝液排放控制器、释放气排放控制器、气体回收器、凝液回收器和控制单元,气化尾气解析器进气口固定连通有闪蒸汽进气管线,气化尾气解析器出气口与尾气冷却器进气口之间固定连通有酸性气体管线,尾气冷却器出气口与气液分离器进气口之间固定连通有酸性气凝液管线,气液分离器出气口与释放气排放控制器进气口之间固定连通有释放气管线,释放气排放控制器出气口与气体回收器进气口之间固定连通有排放气管线,气液分离器出液口与凝液排放控制器进液口之间固定连通有凝液排放管线,凝液排放控制器出液口与凝液回收器进液口之间固定连通有凝液回收管线,尾气冷却器底部进液口固定连通有冷却剂进液管线,尾气冷却器顶部出液口固定连通有冷却剂回液管线,凝液排放控制器、释放气排放控制器均与控制单元电连接。
2.根据权利要求1所述的气化尾气回收处理装置,其特征在于气化尾气解析器顶部设置有压力监测器。
3.根据权利要求1或2所述的气化尾气回收处理装置,其特征在于释放气管线上固定安装有流量监测器。
4.根据权利要求1或2所述的气化尾气回收处理装置,其特征在于气液分离器中部设置有液位监测器。
5.根据权利要求3所述的气化尾气回收处理装置,其特征在于气液分离器中部设置有液位监测器。
6.根据权利要求5述的气化尾气回收处理装置,其特征在于压力监测器、流量监测器和液位监测器均与控制单元电连接。
7.一种根据权利要求1至6任一项所述的气化尾气回收处理装置的使用方法,其特征在于按照下述步骤进行:第一步,来自上游气化装置的含渣水在气化尾气解析器内经低压闪蒸处理后,作为含渣水闪蒸气进入尾气冷却器的壳程;第二步,系统内冷却介质进入尾气冷却器的管程,含渣水闪蒸气与冷却介质在尾气冷却器换热,含渣水闪蒸气经降温冷却后,蒸汽冷凝,得到含有酸性气体的蒸汽凝液;第三步,含有酸性气体的蒸汽凝液在气液分离器中实现汽液分离,分别得到酸性气体和蒸汽凝液;第四步,分离出的酸性气体经释放气排放控制器的控制和自动调节,保持系统压力稳定后,酸性气体由气体回收器回收利用;第五步,分离出的蒸汽凝液经凝液排放控制器自动控制液位后,蒸汽凝液由凝液回收器回收利用。
8.根据权利要求7所述的气化尾气回收处理装置的使用方法,其特征在于含渣水闪蒸气的压力为0.010MPa至0.020MPa,温度为100℃至105℃。
9.根据权利要求7或8所述的气化尾气回收处理装置的使用方法,其特征在于冷却介质为脱盐水。
10.根据权利要求9所述的气化尾气回收处理装置的使用方法,其特征在于脱盐水的压力为1.3MPaG,温度为20℃至30℃。
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