一種固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤氣化生產(chǎn)裝置，具體地說(shuō)是一種加壓固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化生產(chǎn)過(guò)程一般伴隨著含有不同大分子有機(jī)物的洗滌水和冷凝水的產(chǎn)生，由于這些廢水在經(jīng)過(guò)一定的回收處理后，有機(jī)質(zhì)濃度較低，特別是水積累和排放量大，廢水處理難度非常大，投資、運(yùn)行成本、水處理效果之間的矛盾一直困擾著相關(guān)行業(yè)，而未經(jīng)徹底處理的煤氣水排放到廠外環(huán)境中，將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞，污染嚴(yán)重。
[0003]以加壓固定床的魯奇氣化為例，魯奇氣化爐具有技術(shù)成熟、適用多煤種、原料處理簡(jiǎn)單、過(guò)程能源效率高等優(yōu)點(diǎn)，但其極其突出的缺點(diǎn)是采用大量水蒸汽與氧氣作為氣化劑的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的含豐富有機(jī)物組分的煤氣廢水。該煤氣廢水目前并不能得到很好的處理，通常做法都是直接排放到環(huán)境當(dāng)中，從而給自然生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響，而此影響是長(zhǎng)期性的。
[0004]而在流化床純氧氣化生產(chǎn)中，由于送入氣化爐的大量水蒸汽用于溫度調(diào)控的目的，這部分水蒸汽沒(méi)有參加反應(yīng)被消耗，而是和煤氣一起離開(kāi)氣化爐，這部分水蒸汽在煤氣冷卻洗滌過(guò)程冷凝下來(lái)后成為整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程煤氣廢水積累的重要來(lái)源。這些廢水中含有一定量大分子有機(jī)物。由于是生產(chǎn)過(guò)程凈增的廢水量，因此這部分水也需要非常有效的處理措施，如果直接排放到環(huán)境中不僅造成浪費(fèi)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，將煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生的含有機(jī)物廢水再蒸發(fā)形成水蒸汽，對(duì)該水蒸汽回收利用，從而改變加壓煤氣化生產(chǎn)過(guò)程由于廢水排放對(duì)環(huán)境的不利影響。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0007]—種固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，包括通過(guò)管路依次順序連接的氣化爐、冷卻除塵及洗滌器、過(guò)熱器、水煤氣變換反應(yīng)器和合成氣冷卻器，所述冷卻除塵及洗滌器上裝接有油水分離及萃取回收器，該油水分離及萃取回收器底部通過(guò)管路裝接有含有機(jī)物廢水收集器。
[0008]所述含有機(jī)物廢水收集器通過(guò)管路連接有蒸發(fā)處理器，該含有機(jī)物廢水收集器與蒸發(fā)處理器間的連接管路上設(shè)有水栗，該蒸發(fā)處理器將含有機(jī)物廢水蒸發(fā)成水蒸汽。
[0009]所述蒸發(fā)處理器包括燃燒反應(yīng)器和蒸發(fā)反應(yīng)器，該燃燒反應(yīng)器通過(guò)管路與蒸發(fā)反應(yīng)器連接形成循環(huán)回路，蒸發(fā)反應(yīng)器與含有機(jī)物廢水收集器連接，并且蒸發(fā)反應(yīng)器的水蒸汽出口端通過(guò)管路與氣化爐連接，燃燒反應(yīng)器上設(shè)有煙氣排放口。
