CN219603523U - 一种重质油集成废液协同处理的气化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种重质油集成废液协同处理的气化系统，本实用新型可以根据重质油气化技术的特点，将不同类型的废液分别考虑处理方案，对废液的处理针对性更强，另外废液的处理利用已有蒸汽通道和重质油通道，可以根据实际废液处理需求，灵活切换废液进料方案；本实用新型在重质油气化流程的基础上，分析不同废液的特性，与重质油互溶性好的油性废液，与重质油混合后经过重质油泵增压后送入烧嘴重质油通道，互溶性差的其他废液(水性废液)，则直接加压后送入烧嘴，一旦水性废液中断，可通过联锁通入蒸汽以保护该烧嘴通道，在处理各类废液的基础上，节省了高品位超高压蒸汽的消耗，而且使装置更加灵活、稳定运行。

Description

一种重质油集成废液协同处理的气化系统

技术领域

本实用新型涉及一种重质油集成废液协同处理的气化系统。

背景技术

目前重质油品的二次加工技术主要有延迟焦化和加氢处理。延迟焦化的技术路线已很难胜任渣油等的处理。在原油重质化、劣质化的大趋势下，渣油中重金属含量越来越高，加氢处理的路线受制于此，具有一定的局限性，重油气化技术已成为重质油利用的重要途径。炼油和化工装置由于其工艺特点决定，会产生一定量的高浓度COD废水、废液，运用简单的物化或生化处理方法难以达标排放，一般需要多级处理方法联用，处理成本较高。因此，在解决重质油品气化处理的前提下，合理掺烧废液，具有明显的经济和环保效益，可以提高重质油气化技术的综合竞争优势。

中国专利CN105112104B提供了一种用于多元料浆气化反应器的多通道喷嘴，包括以纵轴重叠方式由内而外依次配置的I级废液管路、II级废液管路、I级给氧管路、料浆管路、II级给氧管路与冷却系统。其主要实施过程如下：首先将一种或多种选自浆体、含碳氢化合物的浆体通过料浆入口送到料浆管路，将有机废水通过废液入口送到废液管路，将所述氧化剂同时通过I级给氧入口和II级给氧入口分别送到I级给氧管路，料浆、有机废液与来自I级给氧管路的氧化剂在预混区充分混合并且雾化，雾化物再与来自II级给氧管路的氧化剂进行二次雾化，接着从多通道喷嘴喷出，然后进入气化炉内，在温度1100～1650℃与压力为0.1～20MPa的条件下进行部分氧化反应，生产CO、CO₂和H₂为主要成分的合成气。该专利的多通道喷嘴设计核心是在常规喷嘴的基础上，增加废液通道，通过设计合理的喷嘴结构，实现碳氢化合物浆体和多种废液的高效处理，在产合成气的基础上，避免有机废液的环境污染，节省水资源；但是，因增加废液通道，使现有烧嘴结构变的复杂，尺寸较大，加工难度大，另外，废液作为一种不稳定的原料，当废液进料中断时，在实际操作中需要增加其他进料，保证废液通道不为空，以防止气化炉内高温高压的合成气泄漏发生风险，因此，该专利技术所提供的方案实际操作的灵活性较差。

专利申请CN 109135854 A提供了一种利用废活性炭、有机废液和煤制备的水煤浆及其制备方法，该专利的核心思路为：针对废活性炭吸附饱和后高度富集污染物，有机废液成分复杂、COD值高，运用简单的物化处理难以达标排放，一般需要多级处理方法联用，处理成本高的特点，充分利用废活性炭固定碳含量高的特点来取代部分煤作为煤气化原料，提供一种利用废活性炭和有机废液与煤粉混合，再加入适量添加剂制备水煤浆。虽可以处理有机废液，但是，由于有机废液组分的复杂性，多变性，可能会提升磨煤制浆厂房的防爆等级，增加项目的投资，使方案的经济性变差。另外，由于废液组分复杂，可能会存在某些组分影响煤浆的成浆性能，影响气化反应，管线和设备存在堵塞风险。

