CN1162624A - 两段炉水煤气厂工艺流程与含酚水的处理 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种两段炉水煤气厂，利用吹风气的热能，把含酚水喷入燃烧蓄热器内，汽化并通过火层来分解酚的方法处理酚的新方法。把上制气与下制气的冷却分别进行；上制气用间冷塔，下制气用填料塔，使含酚水量减少，能达到下制气所需的蒸汽量以下，把含酚水蒸汽作为气化剂用掉，不污染水质，并基本不需处理酚水的装置和操作人员与物料。节省投资和运行用。适用于新项目和老项目的技术改造。

Description

两段炉水煤气厂工艺流程与含酚水的处理

本发明属煤的气化工艺和相应的环境保护技术领域。

两段炉水煤气生产是以烟煤为原料，固定床周期性生产水煤气，供中小城市民用煤气气源。在生产过程中会产生有毒的含酚水不易处理，会影响环境水质，其危害严重。目前处理的方法多是采用生物处理，能达到排放要求，但是投资大，运行费用高，占地面积大，操作麻烦。由于我们财力薄，人的技术素质低，生产工艺必须短而实用，操作容易，符合国情，以利于中小城市煤气事业的发展。

本发明提供一种新的生产工艺流程和含酚水的处理方法，投资少，操作容易。

固定床水煤气气化周期性运行。一般分为三个主要阶段：1.吹风阶段：由两段炉下方入口进入空气与炉内气化段的半焦进行强力燃烧来提高温度，积蓄热量。燃烧过程产生的烟气中尚混有部分可燃成分，并由发生炉中部排出。2.上制气阶段：把水蒸汽由发生炉下方入口进入，并与炉内气化段的炽热焦炭产生水煤气，这水煤气和未分解的高温水蒸汽进入上方的干馏段，把湿热与干馏段内的煤进行热交换，使煤升温干燥并干馏热解，产生干馏煤气、焦油和酚等一起由上部出口排出，经冷却净化会析出含酚的凝结水。这就是两段炉水煤气厂要处理的有毒污水。3.下制气阶段：水蒸气由燃烧蓄热器煤气出口处进入，与烟气相反的方向进入发生炉内，与火层炽热的焦炭产生水煤气，还带着未分解的水蒸汽由炉下方的入口排出，经冷却净化冷凝析出未分解的水。这水不含酚，只含有少量的氰化物，可以通过简单的方法来处理排放。

本发明是利用吹风烟气中的热能，在燃烧蓄热器内加入二次空气燃烧，把蓄热体格子砖升温到800-900℃的高温，在下制气阶段把含酚水加压雾化喷入燃烧蓄热器内，与格子砖进行热交换汽化并过热，作为气化剂与发生炉内火层接触，酚被分解成H2O和CO2并与焦炭气化，处理掉酚水。

现在来分析一下水煤气生产中的含酚水应处理的数量。

假设水煤气生产中主要的指标和参数如下：

1.煤的含水量10％

2.蒸汽耗量：1kg/kg煤

3.上下制气时间比：55∶45

4.上下制气蒸汽分解率：50％，45％

5.煤气产率：1.2M3/kg煤

6.上下制气煤气的冷却方式：分别以间冷器和填料洗涤塔则上制气每吨煤煤气析出的水量为：

1.全部由煤带入的水：1000×0.1＝100kg

2.上制气未分解的水：1000×0.55×0.5＝275kg

3.35℃时煤气带走的水：1000×1.2×0.55×0.074＝31kg

4.需处理的酚水：100+275-31＝344kg

下制气每吨煤气化所需的蒸汽量：1000×0.45＝450kg

下制气所需的蒸汽量大于应处理的酚水量为：450-344＝106kg气化所需的蒸汽量大于应处理的酚水量，因此这个处理方法是可行的。

再来分析一下吹风气的能量能否满足气化含酚水的需要。根据U.G.I水煤气生产工艺的设备废热锅炉，当气化2000kg煤时，其蒸发量是2500公斤(1/3生产周期时间内)即吹风气可利用的能量是2500×640＝1600000kcal与下制气所需的饱和蒸汽过热到500℃所需能量之和。这里处理含酚水所需的能量为：344×640＝440000kcal。过热蒸汽所需的能量与前相同。

因此可以认为用吹风气的能量处理含酚水之后尚余1600000-440000＝1160000kcal。仅用去25％可利用的能量。因此用这个方法来处理含酚水是可行的。

再来分析一下现有燃烧蓄热器或裂解器与固定器内的蓄热体格子砖的能量是否能满足气化含酚水的需要。

首先对现有的LGI工艺流程的裂解器进行分析：

按流程中裂解器的热负荷是(按气化2吨煤估算)

1.下制气蒸汽过热到500℃的热负荷是：450×2(833-120)＝171000kcal.

