CS250252B1

CS250252B1 - Method of thermal disposal of gas condensate

Info

Publication number: CS250252B1
Application number: CS947384A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Vodsedalek
Original assignee: Jaroslav Vodsedalek
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Způsob se týká termické likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu z tlakového zplyňování paliv při tlaku nejméně 0,4 MPa, vykondenzovaného ze surového plynu v průběhu jeho zchlazování až na teplotu 20 °C a řeší tento problém ekologicky 1 ekonomicky výhodně, např. využitím tepla spalin k výrobě páry. Podstatou vynálezu je, že se plynový kondenzát ve formě vodné emulze organických látek, např. 20 až 90 g dehtu v jednom litru plynového kondenzátu spaluje v ohništi s přídavným palivem v poměru nejméně 4,5 MJ tepelné energie v přídavném palivu na 1 kg plynového kondenzátu. Vynálezu je možno využít v palivářském průmyslu, zejména při tlakovém zplyňování tuhých paliv.The method relates to the thermal disposal of gas condensate from raw gas from pressure gasification of fuels at a pressure of at least 0.4 MPa, condensed from raw gas during its cooling down to a temperature of 20 °C and solves this problem ecologically and economically advantageously, e.g. by using the heat of flue gases to produce steam. The essence of the invention is that gas condensate in the form of an aqueous emulsion of organic substances, e.g. 20 to 90 g of tar in one liter of gas condensate is burned in a furnace with additional fuel in a ratio of at least 4.5 MJ of thermal energy in additional fuel per 1 kg of gas condensate. The invention can be used in the fuel industry, especially in pressure gasification of solid fuels.

Description

Způsob se týká termické likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu z tlakového zplyňování paliv při tlaku nejméně 0,4 MPa, vykondenzovaného ze surového plynu v průběhu jeho zchlazování až na teplotu 20 °C a řeší tento problém ekologicky 1 ekonomicky výhodně, např. využitím tepla spalin k výrobě páry. Podstatou vynálezu je, že se plynový kondenzát ve formě vodné emulze organických látek, např. 20 až 90 g dehtu v jednom litru plynového kondenzátu spaluje v ohništi s přídavným palivem v poměru nejméně 4,5 MJ tepelné energie v přídavném palivu na 1 kg plynového kondenzátu. Vynálezu je možno využít v palivářském průmyslu, zejména při tlakovém zplyňování tuhých paliv.The method relates to the thermal disposal of gas condensate from the raw gas from pressure gasification of fuels at a pressure of at least 0.4 MPa, condensed from the raw gas during its cooling down to a temperature of 20 ° C and solves this problem ecologically 1 economically, e.g. for steam production. The essence of the invention is that the gas condensate in the form of an aqueous emulsion of organic substances, e.g. 20 to 90 g of tar in one liter of gas condensate, is burned in a fireplace with additional fuel at a rate of at least 4.5 MJ . The invention can be used in the fuel industry, particularly in the gasification of solid fuels.

5 02 5 25 02 5 2

Vynález se týká termické likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu z tlakového zplyňování paliv při tlaku nejméně 0,4 MPa, vykondenzovaného ze surového plynu v průběhu jeho zchlazování až na teplotu 20 ^C|C a řeší tento problém ekologicky i ekonomicky výhodně, např. využitím tepla spalin k výrobě páry.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the thermal disposal of gas condensate from raw gas from pressurized fuel gasification at a pressure of at least 0.4 MPa condensed from the raw gas during its cooling down to a temperature of 20 ^{° C.} C and solves this problem in an environmentally and economically advantageous manner, for example by using the heat of the flue gas to produce steam.

