CS251857B1 - Způsob likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká způsobu likvidace plynového kondenzátu ze surového plyinu z tlakového zplyňování paliv za tlaku nejméně 0,4 MPa, separovaného při jeho postupném zchlazování na teplotu až 20 °C a rozděleného na dvě části. Podstata řešení spočívá v tom, že část plynového kondenzátu, přiváděná ke spalování s přídavným palivem v ohniště ve formě vodné emulze organických látek, se odděluje ze surového plynu při teplotách Od 140 do 230 °C. Řešení lze využít v pallvářském průmyslu, zejména při zplyňování tuhých paliv.

Description

(54) Způsob likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu

Řešeni se týká způsobu likvidace plynového kondenzátu ze surového plyinu z tlakového zplyňování paliv za tlaku nejméně 0,4 MPa, separovaného při jeho postupném zchlazování na teplotu až 20 °C a rozděleného na dvě části. Podstata řešení spočívá v tom, že část plynového kondenzátu, přiváděná ke spalování s přídavným palivem v ohniště ve formě vodné emulze organických látek, se odděluje ze surového plynu při teplotách Od 140 do 230 °C. Řešení lze využít v pallvářském průmyslu, zejména při zplyňování tuhých paliv.

Vynález se týká způsobu likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu z tlakového zplyňování paliv za tlaku nejméně 0,4 MPa, separovanéhioi při jeho postupném zchlazování na teplotu až 20 °C a rozděleného na dvě části.

Podle dosud známého· způsobu se likviduje přehřátý plynový kondenzát ze surového plynu přímým spálením v ohništi společně s přídavným palivem, např. s uhlím, a to ve formě vodní emulze organických látek.

Nevýhodou tohoto způsobu likvidace plynového kondenzátu je energetická nevyváženost, způsobená přebytkem páry z kotlů na odpadní teplot, pro kterou není, v energeticky soběstačném komplexu, využití. V případě výstavby závodu s využitím přebytku páry z kotlů na odpadní teplo· pro· předehřev napájecí vody to znamená výstavbu teplárny s téměř dvojnásobným parním výkonem, což je nejen investičně, ale i provozně drahé, protože závod musí produkovat značný přebytek elektrické energie, což •s sebou nese zvýšenou spotřebu paliva pro její výrobu. Obdobně nevýhodné je využití přebytku páry z kotlů na odpadní teplo jejím přehříváním a využitím pro· pohon kompresorů parními turbinami nebo pro výrobu elektrické energie v kondenzační turbině.

Jiný známý způsob likviduje přehřátý plynový kondenzát jeho uvedením do varu za tlaku a využitím vzniklé páry, po předcházející tepelné a/nebo oxidační a/nebo katalytické přeměně organických látek k technologickým účelům, např. ke zplyňování a/ /nebo přímému sušení uhlí.

Nevýhodou tohoto způsobu likvidace plynového· kondenzátu je rovněž energetická nevyváženost kompenzovaná však nižší energetickou náročností.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že část plynového kondenzátu, přiváděná ke spalování s přídavným palivem v ohništi ve formě vadné emulze organických látek se odděluje ze surového plynu při teplotách od 140 °C dO 230 °C.

Výhodou způsobu podle vynálezu je nejen docílení energetické vyváženosti, takže nedochází k přebytkům tepla ve formě páry z kotlů na odpadní teplo, ale i získání možnosti ovlivňování energetické vyváženosti podle venkovních teplot, kdy např. v zimě je zapotřebí tepelná energie pro otop a podtápění ve vyšší míře, rovněž ztráty sáláním jsou vyšší. Vyváženosti výroby a spotřeby tepla při chlazení surového plynu se dociluje změnou v množství jednotlivých proudů plynového kondenzátu, určených pro přímé spálení a pro dělení na dehet a fenolovou vodu s jejím následným odpařením a spálením vzniklé páry.

