CN212051264U - 一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，涉及煤化工技术领域；解决鲁奇气化炉中副产物焦油渣不易处理和利用的问题；包括依次连接的鲁奇气化炉、煤气水分离装置、冷压成型装置和干馏碳化装置，干馏碳化装置的出料口与所述鲁奇气化炉的进料口相连接；鲁奇气化炉的炉顶部设置有喷嘴，喷嘴包括由内向外同轴设置的高压通道和低压通道，以及设置在高压通道和低压通道末端的混合腔室；经过本系统的处理，焦油渣被充分处理并回用，降低了成本，减小了对环境的污染。

Description

一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统

技术领域

本实用新型属于煤化工技术领域，具体涉及一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统。

背景技术

鲁奇气化炉的气化剂从底部通入气化炉，经与灰渣换热后再与下层煤料发生反应，反应后生成的合成气上行依次干馏和干燥上层的煤料，最终由气化炉上部送出。鲁奇气化技术的工艺觉得其产生的合成气中必然会携带大量煤干馏过程所产生的挥发分。这些挥发分在后系统中被冷凝并与被合成气吹出的焦粒、煤尘一起沉积到煤气水系统中，形成焦油渣。对于焦油渣的处置和利用一直困扰着运行气化炉的企业。

专利CN110373220A，公开了一种全自动焦油渣无害化处理方法,属于焦油渣处理技术领域。该发明首先将焦油渣通过液化罐碎解，加热搅拌，研磨后用泵输送到离心机，将焦油渣分离成焦油和渣粉。

专利CN107557044B，提供了一种焦油渣资源化处理工艺，以破乳脱水、溶剂萃取和离心分离为核心，采用煤焦油200-230℃的馏分油为主萃取剂，并添加少量粗苯和工业萘形成复合萃取剂，采用热萃取与离心相结合的工艺,使焦油渣中焦油的回收率达到95％以上。该工艺所用萃取剂在完成油水渣分离后不用回收,直接在油分中作为油产品成分储存利用，无需回收，简化分离环节，避免浪费并节省能源，有效解决了焦油渣在能源利用与环保处理上的问题。

专利CN109536224A，公开了一种煤焦油渣制作的水煤浆的方法。将煤焦油渣和煤粉一起使用制备水煤浆，使煤焦油渣得以合理处理和使用，减少煤粉本身的使用量。通过一定量的煤焦油渣和煤粉配合使用，并加入解胶剂和添加剂，可制浓度较高、粘度较低的水煤浆,同时利用煤焦油渣中大量的固态碳和有机组分,能很好提升水煤浆的热值。

以上技术只是以焦化过程的焦油渣为原料，与气化副产的焦油渣的特性不同，因而以上技术难以适用于气化副产焦油渣的处理。再者，气化副产焦油渣的产量远小于焦化过程，在经济性方面也决定了上述技术难以适用。

气化副产的焦油渣因含有苯、萘等属于危险废物，无害处置费用极高；而且由于气化副产焦油渣产量较少采用蒸馏、萃取等煤焦油加工技术处理经济性较差，其最经济的处理方式应为直接回用于气化过程。但是焦油渣富含大量轻质焦油，如果直接投入气化炉受热容易挥发会再次进入合成气中，而且焦油渣在高温下容易结焦可能影响气化炉的稳定运行，因此需要专门设计开发一种具有原位调控焦油渣物化性状能力的回用系统。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，解决鲁奇气化炉中副产物焦油渣不易处理和利用的问题。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，包括鲁奇气化炉、煤气水分离装置、冷压成型装置和干馏碳化装置，所述鲁奇气化炉的合成气出口通过管路与煤气水分离装置的进料口相连接，所述煤气水分离装置的沉降物出口通过输送提升装置与所述冷压成型装置的入料口相连接，所述冷压成型装置的出料口连接有第一输送装置，所述第一输送装置的出料端与所述干馏碳化装置的进料口相连接；所述干馏碳化装置的出料口通过第二输送装置与所述鲁奇气化炉的进料口相连接；所述的鲁奇气化炉的炉顶部设置有喷嘴，所述喷嘴包括由内向外同轴设置的高压通道和低压通道，以及设置在高压通道和低压通道末端的混合腔室，所述低压通道的外壁与混合腔室相连接，低压通道末端的出口伸至混合腔室的入口；所述高压通道末端的出口伸至混合腔室的底部；所述混合腔室的上部开设有喷口，所述喷口的下沿为倒角；低压通道末端的出口位于喷口下方。