Plynový kondenzát ze surového plynu tvoří fenolová voda, dehet a těžký dehet. Tyto látky při chlazení surového plynu vykondenzovávají a společně s uhelným prachem unášeným z generátoru tvoří emulzi, která se dlouhodobým stáním rozdělí na dehet, fenolovou vodu a těžký dehet s obsahem uhelného prachu.The gas condensate from the raw gas consists of phenol water, tar and heavy tar. These substances condense in the cooling of the raw gas and together with the coal dust carried from the generator form an emulsion which, on standing, divides into tar, phenol water and heavy coal containing coal dust.

Je znám způsob likvidace plynového kondenzátu podle patentu NSR č. 2 853 989, který využívá entalpie surového plynu k přeměně fenolové vody z tohoto kondenzátu v páru, jež se spaluje v topeništi společně s přídavným palivem. Fenolová voda má v tomto případě funkci chladicího média, při chlazení surového plynu odpadá v přehřátém stavu a po redukci tlaku na atmosférický se mění zčásti v páru.A method for disposing of gas condensate is known according to German Patent No. 2,853,989, which uses raw gas enthalpy to convert phenol water from this condensate into steam, which is burnt in the furnace together with the auxiliary fuel. Phenolic water in this case has the function of a cooling medium, in the cooling of the raw gas it falls off in an overheated state and, after reducing the pressure to atmospheric, it partially changes in steam.

Nevýhodou způsobu likvidace plynového kondenzátu podle patentu NSR č. 2 853 989 je vysoká spotřeba elektrické energie vyplývající z nutnosti recirkulace značného množství fenolové vody, jež převyšuje až dvanáctinásobně její produkci, nutnost instalace zařízení pro redukci tlaku přehřáté fenolové vody a její oddělení od dehtu a neodpařené fenolové vody, zalepení výměnných ploch chladičů surového plynu polymerními látkami, vznikajícími z dehtu a fenolů vlivem mnohonásobné recirkulace fenolové vody před její úplnou přeměnou v páru. Další nevýhodou je doprava velkého objemu nízkotlaké páry do topeniště ke spálení, což reprezentuje při výrobě 100 000 m^.h'¹ surového plynu objem páry 132 000 m³ . ti'¹ o tlaku 0,11 MPa a teplotě 105 °C, pro jejíž dopravu při rychlosti 5 m.s^-1 je zapotřebí potrubí o průměru 3,4 m.The disadvantage of the method of disposal of gas condensate according to the German patent No. 2 853 989 is the high electricity consumption resulting from the need to recirculate a significant amount of phenolic water, which exceeds up to twelve times its production, the installation of pressure reducing devices phenol water, sealing of the exchange surfaces of raw gas coolers with polymeric substances originating from tar and phenols due to multiple recirculation of phenol water before its complete conversion into steam. Another disadvantage is the transport of large volumes of low pressure steam to the furnace to be fired, which represents the manufacture of 100,000 m ^ .h ^"1 of crude gas vapor volume 132,000 m ^3rd t ^'1 at a pressure of 0.11 MPa and temperature of 105 ° C, for which the transport at a speed of 5 ^ms-1 is required pipe diameter of 3.4 m.

Jiný způsob likvidace fenolové vody je popsán v čs. AO číslo 230 413, podle kterého se fenolovou vodou napájí kotel na odpadní teplo pro chlazení surového plynu v množství převyšujícím produkci páry z tohoto kotle nejméně o 2 %, přičemž se přebytek vody nastřikuje do surového plynu. Pára z kotlů na odpadní teplo se spaluje v topeništi společně s přídavným palivem.Another method of disposal of phenolic water is described in MS. AO No. 230 413, according to which phenolic water feeds a waste heat boiler for cooling the raw gas in an amount exceeding at least 2% of the steam production from the boiler, the excess water being injected into the raw gas. The steam from the waste heat boilers is burned in the furnace together with the additional fuel.

Nevýhodou způsobu podle čs. AO 230 413 je doprava velkého objemu nízkotlaké páry do zařízení, kde se spaluje, dále pak nutnost výstavby zařízení k dělení dehtu od fenolové vody.The disadvantage of the method according to MS. AO 230 413 is the transport of a large volume of low pressure steam to a plant where it is incinerated, as well as the need to construct a plant for separating tar from phenolic water.

