[发明专利]飞渣处理

说明书

本发明是关于煤气化产生的飞渣的处理方法。

煤的不完全燃烧或煤气化是在高温以及尽可能高的压力下，煤与有限量的氧气反应。在其它试剂，例如蒸汽、二氧化碳或各种其它物质存在时，反应便于进行。煤气化产生气体，称为合成气，它主要含有一氧化碳和氢气，以及不等量的其它气体，如二氧化碳和甲烷，还含有各种液体和固体物质，如小颗粒灰和一般已知并在这里统一定义为飞渣或飞灰的碳。这种飞渣由于来源于还原气氛，在组成和性质上与一般燃烧锅炉有关的飞渣不同，燃烧锅炉使用的是充分氧化气氛。例如煤不完全燃烧方法产生的飞渣可能含有元素铁、硫化物、沉积碳、以及通常与锅炉飞灰无关的组分。一般来说，不完全燃烧方法产生的气体夹带的飞渣或飞灰通常采取以下措施从粗合成气中除去，这些措施是：旋风分离器或分离器，或应用洗涤塔冷却器的水洗系统，文丘里洗涤塔，或过滤器，或静电除尘器，或这些系统结合使用。

气化器或气化段产生的粗合成气除含有上面提到的物质外，还含有含硫气体，如硫化氢和氧硫化碳，以及少量的氨和氰化氢。煤气化生成的合成气中，HCN、NH₃和COS的存在使得除去例如H₂S和/或CO₂这样多余的杂质变得复杂化，并在有关的产品质量和污染控制要求方面提出了问题。尽管存在HCN、NH₃和COS，但正如所指出的，它们的量很小，例如一般小于粗合成气总量的百分之一。使用合成气之前一定要对这些物质进行处理。

从合成气中除去的飞渣或飞灰其最终的废弃物可能具有不需要的性质。例如可能是轻的，易碎、多灰、并且难以成型。由于它含有不需要的物质，如砷、硒和硫化物，所以，一定要注意进行处理，如果将它作为填土使用或处理，其形式一定要使其不向环境快速地释放这些物质。硫的存在尤其麻烦，因为它与强酸性物质接触会放出硫化氢。本发明的目的就是指出飞渣处理问题，以及对气化产生的其他极微少的废产物进行处理和利用。

因此，本发明是关于从合成气中除去飞渣的方法，它包括将飞渣与粘结材料，一种能使飞渣中的硫化物至少转化成硫的组合物和合成气加工中产生的废液，以特定比例混合。

本发明还涉及到从已除去大部分飞渣的合成气中除去飞渣的方法，它包括：

（a）上述气流通过洗涤段，它包括负载的洗涤液汽提部分和用有效量的洗涤水溶液洗涤上述气流，从其中除去剩余的飞渣颗粒、HCN、NH₃和COS，生成基本上无飞渣的不太纯的气流，和来自上述汽提部分含有飞渣颗粒的含水物流，将这种含水物流通入浓缩段;

（b）从浓缩段除去由含水物流产生的浓缩含水物流，其飞渣颗粒固体与液体之比大于进入浓缩段的含水物流的飞渣颗粒固体与液体之比;

（c）大部分飞渣和少部分粘结材料，以及有效量的能使飞渣中的硫化物至少转化成硫的组合物，与至少一部分步骤（b）的浓缩含水物流混合，加入的浓缩含水物流比例大约是每份飞渣和粘结材料的总固体用1-5份的浓缩含水物流（重量），生成的固体飞渣组合物的处理性质得到改进。

在另一有利方案中，本发明涉及到一种将煤气化产生的含有飞渣的气流进行处理的方法，该方法包括：

（a）含有飞渣的上述气流通入固体分离段，分离出大部分飞渣，产生固体飞渣和飞渣含量降低的气流;

（b）步骤（a）中获得的飞渣含量降低的气流通入洗涤段，包含负载洗涤溶液汽提部分，用有效量的洗涤水溶液洗涤该气流，从该气流中除去HCN、NH₃和COS以及剩余的飞渣颗粒，产生基本上无飞渣的不太纯的气流，和含有来自上述汽提部分的飞渣颗粒的含水物流，将这种含水物流通入到浓缩段;

（c）从该浓缩段除去由上述含水物流产生的浓缩物流，其飞渣固体颗粒与液体之比大于进入该浓缩段的含水物流的飞渣颗粒固体与液体之比;

（d）将大部分来自步骤（a）的飞渣，小部分粘结材料，有效量能将上述飞渣中的硫化物至少转化成硫的组合物与至少一部分步骤（c）的浓缩物流混合，加入的浓缩含水物流的比例是每份飞渣和粘结材料的总固体使用大约1-5份浓缩含水物流（重量），生成的固体飞渣组合物的处理性质得到改善。