一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置制造方法
【專利摘要】一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，包括氣化爐殼體，氣化爐殼體內(nèi)設(shè)有氣化爐內(nèi)水冷壁，氣化爐內(nèi)水冷壁的底部設(shè)有渣池，渣池底部輸出管伸出氣化爐殼體外和渣收集罐入口連接，渣收集罐出口和渣鎖斗連接，氣化爐殼體的下部設(shè)有工藝燒嘴，氣化爐殼體的中部設(shè)有兩段減溫水噴嘴，氣化爐殼體、氣化爐內(nèi)水冷壁上部通過導(dǎo)氣段和激冷罐連接，激冷罐氣體出口通過文丘里洗滌器和水力旋流器連接，水力旋流器氣體出口和洗滌塔連接，本發(fā)明不延長(zhǎng)傳統(tǒng)上行式干煤粉加壓氣化工藝流程，不增加工藝和操作的復(fù)雜性，僅增加有機(jī)廢水緩沖罐和過濾器等少量設(shè)備，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)中處理難度大、費(fèi)用高的有機(jī)廢水降解處理。
【專利說明】—種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國(guó)石 油消耗量逐年增加，同時(shí)國(guó)際石油價(jià)格飛漲，煤制液體燃料、煤制替代天然氣、煤基化學(xué)品、IGCC及多聯(lián)產(chǎn)等煤基清潔能源技術(shù)越來越受到廣泛的關(guān)注。
[0003]大型氣流床氣化技術(shù)是煤基清潔能源的關(guān)鍵技術(shù)和龍頭技術(shù)，特別是大型干粉加壓氣化技術(shù)由于能源利用效率高、煤種適應(yīng)性廣、單次運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、水耗低、不產(chǎn)生焦油、酚、萘等有機(jī)污染物，成為現(xiàn)代大型氣化技術(shù)發(fā)展的主流方向。按照合成氣的冷卻方式，大型干粉氣化可分為廢鍋工藝流程和激冷工藝流程。
[0004]廢鍋工藝流程是采用廢熱鍋爐對(duì)粗合成氣的顯熱進(jìn)行回收。為避免廢鍋的換熱面積灰，通常抽取工藝后期的冷煤氣循環(huán)的方式對(duì)高溫煤氣進(jìn)行激冷，將其溫度降低至飛灰熔點(diǎn)以下約200°C。典型廢鍋流程包括Shell煤氣化工藝、華能兩段式干煤粉加壓氣化工藝廢鍋流程等。廢鍋工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是可以充分回收合成氣熱量，提高能源利用效率。缺點(diǎn)氣化爐后的廢鍋、陶瓷過濾器、洗滌塔等設(shè)備規(guī)模增大，設(shè)備初投資增加；同時(shí)也存在合成氣冷卻器積灰、陶瓷過濾器破損、激冷氣循環(huán)系統(tǒng)故障等運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；在部分后續(xù)生產(chǎn)工藝中，需要對(duì)合成氣進(jìn)行變化，為滿足變化工藝水氣比的要求，將廢鍋產(chǎn)生的部分蒸汽注入到合成氣變換爐，實(shí)際提高的熱效率有所降低。
[0005]激冷工藝流程采用激冷水對(duì)高溫粗合成氣直接接觸降溫，同時(shí)洗滌脫除粗合成氣中大部分飛灰，并使粗合成氣飽和。典型的激冷工藝流程包括GSP氣化工藝、華能兩段式干煤粉加壓氣化工藝激冷流程、航天爐氣化工藝、清華爐氣化工藝等。同廢鍋工藝流程相比，激冷工藝流程工藝過程簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性高，設(shè)備造價(jià)低，出界區(qū)合成氣含汽率可以滿足后續(xù)變換工藝的要求。其缺點(diǎn)是回收的中壓蒸汽比廢鍋工藝流程較少。
[0006]目前，上述兩種工藝流程均已成功地得到了工業(yè)應(yīng)用。盡管干粉加壓氣化工藝流程本身不會(huì)產(chǎn)生焦油、酚、萘等有機(jī)物廢水，但某些生產(chǎn)過程中，其它并行工藝或下游工藝可能產(chǎn)生這類有機(jī)廢水。例如，煤制替代天然氣的過程中，部分煤制氣裝置采用固定床氣化技術(shù)，可以提高合成氣中的CH4含量，但固定床氣化生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)廢水。另外一些生產(chǎn)過程裝置，在下游的合成工序中，也可能產(chǎn)生有機(jī)廢水。這些有機(jī)廢水，處理困難，需要設(shè)置大型的有機(jī)廢水處理裝置，處理費(fèi)用極為昂貴。