Způsob podle čs. AO č. 249 670 navrhuje fenolovou vodu odpařovat v nízkotlaké, třístupňové odparce, vzniklý kondenzát využít k výrobě vysokotlaké páry pro zplyňování a neodpařený zbytek spálit.The method according to CS. AO No. 249 670 proposes to evaporate phenolic water in a low-pressure, three-stage evaporator, to use the resulting condensate for the production of high-pressure steam for gasification and to burn off the evaporation residue.

Nevýhodou způsobu podle čs. AO číslo 249 670, který je méně energeticky náročný než způsob podle patentu NSR č. 2 853 989, pakož i způsob podle čs.. AO 320.413, je výstavba rozměrného, investičně náročného zařízení, nutnost jeho častého čištění od polymerních úsad a výroba páry s obsahem organických látek.The disadvantage of the method according to MS. AO No. 249 670, which is less energy-intensive than the method according to German patent No. 2 853 989, and also the method according to Czechoslovakia. AO 320.413, is the construction of a large, investment-intensive plant, the need for frequent cleaning of polymer deposits and steam content of organic substances.

Podle čs. AO č. 240 113 se plynový kondenzát ze surového plynu rozdělí na fenolovou vodu a dehet, fenolová voda se pod tlakem 7 MPa přehřívá na teplotu 280 °C, poté expanduje na tlak 3,5 MPa a znovu se přivádí k ohřevu. Expanzí vzniklé pára se přehřívá a používá ke zplyňování.According to MS. AO No. 240 113, the gas condensate from the raw gas is separated into phenol water and tar, the phenol water is superheated to 280 ° C under a pressure of 7 MPa, then expanded to a pressure of 3.5 MPa and returned to heating. The resulting steam is overheated and used for gasification.

Nevýhodou je v tomto případě opět vysoká spotřeba elektrické energie pro recirkulaci fenolové vody, výstavba náročného zařízení pro ohřev (resp. přehřev] fenolové vody a její expanzi, získání páry silně znečištěné organickými látkami, což znamená snížení bezpečnosti provozu při míšení této páry s kyslíkem na zplyňovací směs. Nezbytnou podmínkou je úplné oddělení dehtu od fenolové vody, což s sebou nese nutnost výstavby ještě dokonalejšího zařízení pro dělení dehtu od fenolové vody než v předchozích případech.The disadvantage in this case is again high electricity consumption for the recirculation of phenol water, construction of demanding equipment for heating (or overheating) phenol water and its expansion, obtaining steam heavily contaminated by organic substances, which means a reduction in the safety of mixing this steam with oxygen A necessary condition is the complete separation of tar from phenolic water, which implies the construction of an even better plant for separating tar from phenolic water than in previous cases.

Způsob uvedený v čs. AO 228 054 likviduje plynový kondenzát ze surového plynu spalováním kyslíkem za tlaku 3,5 MPa, při současné výrobě zplyňovací směsi složené z vodní páry, kyslíku a kysličníku uhličitého.The method disclosed in US. AO 228 054 destroys the gas condensate from the raw gas by burning oxygen at a pressure of 3.5 MPa, while producing a gasification mixture consisting of water vapor, oxygen and carbon dioxide.