2.上制气裂解焦油的热负荷：为了裂解焦油，必须使焦油的载体一全部水煤气—由120℃升温到850℃所需的能量与焦油升温和裂解所需能量之和.(这里因焦油升温和裂解的能量由于焦油量少而从略)此能量为：

1200×0.55×2×0.3(850-120)＝289000kcal

3.上制气中未分解的水蒸气从120℃过热到850℃时所需的能量为：

275×2(1000-640)＝270000kcal

1000是850℃时过热蒸汽的含热

总热负荷是：

171000+289000+270000＝730000kcal

现在不作为裂解器，而作为含酚水的汽化和过热到500℃的过热蒸汽来处理含酚水。其热负荷是：

应处理的含酚水量为344×2＝688kg。则所需能量负荷是：

688×640＝440000kcal，小于730000kcal。因此

I.L.G.I工艺设备是可行的

2.波兰工艺设备的裂解器就能满足，固定器可以去掉

3.附图I工艺流程设备的燃烧室应核算格子砖的蓄能量。

本发明提出将燃烧蓄热器利用吹风气的能量作为气化和过热含酚水蒸汽作为气化剂，在生产过程中处理含酚水的方案，附带的条件只是上下制气的冷却必须是分别进行的工艺，只需增加一台填料洗涤塔和相应的冷却循环水系统。实施后不要酚水处理的操作人员。基本不耗能、不需处理设施、节约投资和运行费用。可用于新建和已建工程的技术改造，以提高水煤气厂的经济效益。

本发明的实施方案结合附图1说明如下：

两段炉水煤气厂的工艺流程见附图1。

操作过程的吹风阶段是由鼓风机15送出空气，经控制阀20进入两段炉1在气化层中与半焦强力燃烧，产生含有部分可燃气体的烟气(吹风气)由中部出口通向有蓄热体格子砖的燃烧蓄热器2，同时在入口处再进入由控制阀21来的空气，引起自燃(吹风气的温度在550℃以上)，产生的热量被蓄热体格子砖吸收并升温，然后排出，并通过高温控制阀19进入总管16，再进入废热锅炉3，并由烟囱4排入大气。控制阀22，23，24，25，26都关闭。

操作过程的上制气阶段是蒸汽由废热锅炉来，经过减压进入稳压器10并与发生炉水套来的蒸汽通过控制阀24进入发生炉1，与前一阶段被空气燃烧成炽热的焦炭产生水煤气，并向上经过干馏段与这里的煤层进行热交换，把煤升温产生干燥干馏作用，产生的干馏煤气和焦油与制气过程中未分解的蒸汽一起由上出口排出，通过控制阀23后进入总管18，再进入电除焦油器5，除去焦油。焦油进入焦油罐11，煤气进入间冷器6，冷却到35℃，水蒸气冷凝析出流入油水分离器12，再进入酚水罐13。煤气进入电除油器7进一步净化油和尘，油流入油水分离器12，煤气输往储气罐。这时控制阀19，20，21，22，25，26都关闭。

操作过程下制气阶段补充蒸汽由控制阀22进入燃烧蓄热器2，须处理的含酚水由泵14送来通过控制阀26压力雾化后，喷入燃烧蓄热器与高温的格子砖进行热交换，把雾化后的含酚水汽化并过热。补充蒸汽也在这里过热后一起由发生炉中部出口进入发生炉，并向下与火层焦炭产生水煤气，最后由下部原来进空气的口排出，再进入激冷塔9，冷却后通过控制阀25总管17后，再进入填料洗涤塔8，再进入电除油器7进一步净化，最后进入储气罐。这时控制阀19，20，21，23，24都关闭。含酚水的处理就在这个过程中在燃烧蓄热器中汽化，作为气化剂在发生炉火层进行分解完成处理过程。

Claims (3)

1.两段炉水煤气厂包括气化，冷却净化和含酚水处理工艺，其特征在于：1.气化部分由两段炉1，燃烧蓄热器2和废热锅炉3组成2.冷却净化部分上下制气分别进行。上制气为电除焦油器5，间冷器6，电除油器7，下制气为激冷塔9，填料洗涤塔8，电除油器7组成，电除油器上下制气共用，3.含酚水处理部分是含酚水泵14，燃烧蓄热器2，两段炉1组成，含酚水是利用吹风气的能量，将燃烧蓄热器内的格子砖烧到800-900℃高温，然后在下制气时把含酚水喷入燃烧蓄热器内，与格子砖进行热交换而汽化，然后作为气化剂，进入两段炉内与炽热的焦炭产生水煤气的过程把含酚水处理掉，

2.根据权利要求1所述的特征是燃烧蓄热器2，和废热锅炉3，为两个单独的设备，分装在总管16的前后，燃烧蓄热器2与两段炉一对一配置，废热锅炉几台两段炉共用，总管与燃烧蓄热器之间有高温控制阀19，

3.根据权利要求1所述的特征在于两段炉1与电除焦油器之间有总管18，两段炉与总管之间有控制阀23，电除焦油器5，间冷器6，电除油器7几台两段炉共用，下制气激冷塔9与填料洗涤塔之间有总管17，两段炉与激冷塔一对一配置，激冷塔与总管之间有控制阀25，洗涤塔后煤气进入与上制气共用的电除油器，洗涤塔是共用的，四.根据权利要求1所述的特征在于含酚水是由一个系统分别送往各个燃烧蓄热器。

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