CN210261658U

CN210261658U - 一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统

Info

Publication number: CN210261658U
Application number: CN201920799922.1U
Authority: CN
Inventors: 崔华; 杨豫森; 陈辉
Original assignee: Hep Energy And Environment Technology Co ltd
Current assignee: HEPP Energy Environment Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-05-30

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，系统包括气化重整装置、气体净化分离装置和煤气储气罐；所述气化重整装置设有焦炭入料口、气化剂入口、蒸汽入口、混合气排出口、废液废渣排出口；所述蒸汽入口连通于所述火电厂的蒸汽管道，所述混合气排出口连通于所述气体净化分离装置；所述气体净化分离装置的煤气输出口连通于所述煤气储气罐，二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口，废气排出口连通于火电厂锅炉的SCR装置；所述气化剂入口还连通于所述火电厂的烟气管道、空气管道、氧气管道中的一个或多个。本实用新型具有较高的环保和经济价值。

Description

一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统

技术领域

本实用新型涉及热解制煤气领域，具体涉及一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统。

背景技术

我国的能源结构表现为“富煤、贫油、少气”，相比于石油、天然气和其他能源资源，我国煤炭资源丰富，是世界最大的煤炭生产和消费国，产量占世界煤炭总产量的37％。煤炭在我国一次能源结构中的比例约为70％，预计这种局面在今后几十年内不会发生根本改变。然而目前我国煤炭大约80％以直接燃烧的方式产生电能，不仅效率低、浪费资源且污染环境，因此寻求煤炭的综合利用，提高煤炭附加值已成为近年来煤化工产业热点。

目前煤热解工艺主要分为低温干馏工艺和高温热解气化工艺。低温干馏工艺一般用于生产粗焦或兰炭，粗焦和兰炭等焦炭产品是炼钢等行业的基础原料。高温热解气化工艺主要用于大批量制取煤气或氢气。由于原煤中包含大量水(特别是褐煤水份高达30％以上)，这样在煤化工工艺过程中会产生大量污水，而原煤产地新疆内蒙等地区是典型的缺水地区，包含大量水份的原煤在新疆内蒙采出后直接运输到内地，需要付出高额的运输成本，将缺水地区的水源运输到内地非缺水地区，在内地会产生大量污水需要处理。

而且，目前国内大型煤制气化工项目都存在大量产生污水及各种污染排放处理成本高昂的问题。如果能够在新疆内蒙等原煤产地就地进行煤炭化，及制取粗焦、兰炭等焦炭产品，将炼焦工艺中产生的污水就地处理净化，这样就可以为新疆内蒙等缺水地区保留大量原煤中开采出来的水资源。而热值高的焦炭运输成本就会大大降低，然后在内地煤化工项目中直接利用焦炭进行煤气化生产，不但可以减少内地项目的污水产生量和处理费用，而且能够提高煤气化工艺的产气率和降低能耗水平。如果能够在火电厂内利用水蒸汽参与焦炭的气化重整反应，不但可进一步提高产气率，而且气化工艺中产生的废气、废水、废渣均可进入火电厂的三废处理设施进行处理，这样就可极大降低煤气化项目的初投资。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，不仅实现对焦炭的高效利用，而且可以将火电厂转变为生产未来气体能源的工厂，从而改善目前火电厂的经营困境，另外，煤气生产过程产生的废气、废水、废渣都可以利用火电厂内的处理设施进行环保处理，不但可以降低煤气的生产成本，而且可以提高火电厂的经营效益。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，包括气化重整装置、气体净化分离装置和煤气储气罐；所述气化重整装置设有焦炭入料口、气化剂入口、蒸汽入口、混合气排出口、废液废渣排出口；所述蒸汽入口连通于所述火电厂的蒸汽管道，所述混合气排出口连通于所述气体净化分离装置；所述气体净化分离装置的煤气输出口连通于所述煤气储气罐，二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口，废气排出口连通于火电厂锅炉的SCR装置；所述气化剂入口还连通于所述火电厂的烟气管道、空气管道、氧气管道中的一个或多个。