[0010]所述蒸發(fā)處理器的蒸發(fā)反應(yīng)器的水蒸汽出口端通過(guò)管路還與水煤氣變換反應(yīng)器連接。
[0011]所述合成氣冷卻器的出口端通過(guò)管路與冷卻除塵及洗滌器連接。
[0012]本實(shí)用新型采用將煤炭氣化過(guò)程產(chǎn)生的含有機(jī)物廢水再蒸發(fā)生產(chǎn)高壓過(guò)熱水蒸汽，并將該水蒸汽直接應(yīng)用于加壓氣化爐純氧氣化需要的水蒸汽以及其后的水煤氣變換反應(yīng)所需的水蒸汽，從而大大減少或避免生產(chǎn)過(guò)程中煤氣廢水的積累，減少?gòu)U水排放，徹底改變加壓煤氣化生產(chǎn)過(guò)程由于廢水排放對(duì)環(huán)境的不利影響，降低對(duì)環(huán)境的污染。適用于需要大量水蒸汽作為氣化反應(yīng)劑且產(chǎn)生較多含有機(jī)物廢水的氣化生產(chǎn)過(guò)程，包括加壓固定床魯奇氣化、加壓流化床(包括輸送床)純氧氣化等。
【附圖說(shuō)明】
[0013]附圖1為本實(shí)用新型連接原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0015]如附圖1所示，本實(shí)用新型揭示了一種固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，包括通過(guò)管路依次順序連接的氣化爐、冷卻除塵及洗滌器、過(guò)熱器、水煤氣變換反應(yīng)器和合成氣冷卻器1，冷卻除塵及洗滌器上裝接有油水分離及萃取回收器，該油水分離及萃取回收器底部通過(guò)管路裝接有含有機(jī)物廢水收集器。冷卻除塵及洗滌器一般是由冷卻器、干式除塵器和洗滌器組合而成，將從氣化爐出來(lái)的合成氣進(jìn)行第一次冷卻、除去雜質(zhì)灰塵后再利用水進(jìn)行洗滌，進(jìn)一步除去雜質(zhì)。最后經(jīng)合成氣冷卻器出來(lái)的合成氣送至凈化合成系統(tǒng)中進(jìn)行最后的處理，然后向終端用戶輸送以供使用。合成氣冷卻器在對(duì)合成氣進(jìn)行冷卻降溫的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生冷凝水，為了充分利用該冷凝水，通過(guò)管路使合成氣冷卻器與冷卻除塵及洗滌器連接，使得從合成氣冷卻器排出的冷凝水被輸送至冷卻除塵及洗滌器中作為洗滌水使用，實(shí)現(xiàn)該部分冷凝水的回收利用，減少排放。
[0016]此外，含有機(jī)物廢水收集器通過(guò)管路連接有蒸發(fā)處理器2，該含有機(jī)物廢水收集器與蒸發(fā)處理器2間的連接管路上設(shè)有水栗3，該蒸發(fā)處理器將含有機(jī)物廢水蒸發(fā)成水蒸汽。蒸發(fā)處理器2包括燃燒反應(yīng)器22和蒸發(fā)反應(yīng)器21，該燃燒反應(yīng)器通過(guò)管路與蒸發(fā)反應(yīng)器連接形成循環(huán)回路，蒸發(fā)反應(yīng)器與含有機(jī)物廢水收集器連接，并且蒸發(fā)反應(yīng)器的水蒸汽出口端通過(guò)管路與氣化爐連接，燃燒反應(yīng)器上設(shè)有煙氣排放口。蒸發(fā)處理器的蒸發(fā)反應(yīng)器的水蒸汽出口端通過(guò)管路還與水煤氣變換反應(yīng)器連接。通過(guò)該蒸發(fā)處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣的洗滌水的回收處理，減少排放量。
[0017]洗滌水進(jìn)入油水分離及萃取回收器后，將明顯可以分離出來(lái)的油品分離出來(lái)，然后一般再經(jīng)過(guò)溶劑萃取等手段，可將水中溶解的苯酚類(lèi)及其它有機(jī)物質(zhì)提取出來(lái)。油、苯和苯酚類(lèi)等物質(zhì)可作為副產(chǎn)品回收。所有目前工業(yè)采用的水的預(yù)處理和副產(chǎn)品回收過(guò)程仍然適用。實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)品的回收利用，而不是直接排放到環(huán)境中。