Nevýhodou způsobu podle čs. AO 228 054, když s nízkou energetickou spotřebou, je nutnost výstavby tlakově i tepelně vysoce náročného zařízení, vyšší spotřebou kyslíku o 80 % ve spojení s jinými způsoby likvidace fenolové vody nebo plynového kondenzátu,The disadvantage of the method according to MS. AO 228 054, when with low energy consumption, it is necessary to build a high-pressure and heat-intensive plant, higher oxygen consumption by 80% in conjunction with other methods of disposal of phenol water or gas condensate,

Nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu tím, že se plynový kondenzát ve formě vodné emulze organických látek, např. 20 až 90 g dehtu v jednom litru plynového kondenzátu, spaluje v ohništi s přídavným palivem v poměru nejméně 4,5 MJ tepelné energie v přídavném palivu na 1 kg plynového kondenzátu.The method according to the invention eliminates the drawbacks by burning the gas condensate in the form of an aqueous emulsion of organic substances, e.g. 20 to 90 g of tar in one liter of gas condensate, in a fuel-fired fireplace at a rate of at least 4.5 MJ of thermal energy in the fuel 1 kg of gas condensate.

Výhody způsobu podle vynálezu tkví v tom, že není třeba recirkulovat veliké množství fenolové vody, odpadne nutnost výstavby zařízení pro redukci tlaku přehřáté fenolové vody a její separaci od neodpařené vody jako u patentu NSR č. 2 863 989 a čs. AO č. 240 113 — není třeba stavět zařízení pro dělení dehtu od fenolové vody — jako u patentu NSR č. 2 853 989, čs. AO č. 240 113, čs. AO 230 413, čs. AO č. 249 670 a čs. AO číslo 228 054, odstraní se nežádoucí technologická sazba mezi chlazením surového plynu a likvidací fenolové vody, nedochází k zanášení chladičů polymery a odpadnou potíže s dopravou velkých objemů nízkotlaké páry do zařízení — jako u patentu NSR č.The advantages of the process according to the invention are that there is no need to recycle large amounts of phenolic water, eliminating the need to construct a device for reducing the pressure of superheated phenolic water and separating it from non-evaporated water, as in German Patent No. 2 863 989 et seq. AO No. 240 113 - it is not necessary to build a plant for separating tar from phenolic water - as in German Patent No. 2,853,989, MS. AO No. 240 113, MS. AO 230 413, MS. AO No. 249 670 and MS. AO No. 228 054, the undesirable technological rate between raw gas cooling and phenol water disposal will be eliminated, there will be no clogging of the chillers by polymers and there will be no difficulty in transporting large volumes of low pressure steam to the plant - as in German patent no.

853 989 a čs. AO č. 230 413 —, protože se plynový kondenzát dopravuje do ohniště v kapalném stavu. Další výhodou je nízká in250252 vestiční náročnost, protože není nutná výstavba zařízení pro přehřev fenolové vody za vysokého tlaku jako u čs. AO č. 240 113, odpadne výstavba odparek včetně zařízení pro výrobu zplyňovaci páry z kondenzátu z fenolové vody — jako u čs. AO č. 249 670, není třeba instalace vysoce náročného zařízení pro spalování fenolové vody kyslíkem včetně vyšší výroby kyslíku — jako u čs. AO 228 054. Další výhoda spočívá v jednoduchosti provedení, při kterém se plynový kondenzát odvádí k likvidaci bezprostředně po jeho vykondenzování a bez dalšího zpracování, takže není nutno měnit osvědčenou základní technologickou koncepci závodu pro zplyňování uhlí. Dále je výhodné, že nedochází k separaci těžkého dehtu a úletu uhlí z generátoru, což je velmi obtížně likvidovatelný odpad, protože je společně s plynovým kondenzátem, ještě před jeho rozdělením na organickou a vodní fázi, spalován.853 989 and MS. AO No. 230 413 - since the gas condensate is transported to the furnace in a liquid state. Another advantage is the low in250252 installation effort, because it is not necessary to build a plant for superheated phenol water at high pressure, as in Czechoslovakia. AO No. 240 113, the construction of evaporators, including equipment for the production of gasification steam from condensate from phenol water - as in the case of the Czech Republic no. AO No. 249 670, there is no need to install a highly demanding plant for the combustion of phenol water with oxygen, including higher oxygen production - as in Czechoslovakia. AO 228 054. Another advantage lies in the simplicity of the embodiment in which the gas condensate is discharged for disposal immediately after its condensation and without further processing, so that it is not necessary to change the proven basic technological concept of the coal gasification plant. Furthermore, it is advantageous that heavy tar and coal are not separated from the generator, which is very difficult to dispose of since it is burned together with the gas condensate before it is separated into organic and aqueous phases.