专利申请CN107189820 A公开了一种粉煤掺烧高浓度有机废水复合型气化燃烧器及工艺方法，通过对燃烧器点火枪单独外设，燃烧器粉煤进料与废水掺烧设置为各自独立的通道，点火、开工弛放气为同一通道，有机废水氧气与开工氧气为统一通道，并将粉煤通道设置在燃烧器外圈等气化炉结构改进实现粉煤气化中的有机废水掺烧工艺，通过掺烧适量有机废水，粉煤可以单独喷射也可以与废水同时掺烧喷射燃烧，不影响原有粉煤气化燃烧的运行，解决燃烧器单一喷射粉煤的弊端，减少了粉煤气化过程的蒸汽使用量，燃烧器在喷射粉煤是根据运行负荷掺烧一定比例的废水，节约粉煤能源，同时高浓度有机废水在高温条件下形成的蒸汽与燃烧反应产生的蒸汽、二氧化碳进一步参与气化反应生成合成气，实现有机废水的回收利用。但是，为实现粉煤与掺烧废水的灵活处理，将粉煤与废水通道设置为各自独立的通道，改造后的烧嘴结构比较复杂，尺寸较大，加工难度大，另外，因废液与点火开工弛放气和氧气处于同一通道内，在点火开工阶段无法进行投料操作，只能待气化炉运行稳定后才能实现废水掺烧，掺烧限制条件多，而且废液掺烧后还会影响装置的运行，需要及时调整各相关参数。除此之外，与专利CN105112104B类似，操作灵活性差，当废液进料中断时，需要增加其他进料，保证合成气不会从废液通道反窜。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种重质油集成废液协同处理的气化系统，通过分析各废液的特性，确定不同废液掺烧的方式，在处理各类废液的基础上，节省高品位超高压蒸汽的消耗，而且实保证装置灵活、稳定运行。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种重质油集成废液协同处理的气化系统，包括气化炉及连接于气化炉顶部入口处的烧嘴，所述烧嘴设置有自中心向外沿径向依次布置的点火通道、中心氧通道、重质油通道、中间蒸汽通道、环隙氧通道、外侧蒸汽通道，所述气化系统还包括

第一通道，与所述点火通道相连通，用于为烧嘴输送水性废液；

第二通道，与所述中心氧通道相连通，用于为烧嘴输送预热后的氧气；通过分通道与所述环隙氧通道相连通；

第三通道，与所述重质油通道相连通，用于为烧嘴输送重质油和油性废液的混合液；

第四通道，用于输送过热蒸汽，通过第一分支通道与所述第一通道相连通、通过第二分支通道与所述第二通道相连通、通过第三分支通道与所述中间蒸汽通道相连通、通过第四分支通道与所述外侧蒸汽通道相连通。

优选地，第二通道上设置有第一混合器，所述第二分支通道的出口端与该第一混合器相连通，用以将预热后的氧气与过热蒸汽混合。

优选地，所述第三通道上设置有第二混合器，用于对其上游输送来的重质油与油性废液进行混合。

优选地，所述第三通道上设置有用以对重质油和油性废液的混合液进行增压的第一进料泵，且该第一进料泵位于第二混合器的下游。

优选地，所述第一通道上设置有用以对水性废液进行增压的第二进料泵。

优选地，所述烧嘴最外侧设置有用于对烧嘴冷却降温以保护烧嘴的冷却水系统，该冷却水系统采用夹套式或盘管式结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的气化系统可以根据重质油气化技术的特点，将不同类型的废液分别考虑处理方案，对废液的处理针对性更强，另外废液的处理利用已有蒸汽通道和重质油通道，可以根据实际废液处理需求，灵活切换废液进料方案，具有更高的操作性；

本实用新型可通过分析各废液的特性，确定不同废液掺烧的方式：在重质油气化流程的基础上，分析不同废液的特性，与重质油互溶性好的油性废液，与重质油混合后经过重质油泵增压后送入烧嘴重质油通道，互溶性差的其他废液(水性废液)，则直接加压后送入烧嘴，一旦水性废液中断，可通过联锁通入蒸汽以保护该烧嘴通道，在处理各类废液的基础上，节省了高品位超高压蒸汽的消耗，而且使装置更加灵活、稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例的重质油集成废液协同处理的气化系统包括气化炉6及连接于气化炉6顶部入口处的烧嘴5，烧嘴5设置有自中心向外沿径向依次布置的点火通道、中心氧通道、重质油通道、中间蒸汽通道、环隙氧通道、外侧蒸汽通道，气化系统还包括：

第一通道01，与点火通道相连通，用于为烧嘴输送水性废液101；

第二通道02，与中心氧通道相连通，用于为烧嘴输送预热后的氧气102；通过分通道021与环隙氧通道相连通；

第三通道03，与重质油通道相连通，用于为烧嘴输送重质油103和油性废液104的混合液；

第四通道04，用于输送过热蒸汽105，通过第一分支通道041与第一通道01相连通、通过第二分支通道042与第二通道02相连通、通过第三分支通道043与中间蒸汽通道相连通、通过第四分支通道044与外侧蒸汽通道相连通。

上述第二通道02上设置有第一混合器2，第二分支通道042的出口端与该第一混合器2相连通，用以将预热后的氧气102与过热蒸汽105混合。第三通道03上设置有第二混合器3，用于对其上游输送来的重质油103与油性废液104进行混合。

第三通道03上设置有用以对重质油103和油性废液104的混合液进行增压的第一进料泵4，且该第一进料泵4位于第二混合器3的下游。第一通道01上设置有用以对水性废液101进行增压的第二进料泵1。