[0018]經(jīng)過(guò)油水分離及萃取回收器回收處理后的水仍然含有多種溶解性有機(jī)物，這部分水送入含有機(jī)物廢水收集器中，再通過(guò)水栗送至蒸發(fā)處理器。蒸發(fā)處理器由燃燒反應(yīng)器和蒸發(fā)反應(yīng)器兩個(gè)反應(yīng)器組成，且利用細(xì)顆粒固體作為中間換熱介質(zhì)。燃料如煤在燃燒反應(yīng)器中燃燒，固體顆粒被燃燒煙氣加熱，熱介質(zhì)與煙氣分離后進(jìn)入蒸發(fā)反應(yīng)器，向蒸發(fā)反應(yīng)器中加入廢水，與熱固體顆粒直接接觸，廢水被加熱蒸發(fā)成水蒸氣，固體顆粒被降溫，將降溫后的固體顆粒從蒸發(fā)側(cè)送回燃燒反應(yīng)器再被燃料燃燒加熱。如此固體顆粒連續(xù)循環(huán)，燃料燃燒和廢水蒸發(fā)分別同時(shí)連續(xù)進(jìn)行。燃燒反應(yīng)在800?900攝氏度溫度下進(jìn)行；蒸發(fā)在750?850攝氏度溫度下進(jìn)行。蒸發(fā)裝置操作壓力比氣化爐的壓力要高些，具體壓力可比氣化爐高0.1?1.0 MPa0
[0019]在廢水蒸發(fā)的同時(shí)，廢水中的有機(jī)物也會(huì)被蒸發(fā)出來(lái)，由于在高溫條件下，有些有機(jī)物可能發(fā)生理裂解或水解反應(yīng)等，為了進(jìn)一步降低水中大分子有機(jī)物的含量，向廢水蒸發(fā)側(cè)加入部分燃料和氧氣，這樣使得蒸發(fā)出來(lái)的有機(jī)物在較高溫度(750?850攝氏度)下被進(jìn)一步氧化或燃燒掉，最后形成二氧化碳和水蒸汽。當(dāng)廢水中含有溶解的氨冊(cè)13時(shí)，在有氧和高溫條件下，大部分氨可被氧化或燃燒成N2和水。此時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽并不像常規(guī)鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽全部為水蒸汽，該廢水蒸發(fā)的水蒸汽中可能含有少量的二氧化碳?xì)怏w或可能少量氮?dú)獾?，這些氣體的濃度不高。該產(chǎn)生的水蒸汽可送至水煤氣變換反應(yīng)器及氣化爐中循環(huán)利用。
[0020]在氣化爐中，水蒸汽除用于溫度調(diào)節(jié)外，一部分也直接參與氣化爐反應(yīng)，如:C+H20=C0+H2o 一般加入的水蒸汽的流量大于反應(yīng)所需的蒸汽量。進(jìn)入氣化爐原料煤中水的大部分被干燥蒸發(fā)出來(lái)進(jìn)入煤氣中。加入的水蒸汽與原料煤帶入的水分總和減扣掉反應(yīng)消耗的水(蒸汽)，即為氣化爐出口水蒸汽或水的凈增加量。一般情況下，煤氣化反應(yīng)所需的水蒸汽量與原料煤帶入的當(dāng)量水蒸汽基本接近，假定這兩者基本達(dá)到平衡，則氣化爐凈增加水當(dāng)量為向氣化爐加入的水蒸汽量。在將這部分增加的當(dāng)量廢水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)成水蒸汽再回用到氣化爐中時(shí)，理論上氣化爐生產(chǎn)本身沒(méi)有廢水積累，廢水蒸發(fā)的水蒸汽也沒(méi)有多余，而全部進(jìn)入氣化爐中。
[0021]在水煤氣變換反應(yīng)(OHH2O =H2+C02)中，反應(yīng)需要消耗水蒸汽。在實(shí)際生產(chǎn)中，加入的水蒸汽要比反應(yīng)所需的多得多，如蒸汽/ 一氧化碳摩爾比一般在2以上。這樣變換反應(yīng)器前加入的水蒸汽有一部分被反應(yīng)消耗，其余部分隨變換后煤氣在冷過(guò)程中，冷凝出來(lái)成為煤氣冷凝水。只要向煤氣中加入的水蒸汽中不含有大分子有機(jī)物，最終未消耗的水蒸汽冷凝物一般也將是沒(méi)有大分子有機(jī)物的。