进一步地，所述烟气管道连通于所述火电厂锅炉的炉膛或排烟管道，所述火电厂锅炉的炉膛或排烟管道的烟气通过烟气管道输入所述气化重整装置内。

进一步地，所述空气管道连通于所述火电厂的送风系统，火电厂的送风系统用于将空气通过空气管道送入所述气化重整装置内。

进一步地，所述氧气管道连通于所述火电厂的制氧系统，所述火电厂的制氧系统用于将氧气通过氧气管道107送入所述气化重整装置内。

进一步地，所述废液废渣排出口连通于所述火电厂的废渣废液处理装置。

进一步地，所述蒸汽管道连通于所述火电厂锅炉的主蒸汽管道、汽轮机高压缸抽汽管道、汽轮机高压缸排汽管道、汽轮机再热热段蒸汽管道、汽轮机中压缸抽汽管道、汽轮机中压缸排汽管道中的一个或多个。

进一步地，所述火电厂锅炉的SCR装置的出口连通有二氧化碳分离装置，所述二氧化碳分离装置的二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口。

本实用新型的有益效果在于：

1、利用火电厂送风系统、制氧系统、锅炉烟气作为气化重整装置的气化剂来源，实现了火电厂与制煤气系统的耦合，不但节能，而且环保。

2、利用火电厂产生的蒸汽送入气化重整装置，获得稳定的、廉价的水蒸汽来源。

3、在火电厂内设置水蒸汽热解制煤气系统，该系统的废气、废水、废液、废渣排入火电厂内的处理设施，避免了高额的处理设施的投资费用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的连接结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，如图1所示，包括气化重整装置101、气体净化分离装置102和煤气储气罐103；所述气化重整装置101设有焦炭入料口、气化剂入口、蒸汽入口、混合气排出口、废液废渣排出口；所述蒸汽入口连通于所述火电厂的蒸汽管道104，所述混合气排出口连通于所述气体净化分离装置102；所述气体净化分离装置102的煤气输出口连通于所述煤气储气罐103，二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口，废气排出口连通于火电厂锅炉的SCR装置；所述气化剂入口还连通于所述火电厂的烟气管道105、空气管道106、氧气管道107中的一个或多个。

上述系统的工作原理在于：通过焦炭入料口往所述气化重整装置中加入焦炭产品，通过火电厂的烟气管道、空气管道、氧气管道中的一个或多个向气化重整装置输送烟气、空气或氧气中的一种或多种作为气化剂，并通过火电厂的蒸汽管道向气化重整装置中输入水蒸汽。所述气化重整装置中，焦炭产品和水蒸汽在气化剂的作用下，焦炭产品高温气化得到包含有煤气的混合气，所述混合气输出至气体净化分离装置中，气体净化分离装置对混合气进行分离净化得到煤气并输出煤气储气罐中进行存储，得到的二氧化碳返回所述气化重整装置中作为气化剂，得到的废气输出至火电厂锅炉的SCR装置中进行废气处理。

所述焦炭产品可以为半焦、全焦、焦炭粉、焦炭颗粒、清洁型炭、兰炭、活性炭、含焦颗粒、焦油等含焦炭的燃料。

在本实施例中，所述烟气管道105连通于所述火电厂锅炉108的炉膛或排烟管道，所述火电厂锅炉108的炉膛或排烟管道的烟气通过烟气管道105输入所述气化重整装置101内。火电厂锅炉产生的烟气可作为气化剂参与焦炭产品的高温气化过程。

在本实施例中，所述空气管道106连通于所述火电厂的送风系统108，火电厂的送风系统109用于将空气通过空气管道106送入所述气化重整装置101内。空气可以作为气化剂参与焦炭产品的高温气化过程。

在本实施例中，所述氧气管道107连通于所述火电厂的制氧系统110，所述火电厂的制氧系统110用于将氧气通过氧气管道107送入所述气化重整装置101内。氧气可作为气化剂参与焦炭产品的高温气化过程。

在本实施例中，所述废液废渣排出口连通于所述火电厂的废渣废液处理装置112。利用火电厂的废渣废液处理装置对气化重整装置产生的废液废渣进行处理，可以不需要另外设置废液废渣处理系统，有效降低废液废渣处理成本。

在本实施例中，所述蒸汽管道104连通于所述火电厂锅炉108的主蒸汽管道。另外，所述蒸汽管道104还可以连通于汽轮机高压缸抽汽管道、汽轮机高压缸排汽管道、汽轮机再热热段蒸汽管道、汽轮机中压缸抽汽管道、汽轮机中压缸排汽管道中的一个或多个。