进一步的，所述的鲁奇气化炉的炉顶均匀设置有多个开孔，每个开孔内设置有喷嘴，所述喷嘴垂直向下伸入炉内。

更进一步的，所述混合腔室的上部设置有互成90°的四个喷口。

更进一步的，所述喷口的倒角的内侧斜面与水平面形成为119°夹角，与垂直面形成151°夹角。

更进一步的，所述喷口的倒角外侧斜面与垂直面形成45°夹角。

更进一步的，所述的低压通道和高压通道进口端分别连接CO₂输气装置，所述高压通道进口端连接增压阀。

进一步的，所述干馏碳化装置的尾气出口与粗煤气管路相连接，所述粗煤气管路连接有净化装置。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型在鲁奇气化炉顶部加装喷嘴，喷入粒径≤50μm的高比表面积活性焦粉，与由炉底部上升的600℃左右的合成气在炉膛顶部充分混合，吸附其中夹带的挥发分并催化其发生交联聚合，从而将焦油固定在焦粉表面降低其挥发性；随后喷入的焦粉随合成气出气化炉，并在鲁奇气化炉的原有煤气水系统中沉降；捞出后视粘度掺入部分干煤粉用对辊成型机直接冷压成块，干馏后制成焦，制焦尾气可并入粗煤气中资源化循环利用；焦块可作为鲁奇气化炉的原料利用。

本装置通过喷嘴的设计采用高活性半焦作为吸附剂和催化剂喷入气化炉，将焦油吸附于半焦表面并借助炉内高温促使小分子焦油发生聚合反应进一步固定于半焦表面不易再次挥发，从改变其粘度、组成等物化特征；黏附焦油的半焦容易与水分离，并经过与煤粉的简单混合后甚至可直接压块成型；热解碳化过程可以提高型块的强度，并脱除挥发分，减少带入系统的挥发分。经过本系统的处理，焦油渣被充分处理并回用，降低了成本，减小了对环境的污染。

附图说明

图1为本实用新型所述鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统连接结构图。

图2为本实用新型所述喷嘴的结构示意图。

其中，1为高压通道，2为低压通道，3为喷口，4为喷嘴，5为倒角，6为第一斜面，7为第二斜面，8为混合腔室，9为鲁奇气化炉，10为煤气水分离器，11为冷压成型机，12为干馏碳化炉，13为输送提升机，14为第一输送带，15为第二输送带。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，是一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，包括鲁奇气化炉9、煤气水分离器10、冷压成型机11和箱式干馏碳化炉12，鲁奇气化炉9的合成气出口通过管路与煤气水分离器10的进料口相连接，煤气水分离器10的沉降物出口通过输送提升机13与冷压成型机11的入料口相连接，冷压成型机11的出料口连接有第一输送带14，第一输送带14的出料端与干馏碳化炉12的进料口相连接；干馏碳化炉12的出料口通过第二输送带15与鲁奇气化炉9的进料口相连接；鲁奇气化炉9的炉顶部设置有喷嘴4，鲁奇气化炉9的炉顶均匀设置有三个开孔，布置三个垂直向下伸入炉内的喷嘴4。如图2，为喷嘴4的结构图，喷嘴4包括包括由内向外同轴设置的高压通道1和低压通道2，以及设置在高压通道1和低压通道2末端的混合腔室8，低压通道2的外壁与混合腔室8相连接，低压通道2末端的出口伸至混合腔室8的入口；低压通道2末端的出口下沿端面形成70°的第二倒角。高压通道1末端的出口伸至混合腔室8的底部；混合腔室8的上部开设有互成90°的四个喷口3，喷口3的下沿为倒角5；喷口3的倒角5的内侧斜面与水平面形成为119°夹角，与垂直面形成151°夹角。喷口3的倒角5外侧斜面与垂直面形成45°夹角。低压通道2末端的出口位于喷口3下方。

