[发明专利]一种用于地下气化煤气冷凝液的利用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭气化领域，更具体地，涉及一种用于地下气化煤气冷凝液的利用工艺。

背景技术

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。因煤炭在地下燃烧过程中产生大量的热，气化炉出口输出的粗煤气温度控制在80℃～300℃，汇集到井口主管网温度一般在120℃～200℃，而通常用于煤气发电机所需的煤气温度应小于30℃，因此煤气在输送及初净化过程中需释放大量的热降温以满足发电要求。与此同时，在煤气换热降温过程中会消耗大量的新鲜水，同时煤气中水汽和焦油等杂质冷凝会形成煤气冷凝液，这造成新鲜水资源的严重浪费和大量煤气冷凝液污水的处理消耗。

目前，在煤炭气化领域，对高温煤气的余热利用，一般采用废热锅炉，通过循环水作为换热介质，将高温煤气温度逐渐降至需要温度，而循环水的降温方式一般采用水冷却塔，产生冷凝液送至污水处理。这种方式，不但造成大量热能的浪费，还需要投入电能使设备运转。传统方式能耗很高，且对净化冷凝水不能进行合理的利用。由于废热锅炉和大型换热设备在传统煤气净化系统中属于大型固定设施，因此不适于地下气化领域生产设施移动和输送距离远等特点。

因此，开发一种在煤炭地下气化工艺中能够有效地回收地下气化煤气的余热并且合理地利用所产生的煤气冷凝液的工艺具有重要的意义。

发明内容

为了解决目前煤炭地下气化过程中煤气余热回收和冷凝液利用方面存在的问题，本发明人进行了深入细致的研究，从而提供了一种用于地下气化煤气冷凝液的利用工艺，其用于回收地下气化煤气的余热并对煤气冷凝液进行合理利用。

具体地，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于地下气化煤气冷凝液的利用工艺，所述工艺包括将高温粗煤气冷却以回收余热，从而得到净化的干煤气以及煤气冷凝液，并且将所述煤气冷凝液的部分或全部转化为低压饱和蒸汽并且将其输送至用于产生所述高温粗煤气的地下气化炉。

根据本发明的优选实施方案，在所述将高温粗煤气冷却以回收余热的工序中，对所述高温粗煤气进行逐级降温。优选地，使所述高温粗煤气依次通过第一换热器、喷淋冷却器和横管冷却器。优选地，所述工艺包括：将所述煤气冷凝液分为下列三部分：煤气冷凝液(1)、煤气冷凝液(2)和煤气冷凝液(3)，并且：

a.将所述煤气冷凝液(1)加热，以产生高温煤气冷凝液，然后将所述高温煤气冷凝液与高压蒸汽接触换热以产生低压饱和蒸汽与饱和冷凝水，并且将所述低压饱和蒸汽升压并输送至用于产生所述地下气化煤气余热的地下气化炉；

b.将所述煤气冷凝液(2)输送至第二换热器，从而降低所述煤气冷凝液(2)的温度，并且将降温后的所述煤气冷凝液(2)输送至所述喷淋冷却器以对粗煤气进行喷淋降温；

c.将剩余的所述煤气冷凝液(3)输送至污水处理系统。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于地下气化煤气冷凝液的利用工艺的装置，其包括以下列连接方式组装的各个单元：

从地下气化炉开始依次连接的第一换热器、喷淋冷却器和横管冷却器，其中所述横管冷却器的一个出口与煤气发电系统连接；

所述横管冷却器的一个出口与冷凝液储罐的入口连接，并且所述冷凝液储罐的一个出口依次与废热锅炉、高压闪蒸罐、喷射式热泵和地下气化炉连接，并且所述冷凝液储罐的一个出口依次与第二换热器和喷淋冷凝器连接；并且

软水储罐依次与所述第二换热器、所述第一换热器、燃气锅炉、所述高压闪蒸罐和所述喷射式热泵连接。

根据本发明的地下气化煤气余热回收工艺具有以下有益效果：

1.地下气化粗煤气通过第一换热器、喷淋冷却器、横管冷却器的降温、洗涤过程作用，不仅得到合格的煤气，同时回收粗煤气中的大量余热。

2.利用煤气降温过程生成的煤气冷凝液本身具有储存热能特性，通过燃气锅炉和抽提设备进一步补充热量而将冷凝液转化为气化炉所需要的低压蒸汽，同时通过在闪蒸罐中将煤气冷凝液中的污染物(焦油、酚类化合物等)蒸发以形成低压蒸汽，将冷凝液中污染物与低压蒸汽一起回注至气化炉。这一过程不但回收了低品位余热，同时将冷凝液浓缩后再处理，可大大降低后续污水处理费用。

3.本发明的工艺流程从系统的角度来看，同时将回收的余热及冷凝液充分利用，将能量损失降至最低，从而提高了气化炉运行效率。

4.经初步降温、洗涤净化的粗煤气形成湿煤气，由于温度小于80℃、煤气中大部分杂质得到脱除，通过主管道送至化工区净化工段不易堵塞管道，且由于温度降低，主管网产生形变小，可起到延长管网寿命和提高安全性能的作用。