CN212270012U - 环保型碎煤加压气化煤锁操作系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环保型碎煤加压气化煤锁操作系统，属于煤化工领域，以解决目前的碎煤加压气化煤锁操作方法操作，会向大气中排放大量污染气体，导致环境污染严重的问题。通过设置二氧化碳气体管道、二氧化碳压缩机、压缩二氧化碳管道和压缩二氧化碳控制阀等结构，使得当煤锁泄压完之后，可以用压缩后的二氧化碳将煤锁中的残余煤锁气进行置换，使得后续通过煤锁引射器抽取煤锁中残余的气体时，是抽取的残余的二氧化碳气，使煤锁中的绝大多数残余煤锁气能够被二氧化碳置换走并最终收集至煤锁气气柜，不仅使得绝大多数煤锁中残余气得以回收，而且达到了减少污染气体排放和保护环境的目的。

Description

环保型碎煤加压气化煤锁操作系统

技术领域

本实用新型涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种环保型碎煤加压气化煤锁操作系统。

背景技术

目前碎煤加压气化炉煤锁运行工艺为间断加煤工艺。煤定期地靠重力通过连接在煤仓两个出口的供煤溜槽进入溜槽下部的煤锁中，煤锁为压力容器，拥有顶部的煤锁上阀和底部的煤锁下阀，二者均为液压锥阀。煤锁需要从常压增至气化炉压力，以使煤能够周期性地加至气化炉中。

目前的碎煤加压气化煤锁操作系统中，煤锁泄压到接近大气压后，开始将煤加入煤锁中。然而，此时煤锁中仍存在部分残余的煤锁气，因此，当向煤锁中加煤时，同时通过煤锁引射器抽取煤锁中的残余煤锁气，使残余煤锁气经煤尘旋风分离器分离后排入大气中。

从以上流程可知，在煤锁加煤的过程中，煤锁泄压到常压时，煤锁中残余的一锁压力与大气压接近的煤锁气需要通过煤锁引射器，利用空气或氮气作为引射气源，抽出后排入大气中。单次排入大气的煤锁气体积与煤锁容积相同。因为每次加煤时都是满锁加煤，所以排放煤锁气的体积与加煤体积相同。然而，煤锁气的体积组成为(不同的煤生产的煤气组分不同，但较为接近，以某煤气化项目为例)：氢气：38.27％；一氧化碳：13.75％；二氧化碳：33.90％；甲烷12.66％；氮气和氩气：0.15％；硫化氢和羰基硫：0.27％；烃类(两个碳原子及以上)：0.50％；苯并芘：微量；氨气：少量。以某40亿Nm³/h煤制天然气项目为例(本项目常开42台碎煤加压气化炉)，煤锁气通过氮气引射后，排出的煤锁引射气间断最大流量为7826Nm³/h，主要含有H₂:4268mg/m³、H₂S:595mg/m³、CO:21487mg/m³、CH4:11280mg/m³、非甲烷总烃:1598mg/m³、NH₃:298mg/m³、苯并芘:5.0×10^-5mg/m³。以40亿天然气项目全部开工计，全年VOCs排放可达100吨。另外还向大气排除硫化氢、一氧化碳、甲烷、氨气等有害气体。目前全国运行或的碎煤加压气化炉约200台(包括固态排渣和熔渣气化)。因此，每年VOCs排放量约450～500吨。

综上，通过目前的碎煤加压气化煤锁操作方法操作，会向大气中排放大量污染气体，导致环境污染严重。

发明内容

为解决目前的碎煤加压气化煤锁操作方法会导致大量污染气体排入空气中的技术问题，本实用新型提供一种环保型碎煤加压气化煤锁操作系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种环保型碎煤加压气化煤锁操作系统，其包括压缩空气管道、煤锁引射器、含煤粉引射气管道、引射释放气管道、煤尘旋风分离器、煤尘管道、煤锁残余气管道、煤锁、煤锁上阀、煤锁下阀、充泄压管、煤锁气管道、煤锁气控制阀、充压煤气管、充压煤气控制阀、二次冲压煤气管、二次冲压煤气控制阀、煤锁压力测量表、自动控制系统、二氧化碳气体管道、二氧化碳压缩机、压缩二氧化碳管道、压缩二氧化碳控制阀、煤锁气洗涤器、煤锁气分离器和煤锁气气柜，其中：