Způsob je možno podle vynálezu realizova také tak, že se plynový kondenzát před vstupem do ohniště ohřívá, např. entalpií surového plynu a nebo párou.The process according to the invention can also be carried out by heating the gas condensate before entering the fireplace, for example by enthalpy of the raw gas or by steam.

Výhodou je v tomto případě snížení spotřeby přídavného paliva pro spalování v ohništi.The advantage in this case is to reduce the consumption of additional fuel for combustion in the fireplace.

Provedení vynálezu způsobem, že se plynový kondenzát před vstupem do ohniště zbavuje pevných látek, např. filtrací, má výhodu v tom, že se prodlouží provozní doba trysek, rozprašujících plynový kondenzát do ohniště. Jedná se o zachycení kousků uhlí, svou velikostí převyšujících průměr rozprašovacích trysek, které se v plynovém kondenzátu mohou vyskytnout, zejména při najíždění a jiných anomálních provozních stavech.An embodiment of the invention in that the gas condensate is freed of solids prior to entering the furnace, for example by filtration, has the advantage of prolonging the operating time of the nozzles spraying the gas condensate into the furnace. This involves the capture of coal pieces larger than the diameter of the spray nozzles that may be present in the gas condensate, especially during start-up and other anomalous operating conditions.

Způsob podle vynálezu je znázorněn v příkladu provedení zapojení podle vynálezu na připojeném obrázku. Zapojení sestává z kotle 1 na odpadní teplo, do kterého ústí potrubí 2 surového plynu, potrubí 3 napájecí vody a z něho vyúsťuje potrubí 4 zchlazeného surového plynu, potrubí 5 vyráběné páry a potrubí B plynového kondenzátu. Potrubí 6 plynového kondenzátu ústí do ohřívače 7, do kterého je zavedeno potrubí 8 topné páry a ze kterého je vyvedeno potrubí 9 parního kondenzátu a potrubí 19 plynového kondenzátu, které je zavedeno do filtru 11 a z něho vyús uje jako potrubí 3 2 do ohniště 13, do kterého je zaveden samostatný přívod 14 přídavného paliva.The method according to the invention is illustrated by way of example of an embodiment according to the invention in the attached figure. The circuit consists of a waste heat boiler 1 into which the raw gas pipe 2, the feed water pipe 3 and the cooled raw gas pipe 4, the steam pipe 5 and the gas condensate pipe B exit. The condensate gas pipe 6 opens to a heater 7 into which the heating steam pipe 8 is introduced and from which the condensate pipe 9 and the gas condensate pipe 19 are led into the filter 11 and from there exit as a pipe 32 into the furnace 13, into which a separate auxiliary fuel supply 14 is introduced.

Provedení způsobu podle vynálezu je následující. V kotli 1 je na odpadní teplo, kam se potrubím 2 přivádí a z něho potrubím 4 odvádí surový plyn, dochází k jeho zchlazení napájecí vodou, přiváděnou potrubím 3, za vzniku syté páry, která se odvádí potrubím 5. Plynový kondenzát, vzniklý zchlazením surového plynu v kotli 1, proudí potrubím 6 do ohřívače 7, kde se ohřívá parou, přiváděnou potrubím 8. Potrubím 9 se z ohřívače 7 odvádí parní kondenzát. Plynový kondenzát se z ohřívače 7 odvádí potrubím 10 do filtru 11, ze kterého proudí potrubím 12 do ohniště 13, do kterého se samostatným přívodem 14 přivádí přídavné palivo.An embodiment of the method according to the invention is as follows. In the boiler 1 there is a waste heat, where the raw gas is fed through the pipe 2 and from it the raw gas is discharged through the pipe 4, it is cooled by feed water supplied through the pipe 3 to produce saturated steam which is discharged through the pipe 5. In the boiler 1, it flows through line 6 to the heater 7, where it is heated by the steam supplied through line 8. Through the line 9, steam condensate is discharged from the heater 7. The gas condensate is discharged from the heater 7 via a line 10 to a filter 11, from which it flows through a line 12 to a fireplace 13, to which additional fuel is supplied via a separate inlet 14.