[0022]由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)處理器產(chǎn)生的水蒸汽可以用來(lái)補(bǔ)充氣化爐及水煤氣變換反應(yīng)器中被消耗掉的水蒸汽，從而減少整個(gè)產(chǎn)生過(guò)程中廢水的排放量。
[0023]需要說(shuō)明的是，以上所述并非是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定，在不脫離本實(shí)用新型的創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，任何顯而易見(jiàn)的替換均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，包括通過(guò)管路依次順序連接的氣化爐、冷卻除塵及洗滌器、過(guò)熱器、水煤氣變換反應(yīng)器和合成氣冷卻器，其特征在于，所述冷卻除塵及洗滌器上裝接有油水分離及萃取回收器，該油水分離及萃取回收器底部通過(guò)管路裝接有含有機(jī)物廢水收集器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述含有機(jī)物廢水收集器通過(guò)管路連接有蒸發(fā)處理器，該含有機(jī)物廢水收集器與蒸發(fā)處理器間的連接管路上設(shè)有水栗，該蒸發(fā)處理器將含有機(jī)物廢水蒸發(fā)成水蒸汽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)處理器包括燃燒反應(yīng)器和蒸發(fā)反應(yīng)器，該燃燒反應(yīng)器通過(guò)管路與蒸發(fā)反應(yīng)器連接形成循環(huán)回路，蒸發(fā)反應(yīng)器與含有機(jī)物廢水收集器連接，并且蒸發(fā)反應(yīng)器的水蒸汽出口端通過(guò)管路與氣化爐連接，燃燒反應(yīng)器上設(shè)有煙氣排放口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)處理器的蒸發(fā)反應(yīng)器的水蒸汽出口端通過(guò)管路還與水煤氣變換反應(yīng)器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述合成氣冷卻器的出口端通過(guò)管路與冷卻除塵及洗滌器連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種固定床和流化床的煤氣化生產(chǎn)裝置，包括通過(guò)管路依次順序連接的氣化爐、冷卻除塵及洗滌器、過(guò)熱器、水煤氣變換反應(yīng)器和合成氣冷卻器，合成氣冷卻器出來(lái)的合成氣送至凈化合成系統(tǒng)中，所述冷卻除塵及洗滌器上裝接有油水分離及萃取回收器，該油水分離及萃取回收器底部通過(guò)管路裝接有含有機(jī)物廢水收集器，含有機(jī)物廢水收集器通過(guò)管路連接有蒸發(fā)處理器，該含有機(jī)物廢水收集器與蒸發(fā)處理器間的連接管路上設(shè)有水泵，該蒸發(fā)處理器將含有機(jī)物廢水蒸發(fā)成水蒸汽。本實(shí)用新型將煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生的含有機(jī)物廢水再蒸發(fā)形成水蒸汽，對(duì)該水蒸汽回收利用，從而改變加壓煤氣化生產(chǎn)過(guò)程由于廢水排放對(duì)環(huán)境的不利影響。
【IPC分類(lèi)】C10J3/56, C10J3/80, C10J3/84, C10J3/72, C10J3/20
【公開(kāi)號(hào)】CN204918494
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520507086
【發(fā)明人】彭萬(wàn)旺, 楊寶友, 李冶
【申請(qǐng)人】彭萬(wàn)旺
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日