所述煤锁上阀和煤锁下阀分别与煤锁的顶部和底部连接，煤锁上阀与供煤溜槽连接，煤锁下阀与气化炉连接，充泄压管一端与煤锁上部连接，充泄压管另一端与煤锁气管道一端连接，煤锁气管道另一端与煤锁气洗涤器的进气口连接，煤锁气洗涤器的出气口与煤锁气分离器的进气口连接，煤锁气分离器的出气口与煤锁气气柜连接，煤锁气控制阀安装于煤锁气管道上，充压煤气管一端与变换冷却装置连接，充压煤气管另一端与充泄压管另一端连接，充压煤气控制阀安装于充压煤气管上，煤锁残余气管道一端与煤锁上阀上部的供煤溜槽连接，煤锁残余气管道另一端与煤锁引射器的进气口连接，压缩空气管道与煤锁引射器的空气进口连接，煤锁引射器的出气口通过含煤粉引射气管道与煤尘旋风分离器连接，煤尘旋风分离器顶部与引射释放气管道连接，煤尘旋风分离器底部与煤尘管道连接，二氧化碳气体管道与二氧化碳压缩机的进气口连接，二氧化碳压缩机的出气口通过压缩二氧化碳管道与煤锁连接，压缩二氧化碳控制阀安装于压缩二氧化碳管道上，二次冲压煤气管一端与煤锁下阀下部的气化炉连接，二次冲压煤气管另一端与充泄压管中部连接，二次冲压煤气控制阀安装于二次冲压煤气管上，煤锁压力测量表与煤锁连接，压缩二氧化碳控制阀、煤锁下阀、煤锁压力测量表、二次冲压煤气控制阀、煤锁上阀、充压煤气控制阀和煤锁气控制阀均与自动控制系统连接。

本实用新型的有益效果是：

通过设置二氧化碳气体管道、二氧化碳压缩机、压缩二氧化碳管道和压缩二氧化碳控制阀等结构，使得当煤锁泄压完之后，可以用压缩后的二氧化碳将煤锁中的残余煤锁气进行置换，使得后续通过煤锁引射器抽取煤锁中残余的气体时，是抽取的残余的二氧化碳气，使煤锁中的绝大多数残余煤锁气能够被二氧化碳置换走并最终收集至煤锁气气柜，不仅使得绝大多数煤锁中残余气得以回收，而且达到了减少污染气体排放和保护环境的目的。

以某40亿煤制天然气项目为例进行说明，本实用新型具有如下有益效果：

(1)减少排放VOCs排放可达100吨每年。根据煤种不同，气化炉产生的煤气组分不同，所以VOCs排放量也略有变化。

(2)减少排放硫化氢可达37吨每年。

(3)减少排放氨气可达18吨每年。

(4)减少排放一氧化碳气可达1300吨每年。

(5)每小时可回收煤锁气1631Nm³，每年回收煤煤锁气1305万Nm³。

(6)可以节约污染物排放税的缴纳。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的环保型碎煤加压气化煤锁操作系统，其包括压缩空气管道1、煤锁引射器2、含煤粉引射气管道3、引射释放气管道4、煤尘旋风分离器5、煤尘管道6、煤锁残余气管道7、煤锁8、煤锁上阀9、煤锁下阀10、充泄压管11、煤锁气管道12、煤锁气控制阀13、充压煤气管14、充压煤气控制阀15、二次冲压煤气管16、二次冲压煤气控制阀17、煤锁压力测量表18、自动控制系统19、二氧化碳气体管道20、二氧化碳压缩机21、压缩二氧化碳管道22、压缩二氧化碳控制阀23、煤锁气洗涤器24、煤锁气分离器25和煤锁气气柜26，其中：所述煤锁上阀9和煤锁下阀10分别与煤锁8的顶部和底部连接，煤锁上阀9与供煤溜槽连接，煤锁下阀10与气化炉连接，充泄压管11一端与煤锁8上部连接，充泄压管11另一端与煤锁气管道12一端连接，煤锁气管道12另一端与煤锁气洗涤器24的进气口连接，煤锁气洗涤器24的出气口与煤锁气分离器25的进气口连接，煤锁气分离器25的出气口与煤锁气气柜26连接，煤锁气控制阀13安装于煤锁气管道12上，充压煤气管14一端与变换冷却装置连接，充压煤气管14另一端与充泄压管11另一端连接，充压煤气控制阀15安装于充压煤气管14上，煤锁残余气管道7一端与煤锁上阀9上部的供煤溜槽连接，煤锁残余气管道7另一端与煤锁引射器2的进气口连接，压缩空气管道1与煤锁引射器2的空气进口连接，煤锁引射器2的出气口通过含煤粉引射气管道3与煤尘旋风分离器5连接，煤尘旋风分离器5顶部与引射释放气管道4连接，煤尘旋风分离器5底部与煤尘管道6连接，二氧化碳气体管道20与二氧化碳压缩机21的进气口连接，二氧化碳压缩机21的出气口通过压缩二氧化碳管道22与煤锁8连接，压缩二氧化碳控制阀23安装于压缩二氧化碳管道22上，二次冲压煤气管16一端与煤锁下阀10下部的气化炉连接，二次冲压煤气管16另一端与充泄压管11中部连接，二次冲压煤气控制阀17安装于二次冲压煤气管16上，煤锁压力测量表18与煤锁8连接，压缩二氧化碳控制阀23、煤锁下阀10、煤锁压力测量表18、二次冲压煤气控制阀17、煤锁上阀9、充压煤气控制阀15和煤锁气控制阀13均与自动控制系统19连接。

其中，自动控制系统19为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)系统或DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)。