混合腔室8的上部腔壁对称设置有第一斜面6，第一斜面6与低压通道2的外壁形成120°夹角；所述混合腔室8的下部腔壁对称设置有第二斜面7，第二斜面7与第一斜面6以水平中轴对称设置。第二斜面7与低压通道2的外壁延长线形成120°的夹角。

喷嘴的整体材质使用3Cr₁₇Ni₇Mo₂N（318），低压通道2和混合腔室8厚度为5mm，高压通道1的厚度为3mm。

高压通道1通入纯二氧化碳气体，压力高于低压输送二氧化碳压力0.35MPa。

低压通道2通入由低压二氧化碳输送的焦粉，压力高于气化炉压力0.6MPa。这种专用于向鲁奇气化炉注入半焦粉的喷嘴，从高压通道1内通入的二氧化碳气体在混合腔室8内与低压通道2内由低压二氧化碳输送落下的焦粉对撞混合，形成流态化从喷口3喷出；该喷嘴结构简单、使用方便，喷入的焦粉分散性好，可与合成气充分接触均匀混合。

工艺过程为：将半焦焦粉破碎研磨至粒径≤50μm；

1、焦粉通过喷嘴，由CO₂输送入炉，输送量根据气化煤料挥发分含量控制在80-150kg/h，输送压力高于炉内压力0.95 MPa时焦粉分散混合效果最佳。

2、焦粉随合成气出炉，无需对原有系统进行改造，在合成气冷却过程中进入高压含尘煤气水中，并在煤气水分离系内沉降下来形成粘度较高的焦油渣。

3、吸附了焦油的焦粉具有一定粘度，从油分离器卸出后掺入一定量的煤粉调整粘度，掺入量视实际粘度而定，调整至容易从成型机上脱落为佳。

4、使用冷压成型机11将混合物在70kN的力下压制成直经<50mm的块状物。

5、在900℃下干馏碳化2h成焦，冷却后可作为气化原料回用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，包括鲁奇气化炉、煤气水分离装置、冷压成型装置和干馏碳化装置，所述鲁奇气化炉的合成气出口通过管路与煤气水分离装置的进料口相连接，所述煤气水分离装置的沉降物出口通过输送提升装置与所述冷压成型装置的入料口相连接，所述冷压成型装置的出料口连接有第一输送装置，所述第一输送装置的出料端与所述干馏碳化装置的进料口相连接；所述干馏碳化装置的出料口通过第二输送装置与所述鲁奇气化炉的进料口相连接；所述的鲁奇气化炉的炉顶部设置有喷嘴，所述喷嘴包括由内向外同轴设置的高压通道和低压通道，以及设置在高压通道和低压通道末端的混合腔室，所述低压通道的外壁与混合腔室相连接，低压通道末端的出口伸至混合腔室的入口；所述高压通道末端的出口伸至混合腔室的底部；所述混合腔室的上部开设有喷口，所述喷口的下沿为倒角；低压通道末端的出口位于喷口下方。

2.根据权利要求1所述的一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，所述的鲁奇气化炉的炉顶均匀设置有多个开孔，每个开孔内设置有喷嘴，所述喷嘴垂直向下伸入炉内。

3.根据权利要求2所述的一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，所述混合腔室的上部设置有互成90°的四个喷口。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，所述喷口的倒角的内侧斜面与水平面形成为119°夹角，与垂直面形成151°夹角。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，所述喷口的倒角外侧斜面与垂直面形成45°夹角。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，所述的低压通道和高压通道进口端分别连接CO₂输气装置，所述高压通道进口端连接增压阀。

7.根据权利要求1所述的一种鲁奇气化副产焦油渣资源化回用系统，其特征在于，所述干馏碳化装置的尾气出口与粗煤气管路相连接，所述粗煤气管路连接有净化装置。

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