Drobnou nevýhodou je výstavba zařízení pro dělení dehtu od fenolové vody, avšak o značně nízké kapacitě, což je dáno nejen menším množstvím plynového kondenzátu, přiváděného k dělení, ale zejména tím, že plynový kondezát, separovaný ze surového plynu je tím lépe dělitelný, čím při nižší teplotě vykondenzovává. Příznivému dělení dehtu od fenolové vody nadále napomáhá skutečnost, že těžký dehet zůstává v prvních podílech plynového kondenzátu, přiváděného· bez dělení přímo ke spalování, což jé v případě způsobu podle vynálezu zajištěno.

Vynález je možno realizovat tak, že se proudy plynového kondenzátu přiváděné ke spalování s přídavným palivem v ohništi, nejpozději před spálením alespoň zčásti zhomogenizují, což přináší výhodu v tom, že se získá stejnorodá směs organických látek a vody. Tato skutečnost se příznivě obrazí při spalování, kdy se dosáhne rovnoměrná a tím i dokonalá oxidace spalitelných látek.

Způsob podle vynálezu je znázorněn v příkladu provedení zapojení na připojeném obrázku. Zapojení sestává z předchiadiče 1, dOi kterého· ústí potrubí 2 surového plynu z generátoru, potrubí 3 nástřiku plynového kondenzátu a z něho vyúsťuje potrubí 4 vodou nasyceného' surOivého plynu a potrubí 5 odvodu plynového kondenzátu ke spálení. Potrubí 4 vodou nasyceného surového plynu je vyvedeno do kotle 6 prvního stupně, do kterého ústí potrubí 7 napájecí vlody prto chlazení surového plynu. Z kotle 6 vyúsťuje potrubí 8 surového plynu, potrubí 9 topné páry a potrubí 10 odvodu plynového kondenzátu ke spálení. Potrubí 8 surového plynu ústí do konverzní jednotky 11, ze které je vyvedeno potrubí 12 zkonvertovaného surového· plynu do kotle 13 druhého· stupně, do kterého je přivedeno potrubí 14 fenolové vody. Z kotle 13 vyúsťuje poitrubí 15 zchlazeného· surového plynu, potrubí 18 odvodu plynového kondenzátu, ústícího do potrubí 3 nástřiku plynového kondenzátu do předchiadiče 1, potrubí 17 zahuštěné fenolové vody, odváděné ke spálení a potrubí 18 fenolové páry, určené rovněž ke spálení. Potrubí 15 surového plynu z kotle 13 ústí do kotle 19 třetího stupně k jeho dalšímu chlazení, kam je též přivedeno potrubí 14 fenolové vody. Z kotle 19 je vyvedeno potrubí 20 surOivého plynu, potrubí 21 plynového kondenzátu, potrubí 22 zahuštěné fenolové vody ke spálení a potrubí 23 fenolové páry, též ke spálení. Potrubí 21 plynového· kondenzátu z kotle 19 ústí do potrubí 16 plynového kondenzátu z kotle 13 a do potrubí 32 plynového; kondenzátu vyvedeného z chladiče 28 surového plynu. Potrubí 21 a 32 plynového kondenzátu jsou propojena do potrubí 24 plynového kondenzátu, odváděného k dělení, které ústí dO výměníku 25, dto kterého je protiproudmě připojeno potrubí 26 ochlazené fenolové vody z dělicího tanku 37. Z výměníku 25 vyúsťuje potrubí 27 plynového kondenzátu odváděného k dělení a potrubí 14 předehřáté fenolové vo5

Β dy. Potrubí 20 surového plynu z kotle 19 ústí do chladiče 28 surového plynu, dlo kterého je přivedeno- potrubí 29 chladicí v-ody. Z chladiče 28 surového plynu je vyvedeno potrubí 30 chladicí vody, potrubí 31 surového plynu a potrubí 32 plynového kondenzátu, které ústí do potrubí 21 plynového kondenzátu z kotle 19. Potrubí 31 surového plynu z chladiče 28 ústí pro konečné dlochlazení do chladiče 33 surového plynu, do kterého je přivedeno potrubí 34 chladicí vOdiy -a ze kterého vyúsťuje potrubí 35 zchlazeného surového plynu, potrubí 29 chladicí vody a potrubí 36 plynového kondenzátu, jež je zavedeno do tanku 37 pro- dělení dehtu od fenolové vody, do kterého ústí potrubí 38 plynového- kondenzátu z chlazení surového plynu z uhelných vpustí a potrubí zchlazeného plynového kondenzátu z výměníku 25. Z dělicího tanku 37 je vyvedeno potrubí 26 fenolové vody a potrubí 39 odtahu dehtu.