上述环保型碎煤加压气化煤锁操作系统的环保型碎煤加压气化煤锁操作方法，其包括如下步骤：

S1，煤锁8向气化炉加完煤之后，煤锁成为空的，煤锁8里面充满与气化炉压力相等的煤锁气。

S2，煤锁8空之后，关闭煤锁上阀9和煤锁下阀10，煤锁8开始泄压，煤锁气经煤锁气洗涤器24和煤锁气分离器25处理后收集到煤锁气气柜26中。

S3，当煤锁8泄压完之后，打开压缩二氧化碳控制阀23，使二氧化碳经二氧化碳压缩机21压缩后进入煤锁8，以用压缩后的二氧化碳将煤锁8中的残余煤锁气进行置换，置换后的气体经过煤锁气洗涤器24和煤锁气分离器25处理后收集到煤锁气气柜26中。

其中，煤锁8泄压完是指当煤锁8泄压到接近大气压(压力小于等于0.002MPa)时。

S4，打开煤锁上阀9和供煤溜槽将煤加入煤锁8中，并通过煤锁引射器2抽取煤锁8中残余的二氧化碳气，经煤尘旋风分离器5分离后排入大气中。

通过用压缩后的二氧化碳将煤锁8中的残余煤锁气进行置换，以及将通过煤锁引射器2抽取煤锁8中残余的二氧化碳气，经煤尘旋风分离器5分离后排入大气中，使得煤锁8中的绝大多数收残余煤锁气能够被二氧化碳置换走，从而达到了减少污染气体排放和保护环境的目的。其中，本实用新型实施例中的二氧化碳也可以使用别的非污染气体代替。

S5，煤锁8充满煤之后关闭供煤溜槽，并关闭煤锁上阀9。

S6，用来自变换冷却装置的充压煤气对煤锁8进行充压，当煤锁8加压到与变换冷却装置来的充压煤气压力相同时，再用来自气化炉顶部的二次充压煤气对煤锁8进行充压，直至煤锁8的压力与气化炉的压力平衡。

S7，当煤锁8冲压到与气化炉压力平衡时，打开煤锁下阀10，使煤由煤锁进入气化炉，并返回步骤S1。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种环保型碎煤加压气化煤锁操作系统，其特征在于，包括压缩空气管道(1)、煤锁引射器(2)、含煤粉引射气管道(3)、引射释放气管道(4)、煤尘旋风分离器(5)、煤尘管道(6)、煤锁残余气管道(7)、煤锁(8)、煤锁上阀(9)、煤锁下阀(10)、充泄压管(11)、煤锁气管道(12)、煤锁气控制阀(13)、充压煤气管(14)、充压煤气控制阀(15)、二次冲压煤气管(16)、二次冲压煤气控制阀(17)、煤锁压力测量表(18)、自动控制系统(19)、二氧化碳气体管道(20)、二氧化碳压缩机(21)、压缩二氧化碳管道(22)、压缩二氧化碳控制阀(23)、煤锁气洗涤器(24)、煤锁气分离器(25)和煤锁气气柜(26)，其中：

所述煤锁上阀(9)和煤锁下阀(10)分别与煤锁(8)的顶部和底部连接，煤锁上阀(9)与供煤溜槽连接，煤锁下阀(10)与气化炉连接，充泄压管(11)一端与煤锁(8)上部连接，充泄压管(11)另一端与煤锁气管道(12)一端连接，煤锁气管道(12)另一端与煤锁气洗涤器(24)的进气口连接，煤锁气洗涤器(24)的出气口与煤锁气分离器(25)的进气口连接，煤锁气分离器(25)的出气口与煤锁气气柜(26)连接，煤锁气控制阀(13)安装于煤锁气管道(12)上，充压煤气管(14)一端与变换冷却装置连接，充压煤气管(14)另一端与充泄压管(11)另一端连接，充压煤气控制阀(15)安装于充压煤气管(14)上，煤锁残余气管道(7)一端与煤锁上阀(9)上部的供煤溜槽连接，煤锁残余气管道(7)另一端与煤锁引射器(2)的进气口连接，压缩空气管道(1)与煤锁引射器(2)的空气进口连接，煤锁引射器(2)的出气口通过含煤粉引射气管道(3)与煤尘旋风分离器(5)连接，煤尘旋风分离器(5)顶部与引射释放气管道(4)连接，煤尘旋风分离器(5)底部与煤尘管道(6)连接，二氧化碳气体管道(20)与二氧化碳压缩机(21)的进气口连接，二氧化碳压缩机(21)的出气口通过压缩二氧化碳管道(22)与煤锁(8)连接，压缩二氧化碳控制阀(23)安装于压缩二氧化碳管道(22)上，二次冲压煤气管(16)一端与煤锁下阀(10)下部的气化炉连接，二次冲压煤气管(16)另一端与充泄压管(11)中部连接，二次冲压煤气控制阀(17)安装于二次冲压煤气管(16)上，煤锁压力测量表(18)与煤锁(8)连接，压缩二氧化碳控制阀(23)、煤锁下阀(10)、煤锁压力测量表(18)、二次冲压煤气控制阀(17)、煤锁上阀(9)、充压煤气控制阀(15)和煤锁气控制阀(13)均与自动控制系统(19)连接。

Images