[发明专利]两段炉水煤气厂工艺流程与含酚水的处理

说明书

本发明属煤的气化工艺和相应的环境保护技术领域。

两段炉水煤气生产是以烟煤为原料，固定床周期性生产水煤气，供中小城市民用煤气气源。在生产过程中会产生有毒的含酚水不易处理，会影响环境水质，其危害严重。目前处理的方法多是采用生物处理，能达到排放要求，但是投资大，运行费用高，占地面积大，操作麻烦。由于我们财力薄，人的技术素质低，生产工艺必须短而实用，操作容易，符合国情，以利于中小城市煤气事业的发展。

本发明提供一种新的生产工艺流程和含酚水的处理方法，投资少，操作容易。

固定床水煤气气化周期性运行。一般分为三个主要阶段：1.吹风阶段：由两段炉下方入口进入空气与炉内气化段的半焦进行强力燃烧来提高温度，积蓄热量。燃烧过程产生的烟气中尚混有部分可燃成分，并由发生炉中部排出。2.上制气阶段：把水蒸汽由发生炉下方入口进入，并与炉内气化段的炽热焦炭产生水煤气，这水煤气和未分解的高温水蒸汽进入上方的干馏段，把湿热与干馏段内的煤进行热交换，使煤升温干燥并干馏热解，产生干馏煤气、焦油和酚等一起由上部出口排出，经冷却净化会析出含酚的凝结水。这就是两段炉水煤气厂要处理的有毒污水。3.下制气阶段：水蒸气由燃烧蓄热器煤气出口处进入，与烟气相反的方向进入发生炉内，与火层炽热的焦炭产生水煤气，还带着未分解的水蒸汽由炉下方的入口排出，经冷却净化冷凝析出未分解的水。这水不含酚，只含有少量的氰化物，可以通过简单的方法来处理排放。

本发明是利用吹风烟气中的热能，在燃烧蓄热器内加入二次空气燃烧，把蓄热体格子砖升温到800-900℃的高温，在下制气阶段把含酚水加压雾化喷入燃烧蓄热器内，与格子砖进行热交换汽化并过热，作为气化剂与发生炉内火层接触，酚被分解成H2O和CO2并与焦炭气化，处理掉酚水。

现在来分析一下水煤气生产中的含酚水应处理的数量。

假设水煤气生产中主要的指标和参数如下：

1.煤的含水量10％

2.蒸汽耗量：1kg/kg煤

3.上下制气时间比：55∶45

4.上下制气蒸汽分解率：50％，45％

5.煤气产率：1.2M3/kg煤

6.上下制气煤气的冷却方式：分别以间冷器和填料洗涤塔则上制气每吨煤煤气析出的水量为：

1.全部由煤带入的水：1000×0.1＝100kg

2.上制气未分解的水：1000×0.55×0.5＝275kg

3.35℃时煤气带走的水：1000×1.2×0.55×0.074＝31kg

4.需处理的酚水：100+275-31＝344kg

下制气每吨煤气化所需的蒸汽量：1000×0.45＝450kg

下制气所需的蒸汽量大于应处理的酚水量为：450-344＝106kg气化所需的蒸汽量大于应处理的酚水量，因此这个处理方法是可行的。

再来分析一下吹风气的能量能否满足气化含酚水的需要。根据U.G.I水煤气生产工艺的设备废热锅炉，当气化2000kg煤时，其蒸发量是2500公斤(1/3生产周期时间内)即吹风气可利用的能量是2500×640＝1600000kcal与下制气所需的饱和蒸汽过热到500℃所需能量之和。这里处理含酚水所需的能量为：344×640＝440000kcal。过热蒸汽所需的能量与前相同。

因此可以认为用吹风气的能量处理含酚水之后尚余1600000-440000＝1160000kcal。仅用去25％可利用的能量。因此用这个方法来处理含酚水是可行的。

再来分析一下现有燃烧蓄热器或裂解器与固定器内的蓄热体格子砖的能量是否能满足气化含酚水的需要。

首先对现有的LGI工艺流程的裂解器进行分析：

按流程中裂解器的热负荷是(按气化2吨煤估算)

1.下制气蒸汽过热到500℃的热负荷是：450×2(833-120)＝171000kcal.

2.上制气裂解焦油的热负荷：为了裂解焦油，必须使焦油的载体一全部水煤气—由120℃升温到850℃所需的能量与焦油升温和裂解所需能量之和.(这里因焦油升温和裂解的能量由于焦油量少而从略)此能量为：

1200×0.55×2×0.3(850-120)＝289000kcal

3.上制气中未分解的水蒸气从120℃过热到850℃时所需的能量为：

275×2(1000-640)＝270000kcal

1000是850℃时过热蒸汽的含热

总热负荷是：

171000+289000+270000＝730000kcal