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種投資和運(yùn)行費(fèi)用低的現(xiàn)代大型干粉加壓氣化裝置是一項(xiàng)十分有意義的任務(wù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，在氣化爐的高溫合成氣區(qū)域噴入有機(jī)廢水，一方面對(duì)高溫合成氣降溫，另一方面在高溫環(huán)境中分解廢水中的有機(jī)物，投資少，與同類氣化裝置相比僅需增加少量廉價(jià)設(shè)備，工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，包括氣化爐殼體1，氣化爐殼體I內(nèi)設(shè)有氣化爐內(nèi)水冷壁2，氣化爐內(nèi)水冷壁2的底部設(shè)有渣池12，渣池12底部輸出管伸出氣化爐殼體I外和渣收集罐13入口連接，渣收集罐13出口和渣鎖斗14連接，氣化爐殼體I的下部設(shè)有工藝燒嘴11，氣化爐殼體I的中部設(shè)有第一段減溫水噴嘴7，脫氧有機(jī)廢水依次通過第一段減溫水給水過濾器8、第一段減溫水緩沖罐9、第一段減溫水過濾器10和第一段減溫水噴嘴7連接，氣化爐殼體I的上部設(shè)有第二段減溫噴嘴3，脫氧鍋爐給水或灰水依次通過第二段減溫水給水過濾器4、第二段減溫水緩沖罐5、第二段減溫水過濾器6和第二段減溫噴嘴3連接，氣化爐殼體1、氣化爐內(nèi)水冷壁2上部通過導(dǎo)氣段15和激冷罐16連接，激冷罐16氣體出口通過文丘里洗滌器17和水力旋流器18連接，水力旋流器18氣體出口和洗滌塔19連接。
[0010]所述的氣化爐為上行式干粉加壓氣化爐。
[0011]所述的第一段減溫噴嘴7和第二段減溫噴嘴3要求使減溫水霧化粒徑小于400 μ m，并且應(yīng)選擇小的噴霧角，噴霧角小于90°。
[0012]所述的第一段減溫噴嘴7和第二段減溫噴嘴3能夠在每段減溫區(qū)設(shè)置兩個(gè)以上，每段減溫噴嘴個(gè)數(shù)由噴水量確定，對(duì)稱布置。 [0013]所述第一段減溫水緩沖罐9、第二段減溫水緩沖罐5，其壓力通過管網(wǎng)來的氮?dú)饩S持壓力穩(wěn)定。
[0014]所述洗滌塔19為板式塔，塔頂合成氣出口設(shè)置除沫器。
[0015]本發(fā)明不延長(zhǎng)傳統(tǒng)上行式干煤粉加壓氣化工藝流程，不增加工藝和操作的復(fù)雜性,僅增加有機(jī)廢水緩沖罐和過濾器等少量設(shè)備，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)中處理難度大、費(fèi)用高的有機(jī)廢水降解處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員了解，下述內(nèi)容不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上做出的改進(jìn)和變化都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0018]參照附圖，一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，包括氣化爐殼體1，氣化爐殼體I內(nèi)設(shè)有氣化爐內(nèi)水冷壁2，氣化爐內(nèi)水冷壁2的底部設(shè)有渣池12，渣池12底部輸出管伸出氣化爐殼體I外和渣收集罐13入口連接，渣收集罐13出口和渣鎖斗14連接，氣化爐殼體I的下部設(shè)有工藝燒嘴11，氣化爐殼體I的中部設(shè)有第一段減溫水噴嘴7，脫氧有機(jī)廢水依次通過第一段減溫水給水過濾器8、第一段減溫水緩沖罐9、第一段減溫水過濾器10和第一段減溫水噴嘴7連接，氣化爐殼體I的上部設(shè)有第二段減溫噴嘴3，脫氧鍋爐給水或灰水依次通過第二段減溫水給水過濾器4、第二段減溫水緩沖罐5、第二段減溫水過濾器6和第二段減溫噴嘴3連接，氣化爐殼體1、氣化爐內(nèi)水冷壁2上部通過導(dǎo)氣段15和激冷罐16連接，激冷罐16氣體出口通過文丘里洗滌器17和水力旋流器18連接，水力旋流器18氣體出口和洗滌塔19連接。
[0019]所述的氣化爐為上行式干粉加壓氣化爐。
[0020]所述的第一段減溫噴嘴7和第二段減溫噴嘴3要求使減溫水霧化粒徑小于400 μ m，并且應(yīng)選擇小的噴霧角，噴霧角小于90°。
[0021]所述的第一段減溫噴嘴7和第二段減溫噴嘴3能夠在每段減溫區(qū)設(shè)置兩個(gè)以上，每段減溫噴嘴個(gè)數(shù)由噴水量確定，對(duì)稱布置。
[0022]所述第一段減溫水緩沖罐9、第二段減溫水緩沖罐5，其壓力通過管網(wǎng)來的氮?dú)饩S持壓力穩(wěn)定。
[0023]所述洗滌塔19為板式塔，塔頂合成氣出口設(shè)置除沫器，減少合成氣帶水，經(jīng)洗滌后的合成氣送下游工序。
[0024]本發(fā)明的工作原理為:
[0025]干粉燃料由惰性載氣以濃相輸送的方式由工藝燒嘴11的干粉通道送入氣化爐，氧化劑(氧氣/富氧/水蒸汽/ 二氧化碳)由工藝燒嘴11氧氣通道送入氣化爐，干粉燃料和氧化劑在氣化爐反應(yīng)區(qū)發(fā)生氣化反應(yīng)，生成高溫高壓的粗合成氣。粗合成氣攜帶飛灰上行，氣化產(chǎn)生的液態(tài)渣落入渣池12激冷成固體小顆粒，激冷后的固態(tài)渣落入渣收集罐13收集，并通過渣鎖斗14減壓排出。 [0026]上行的高溫高壓粗合成氣經(jīng)過兩級(jí)降溫，使粗合成氣溫度降至飛灰熔點(diǎn)溫度以下200°C左右排出氣化爐。在第一段噴水減溫區(qū)，采用系統(tǒng)外送來的有機(jī)廢水。首先，有機(jī)廢水經(jīng)過第一段減溫水給水過濾器8過濾送入第一段減溫水緩沖罐9，為維持系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行，第一段減溫水給水過濾器8應(yīng)設(shè)置備用設(shè)備，當(dāng)其差壓過高時(shí)可采用在線或離線清理。第一段減溫水緩沖罐9緩存的有機(jī)廢水經(jīng)減溫水過濾器10過濾，由第一段減溫水噴嘴7霧化成細(xì)微液滴噴入氣化爐。為實(shí)現(xiàn)細(xì)微霧化的目的，應(yīng)設(shè)置多臺(tái)減溫噴嘴，均布。在給定工況下，第一段減溫水緩沖罐9應(yīng)與氣化爐保持穩(wěn)定的壓差，其壓力由管網(wǎng)來的氮?dú)饣虿蝗苡谒亩栊詺怏w調(diào)節(jié)，典型的調(diào)節(jié)方式為分程控制。第一段減溫區(qū)出口溫度控制在1050°C~1150°C以上。第二段減溫區(qū)的設(shè)置和運(yùn)行方式與第一段減溫區(qū)類似，減溫水為不含有機(jī)物的鍋爐給水或循環(huán)灰水或其它脫氧水，并最終將合成氣溫度降低至800°C~900°C。
[0027]減溫后的合成氣經(jīng)導(dǎo)氣段15導(dǎo)入激冷罐16進(jìn)一步激冷，同時(shí)脫除粗合成氣中的大部分飛灰，并使合成氣充分飽和，提高粗合成氣含汽率。激冷后的粗合成氣經(jīng)文丘里洗滌器17洗滌、并使細(xì)微顆粒潤(rùn)濕，送入水力旋流器18進(jìn)一步進(jìn)行固體顆粒物的脫除。由水力旋流器18來的粗合成氣進(jìn)入洗滌塔19進(jìn)一步洗滌，脫除細(xì)微塵粒、鹵素和其它雜質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，包括氣化爐殼體(1)，其特征在于:氣化爐殼體⑴內(nèi)設(shè)有氣化爐內(nèi)水冷壁(2)，氣化爐內(nèi)水冷壁⑵的底部設(shè)有渣池(12)，渣池(12)底部輸出管伸出氣化爐殼體(1)外和渣收集罐(13)入口連接，渣收集罐(13)出口和渣鎖斗(14)連接，氣化爐殼體(1)的下部設(shè)有工藝燒嘴(11)，氣化爐殼體(1)的中部設(shè)有第一段減溫水噴嘴(7)，脫氧有機(jī)廢水依次通過第一段減溫水給水過濾器(8)、第一段減溫水緩沖罐(9)、第一段減溫水過濾器(10)和第一段減溫水噴嘴(7)連接，氣化爐殼體(1)的上部設(shè)有第二段減溫噴嘴(3)，脫氧鍋爐給水或灰水依次通過第二段減溫水給水過濾器(4)、第二段減溫水緩沖罐(5)、第二段減溫水過濾器(6)和第二段減溫噴嘴(3)連接，氣化爐殼體(1)、氣化爐內(nèi)水冷壁⑵上部通過導(dǎo)氣段(15)和激冷罐(16)連接，激冷罐(16)氣體出口通過文丘里洗滌器(17)和水力旋流器(18)連接，水力旋流器(18)氣體出口和洗滌塔(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，其特征在于:所述的氣化爐為上行式干粉加壓氣化爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，其特征在于:所述的第一段減溫噴嘴(7)和第二段減溫噴嘴(3)要求使減溫水霧化粒徑小于400 μ m，并且應(yīng)選擇小的噴霧角，噴霧角小于90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，其特征在于:所述的第一段減溫噴嘴(7)和第二段減溫噴嘴(3)能夠在每段減溫區(qū)設(shè)置兩個(gè)以上，每段減溫噴嘴個(gè)數(shù)由噴水量確定，對(duì)稱布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，其特征在于:所述第一段減溫水緩沖罐(9)、第二段減溫水緩沖罐(5)，其壓力通過管網(wǎng)來的氮?dú)饩S持壓力穩(wěn)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有機(jī)廢水處理的干粉加壓氣化裝置，其特征在于:所述洗滌塔(19)為板式塔，塔頂合成氣出口設(shè)置除沫器。
【文檔編號(hào)】C10J3/48GK103965966SQ201410164024
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】許世森, 陶繼業(yè), 夏軍倉(cāng), 任永強(qiáng), 李小宇, 李廣宇, 王恩民, 劉剛, 劉沅, 陳智, 緱志斌 申請(qǐng)人:中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司