[发明专利]一种气化装置渣水闪蒸气综合利用系统及方法

说明书

本发明涉及一种气化装置渣水闪蒸气综合利用系统及方法，气化装置渣水闪蒸气综合利用系统包括溴化锂吸收式制冷装置、外排灰水冷却器、闪蒸气一级分离器、闪蒸气二级分离器、闪蒸气一级冷却器、静态混合器以及酸性气体脱除装置。本发明系统的适用范围广泛，适用于以煤、石油焦、渣油、多元料浆等为原料的制氢或合成氨的气化装置，以及设有循环气压缩机的酸性气体脱除装置；充分利用闪蒸气的低位热能生产冷冻水，解决了外排灰水温度过高的问题；可充分回收闪蒸气中的有效组分，氢气回收率提高，经济效益显著；依托现有流程的增压设备，大大降低了新增设备的负荷和尺寸，初始投资低，工艺流程简单。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体是指一种以煤、渣油、多元料浆等为气化原料，产生的渣水闪蒸处理后的闪蒸气，在装置内综合利用的系统及工艺。

背景技术

在以煤、渣油、多元料浆等为气化原料气化装置中，气化炉生产的高温粗合成气经激冷水洗涤降温后，大部分灰渣和细小颗粒物留在了渣水中，渣水再经过二级或三级闪蒸、澄清处理变成灰水回用。渣水的高压闪蒸(或一级闪蒸)处理可以将其中溶解的大量酸性气解析出来，形成闪蒸气，同时黑水自身也得到了提浓。由于闪蒸气中含有大量的CO₂、H₂S等酸性气，因此目前处理方法中，最常见的是将闪蒸气用循环水冷却后进行分离，回收一部分凝液后，剩余浓度25～35％的酸性气送入硫回收装置，或进入酸性气火炬燃烧处理。

闪蒸气的流量较大，约90％的组分为H₂O，以及含量为1～4％的有效气(CO+H₂)，其余为少量酸性气(CO₂、H₂S)和微量的NH₃、N₂等组分；温度通常为150～180℃，压力大约为0.4～0.9MPaG。因此，闪蒸气具有较多的低位热能，以及利用价值较高的有效气，若能结合整个装置，设计合理的工艺路线对其进行综合利用，不仅可以节省大量的能量，还可以提高有效气的回收率，经济效益显著。

气化单元为了避免水系统中氨氮、氯根等含量过高，对设备及管线造成腐蚀加剧，通常需要将灰水进行连续外排，同时在系统中补入新鲜水。外排的灰水去下游的短程硝化反硝化污水处理装置，若外排灰水温度过高，超过35℃，易导致活性污泥中的细菌死亡，从而降低污水的处理能力。而外排灰水的温度约为50℃，尤其在南方地区，很难用循环水将其冷却到35℃以下。因此，只能通过增加外排灰水换热器的循环水量和设计余量，使外排灰水温度尽可能降低，以保证下游装置的安全。

在低温甲醇洗工艺流程中，从富硫化氢甲醇及预洗甲醇中闪蒸出来的气体中仍含有一部分氢气(约1％～3％)，通过循环气压缩机入口的分液罐将甲醇凝液分离后得到循环气(氢气含量约为40～60％)，再通过循环气压缩机加压循环至低温甲醇洗单元入口，从而提高氢气回收率。

申请号为201710363418.2的《一种煤气化黑水闪蒸气利用工艺》公开了一种煤气化黑水闪蒸气的利用工艺，将闪蒸气直接进入闪蒸气洗涤塔内，利用干净的高温变换凝液对其洗涤，在闪蒸气洗涤的同时实现高温变换凝液汽提；洗涤后的闪蒸气再经过废锅副产蒸汽回收部分热量，再经余热换热器回收剩余热量；最后闪蒸气经过分液，压缩机加压后，送回工艺气系统利用有效组分。该方法主要通过副产蒸汽的方法对低位热能回收，但低位热能只是从闪蒸气转移到副产的低压蒸汽中，而煤化工装置属于低位热能过剩的装置，尤其是变换单元副产大量的低压蒸汽(＜0.5MPaG)无处利用，因此该方法并非对低位热能做到了有效的回收利用；此外，该新增闪蒸气压缩机功率较大，设备投资、运转与维护投入较多。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能对闪蒸气中低位热能和有效气组分进行回收利用并解决外排灰水温度过高问题的气化装置渣水闪蒸气综合利用系统。