Provedení způsobu podle vynálezu je následující. Surový plyn, přiváděný do předchladiče 1 potrubím 2, je sprchován plynovým kondenzátem z kotle 13 druhého stupně a částečně i z kotle 19 třetího stupně, dopravovaným potrubím 3, 16 a 21. Neodpařený plynový kondenzát z předchladiče 1 spolu s těžkým dehtem a úletem uhlí z generátoru se odvádí potrubím 5 ke spálení. Surový plyn se z předchladiče 1 odvádí potrubím 4 do kotle 6 prvého stupně, kde se chladí odpařováním napájecí viody, přiváděné potrubím 7, za vzniku syté páry, -odváděné potrubím 9. Plynový kondenzát se z kotle 6 odvádí potrubím 10 ke spálení. Zchlazený surový plyn z kotle 6 proudí potrubím 8 do- konverzní jednotky 11, ze které odchází potrubím 12 do kotle 13 druhého stupně, napájeného fenolovou vodou potrubím 14. Fenolová pára se z kotle 13 odvádí potrubím 18 ke spálení, neodpařený zbytek fenolové vody potrubím 17, obojí ke spálení. Plynový kondenzát z kotle 13 se přivádí potrubím 16 do potrubí 3 jako část nastřikovainého plynového kondenzátu do předchladiče 1. Zchlazený surový plyn z kotle 13 proudí potrubím 15 do kotle 19 třetího stupně, kde se chladí obdobně jako- v kotli 13 fenolovou vodou, přiváděnou potrubím 14. Fenolová pára se z kotle 19 odvádí potrubím 23 ke spálení, stejně jako neodpařený zbytek fenolové vody, potrubím 22. Plynový kondenzát se z kotle 19 odvádí potrubím 21 zčásti jako nástřik do předchladiče 1 potrubím 3, zčásti proudí potrubím 24, před výměník 25 a potrubím 27 k dělení na dehet a fenolovou vodu do taku 37. Zchlazený surový plyn z kotle 19 odchází potrubím 20 do chladiče 28, chlazeného napájecí vodou pro teplárnu, přiváděnou potrubím 30. Plynový kondenzát z chladiče odtéká potrubím 32 do potrubí 24. Surový plyn z chladiče 28 se doehlazuje na konečnou teplotu v chladiči 33, který opouští potrubím 35. Chladič 33 je chlazen napájecí vodou pro teplárnu, přiváděnou potrubím 34 a odváděnou potrubím 29 jako vstupní chladicí médium chladiče 28. Plynový kondenzát z chladiče 33 se odvádí potrubím 36 do tanku 37 k rozdělení na dehet a fenolovou vodu. Do- tanku 37 se přivádí předchlazený plynový kondenzát potrubím 27 z výměníku 25, do kterého vstupuje potrubím 24. Dále se do tanku 37 přivádí potrubím 38 plynový kondenzát z chlazení surového plynu z uhelných vpustí a z něho se potrubím 26 odvádí fenolová voda, která po předehřátí ve výměníku 25 napájí potrubím 14 kotle 13 a 19. Dehet se z tanku 37 odtahuje potrubím 39.

Příklad

V závodě na zplyňování hnědého uhlí kyslíkem a vodní párou při tlaku 3,2 MPa se vyrábí 326 000 m_n ³ h^_1 surového plynu, včetně plynu z uhelných vpustí, o teplotě 360 °C, ze kterého se po» konverzi kysličníku uhelnatého a zchlazení na 35 °C vyloučí 320 t fenolové vody a 9 t dehtu.