本实用新型的烧嘴5最外侧设置有用于对烧嘴5冷却降温以保护烧嘴5的冷却水系统，该冷却水系统采用夹套式或盘管式结构。

本实施例中重质油集成废液协同处理的工艺方法包括以下步骤：

预热后的氧气102经第一混合器2与过热蒸汽105混合后按照一定比例分配至烧嘴5的中心氧通道和环隙氧通道；

过热蒸汽105除一部分与氧气102混合外，其他部分分两路按照一定比例分配至烧嘴5中间蒸汽通道和外侧蒸汽通道；

重质油103和油性废液104经过第二混合器3混合后进入第一进料泵4，由第一进料泵4增压后，送入烧嘴5的重质油通道；

水性废液101经第二进料泵1增压后送入烧嘴5的点火通道，一旦水性废液101中断，利用来自第一分支通道041的蒸汽作为替代介质保护烧嘴5；

各通道原料进入气化炉后，在气化炉6内进行反应，生成以CO、H₂为主要成分的合成气，合成气经过降温洗涤后送入下游单元，降温洗涤过程中产生的黑水送入黑水闪蒸系统进行处理。合成气降温可以采用废锅流程回收合成气热量，也可以采用简单高效的激冷流程，也可以采用废锅和激冷组合降温流程；黑水闪蒸系统为黑水热量回收和循环使用的系统，可以为两级、三级或四级闪蒸系统。

在本实施例中，气化炉6为重质油与气化剂反应产生合成气的场所，气化压力为0.1～8.5MPaG，气化温度为1100～1500℃；气化剂为纯氧、高压蒸汽；

重质油为炼厂各装置所产常压渣油、减压渣油、加氢尾油、焦化尾油、乙烯焦油中的一种或几种；气化炉为冷壁式或热壁式，冷壁式为水冷壁式，热壁式为耐火材料；油性废液是与重质油原料能够完全互溶的废液，例如酚焦油、双酚A焦油等；水性废液是水中溶有有机物而与重质油不能完全互溶的废液，例如甲醇、乙醇、甲苯等。

按体积流量计，中心氧通道与环隙氧通道中流体的分配比例为1:4～1:10。按体积流量计，所述的中间蒸汽通道与外侧蒸汽通道中流体的分配比例为1:1～1:5。

以某脱油沥青处理废液的气化项目为例对上述气化方法进行说明：

气化炉6反应压力6.5MPaG，反应温度1300℃。49t/h脱油沥青被加热至230℃后，与操作温度为150℃，流量为3.5t/h的油性废液在第二混合器3内充分混合后，由第一进料泵4加压至7.5MPaG后送入烧嘴重质油通道，空分装置送来的氧气(50t/h)经预热至200℃，在氧气蒸汽第一混合器2内与12.5t/h、350℃的过热蒸汽混合后，按照1：4的比例分配至中心氧通道和环隙氧通道。中间蒸汽通道和外侧蒸汽通道的蒸汽量分别为3t/h和8t/h，另外还有3.4t/h的水性废液与外侧蒸汽混合后进入烧嘴5。

上述气化炉6的碳转率为99％，单炉粗合成气有效气产量为13.6万Nm³/h，有效气比例为88％。相对于仅处理脱油沥青，全年可处理油性废液和水性废液共55200t，节约蒸汽用量约24000t，具有非常好的环保和经济效益。

Claims (6)

1.一种重质油集成废液协同处理的气化系统，包括气化炉及连接于气化炉顶部入口处的烧嘴，其特征在于：所述烧嘴设置有自中心向外沿径向依次布置的点火通道、中心氧通道、重质油通道、中间蒸汽通道、环隙氧通道、外侧蒸汽通道，所述气化系统还包括

第一通道，与所述点火通道相连通，用于为烧嘴输送水性废液；

第二通道，与所述中心氧通道相连通，用于为烧嘴输送预热后的氧气；通过分通道与所述环隙氧通道相连通；

第三通道，与所述重质油通道相连通，用于为烧嘴输送重质油和油性废液的混合液；

第四通道，用于输送过热蒸汽，通过第一分支通道与所述第一通道相连通、通过第二分支通道与所述第二通道相连通、通过第三分支通道与所述中间蒸汽通道相连通、通过第四分支通道与所述外侧蒸汽通道相连通。

2.根据权利要求1所述的重质油集成废液协同处理的气化系统，其特征在于：所述第二通道上设置有第一混合器，所述第二分支通道的出口端与该第一混合器相连通，用以将预热后的氧气与过热蒸汽混合。

3.根据权利要求2所述的重质油集成废液协同处理的气化系统，其特征在于：所述第三通道上设置有第二混合器，用于对其上游输送来的重质油与油性废液进行混合。

4.根据权利要求3所述的重质油集成废液协同处理的气化系统，其特征在于：所述第三通道上设置有用以对重质油和油性废液的混合液进行增压的第一进料泵，且该第一进料泵位于第二混合器的下游。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的重质油集成废液协同处理的气化系统，其特征在于：所述第一通道上设置有用以对水性废液进行增压的第二进料泵。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的重质油集成废液协同处理的气化系统，其特征在于：所述烧嘴最外侧设置有用于对烧嘴冷却降温以保护烧嘴的冷却水系统，该冷却水系统采用夹套式或盘管式结构。