Příklad provedeníExemplary embodiment

V závodě na zplyňování hnědého uhlí kyslíkem a vodní párou při tlaku 3,3 MPa, se vyrábí 315 000 m³. h '¹ surového plynu o teplotě 360 °C, ze kterého se po jeho ochlazení na teplotu 35 °C vyloučí 332,1 t plynového kondenzátu s obsahem 320 t vody, 10,8 tun dehtu a fenolu a 1,3 t čpavku o tlaku 2,5 MPa a průměrné teplotě 145 °C. Plynový kondenzát v uvedeném množství se ohřívá pomocí 22 t. iv¹ páry v ohřívači na teplotu 180 °C, filtruje se přes hrubý filtr, aby se odstranily pevné látky o velikosti nad 7 mm a přivádí se do ohniště o výkonu 775 t. h^_1páry o tlaku 13,9 MPa a teplotě 540 °C k termické likvidaci, ve kterém se spaluje práškové uhlí, jehož energetický příkon činí 2,56 TJ. Iv¹, tedy 7,71 MJ. kg^H plynového kondenzátu. V ohništi teplárny shoří organické látky obsažené v plynovém kondenzátu společně s práškovým uhlím při teplotě 950 °C, čímž je zaručena jejich ekologicky nezávadná likvidace.The plant for the gasification of brown coal with oxygen and steam at a pressure of 3.3 MPa produces 315,000 m ³ . h ^{-1 of the} raw gas at 360 ° C, from which, after cooling to 35 ° C, 332.1 t of gas condensate containing 320 t of water, 10.8 tons of tar and phenol and 1.3 t of ammonia at a pressure are precipitated 2.5 MPa and average temperature 145 ° C. Gas condensate in said plurality is heated by 22 t. ^IV1 steam in a heater at 180 ° C, filtered through a coarse filter to remove solids above a size of 7 mm and fed into the furnace performance 775 t. H ^_1 steam at a pressure of 13.9 MPa and a temperature of 540 ° C for thermal destruction, in which pulverized coal, whose energy input is 2.56 TJ, is burned. Iv ¹ , ie 7.71 MJ. kg ^{H of} gas condensate. In the fire station of the heating plant, the organic substances contained in the gas condensate together with pulverized coal burn at 950 ° C, which ensures their environmentally safe disposal.

Vynálezu je možno použít v palivářském průmyslu, zejména při tlakovém zplyňování tuhých paliv.The invention can be used in the fuel industry, particularly in the gasification of solid fuels.

Claims

SUBJECT

Method for thermally disposing of gas condensate from raw gas from pressurized fuels at a pressure of at least 0.4 MPa condensed from the raw gas during its cooling down to a temperature of 20 ° C, characterized in that the gas condensate is in the form of an aqueous emulsion of organic substances, eg 20 to 90 g of tar in one liter of gas condensate, it burns in the fireplace with additional fuel in the ratio of at least 4.5 MJ

OF THE INVENTION thermal energy in fuel additive per 1 kg of gas condensate.

Method according to claim 1, characterized in that the gas condensate is heated before entering the fireplace, for example by enthalpy of the raw gas and steam.

Method according to Claims 1 and 2, characterized in that the gas condensate is freed of solids, for example by filtration, before entering the fireplace.