V případě likvidace plynového kondenzátu způsobem podle vynálezu se do ohniště spalovací kOmory kotlů teplárny, kde se spaluje uhlí, přivádí 176 t . h^_1 plynového kondenzátu z předchladiče a kotle na odpadní teplo prvního stupně, o teplotě 200 °C a s obsahem 7 t dehtu, sytá fenolová pána z kotle na odpadní teplo druhého stupně o tlaku 0,7 MPa v množství 91,2 t . h^_1, sytá fenolová pára z kotle na odpadní teplo třetího stupně o tlaku 0,5 MPa v množství 52,4 t . h^_1 a 4,4 t . h“¹ zahuštěné fenolové vody z obou kotlů na odpadní teplo». Obsah fenolů ve fenolové páře a zahuštěné fenolové vodě činí 1,7 t. Plynový kondenzát, odpadající při chlazení surového plynu z teploty 170 na 30 °C, jehož množství činí 182 t . Ir'¹, včetně ze surového plynu z uhelných vpustí, se přivádí jednak k dělení na dehet a fenolovou vodu a to 148 t . h^-1, jednak se nastřikuje do surového plynu do předchladiče v množství 34 t . h^-1, společně se 76,2 t . h^-1 plynového kondenzátu z kotle na odpadní teplo druhého stupně. Fenolovou vodou z dělení se napájí kotle na odpadní teplo druhého a třetího stupně, kotel na odpadní teplo prvního stupně se napájí napájecí vodou, ze které se vyrábí 123,4 t . h“¹ syté, topné páry o tlaku 1 MPa.

V tabulce jsou uvedeny základní parametry tří způsobů pro likvidaci plynového kondenzátu, ze které je vidět výhodnost způsobu podle vynálezu, zejména pokud se týká přebytku, prakticky nevyužitelného tepla z kotlů na odpadní teplo a spotřeby paliva. Údaje se týkají závodu, který je, při všech způsobech likvidace plynového kondenzátu, soběstačný ve spotřebě elektrické energie, bez dodávky do vnější sítě.

Způsob likvidace plynového kondenzátu

Dosud známé způsoby Způsob podle vynálezu parní výkon kotelny teplárny pára 13,9 MPa, 540 °C (t. h’¹) 773 spotřeba tepla pro výrobu a předehřev*] páry, včetně předehřátí napájecí vody párou z kotlů na odpadní teplo (TJ . h^_1) 3,31 produkce dehtu pro prodej (t.h-¹) 0 spotřeba el. energie celého návodu (MW) 93,0 spotřeba chladicí vody celého závodu (10³ m³ . h^-1) 21,4 přebytek tepla ve formě páry z kotlů na odpadní teplo po odečtení ztrát a spotřeby pro otop (TJ . br^!) 0,14

852

2,75*)

96,4

22,1

0,57

829

3,01

95,0

20,7

Vynálezu lze využít v palivářském průmyslu, zejména při zplyňování tuhých paliv.

Claims (1)

1. PREDMET

   Způsob likvidace plynového kondenzátu ze surového plynu z tlakového zplyňování paliv za tlaku nejméně 0,4 MPa, separovaného při jeho postupném zchlazování na teplotu až 20 °C a rozděleného na dvě části, přičemž jedna se přivádí ke spalování s přídavným palivem v ohništi ve formě vodní emulze organických látek a druhá se přivádí k dělení na dehet a fenolovou vodu, načež se alespoň část fenolové vody, přímým a/nebo nepřímým působením tepla,

   VYNALEZU např. využitím enthalpie surového plynu, odpaří a vzniklá vodní pára s obsahem fenolů, čpavku, mastných kyselin a ketonů, jakož i zahuštěný zbytek z odpařování se přivádějí rovněž do ohniště ke spálení s přídavným palivem vyznačený tím, že část plynového kondenzátu, přiváděná ke spalování s přídavným palivem v ohništi ve formě vodné emulze organických látek se odděluje ze surového plynu při teplotách od