在本实施例中，所述火电厂锅炉108的SCR装置的出口连通有二氧化碳分离装置111，所述二氧化碳分离装置111的二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口。该设置可以进一步提高资源利用率。

实施例2

本实施例提供一种气化重整装置连接火电厂的烟气管道的结构。

一般地，所述火电厂锅炉1081包括锅筒、炉膛1081、省煤器1082和SCR装置1083。

如图2所示，在本实施例中，所述气化重整装置101的气化剂入口连通于火电厂锅炉108的炉膛1081内的过热器或再热器，炉膛1081内的过热器或再热器的高温烟气作为气化剂提供给气化重整装置101。

在本实施例中，还设有烟气测点，用于对进入气化重整装置101内的烟气温度和流量进行监测。

上述连接结构应用于实施例1的系统中，可以实现从火电厂中获取高温烟气作为气化剂。

实施例3

本实施例提供一种气化重整装置连接火电厂的蒸汽管道的结构。

如图3所示，本实施例中，所述气化重整装置101连通于火电厂锅炉108的主蒸汽管道1084，并连通于火电厂汽轮机112的蒸汽管道。

在本实施例中，所述汽轮机112是指多级汽轮机，包括有高压缸1121、中压缸1122和低压缸1123，连接于火电厂发电机113。所述气化重整装置101连通于所述高压气缸1121的蒸汽管道、中压气缸1122的蒸汽管道和再热热段蒸汽管道1124。

上述连接结构应用于实施例1所述系统中，可以实现从火电厂中获取高温蒸汽作为制煤气的原料。

实施例4

本实施例提供一种利用上述火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统的方法，包括如下步骤：

S1、通过焦炭入料口往所述气化重整装置中加入焦炭产品，通过火电厂的烟气管道、空气管道、氧气管道中的一个或多个向气化重整装置输送烟气、空气或氧气中的一种或多种作为气化剂，并通过火电厂的蒸汽管道向气化重整装置中输入水蒸汽；

S2、所述气化重整装置中，焦炭产品和水蒸汽在气化剂的作用下，焦炭产品高温气化得到包含有煤气的混合气；

S3、所述混合气输出至气体净化分离装置中，气体净化分离装置对混合气进行分离净化得到煤气并输出煤气储气罐中进行存储，得到的二氧化碳返回所述气化重整装置中作为气化剂，得到的废气输出至火电厂锅炉的SCR装置中进行废气处理。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，包括气化重整装置、气体净化分离装置和煤气储气罐；所述气化重整装置设有焦炭入料口、气化剂入口、蒸汽入口、混合气排出口、废液废渣排出口；所述蒸汽入口连通于所述火电厂的蒸汽管道，所述混合气排出口连通于所述气体净化分离装置；所述气体净化分离装置的煤气输出口连通于所述煤气储气罐，二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口，废气排出口连通于火电厂锅炉的SCR装置；所述气化剂入口还连通于所述火电厂的烟气管道、空气管道、氧气管道中的一个或多个。

2.根据权利要求1所述的火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，所述烟气管道连通于所述火电厂锅炉的炉膛或排烟管道，所述火电厂锅炉的炉膛或排烟管道的烟气通过烟气管道输入所述气化重整装置内。

3.根据权利要求1所述的火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，所述空气管道连通于所述火电厂的送风系统，火电厂的送风系统用于将空气通过空气管道送入所述气化重整装置内。

4.根据权利要求1所述的火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，所述氧气管道连通于所述火电厂的制氧系统，所述火电厂的制氧系统用于将氧气通过氧气管道送入所述气化重整装置内。

5.根据权利要求1所述的火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，所述废液废渣排出口连通于所述火电厂的废渣废液处理装置。

6.根据权利要求1所述的火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，所述蒸汽管道连通于所述火电厂锅炉的主蒸汽管道、汽轮机高压缸抽汽管道、汽轮机高压缸排汽管道、汽轮机再热热段蒸汽管道、汽轮机中压缸抽汽管道、汽轮机中压缸排汽管道中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的火电厂粗焦水蒸汽热解制煤气的系统，其特征在于，所述火电厂锅炉的SCR装置的出口连通有二氧化碳分离装置，所述二氧化碳分离装置的二氧化碳输出口连通于所述气化剂入口。