一种固定床和流化床的煤气化生产装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤气化生产装置，具体地说是一种加压固定床和流化床的煤气化生产装置。
【背景技术】
[0002]煤气化生产过程一般伴随着含有不同大分子有机物的洗涤水和冷凝水的产生，由于这些废水在经过一定的回收处理后，有机质浓度较低，特别是水积累和排放量大，废水处理难度非常大，投资、运行成本、水处理效果之间的矛盾一直困扰着相关行业，而未经彻底处理的煤气水排放到厂外环境中，将会对生态环境产生破坏，污染严重。
[0003]以加压固定床的鲁奇气化为例，鲁奇气化炉具有技术成熟、适用多煤种、原料处理简单、过程能源效率高等优点，但其极其突出的缺点是采用大量水蒸汽与氧气作为气化剂的生产过程中产生大量的含丰富有机物组分的煤气废水。该煤气废水目前并不能得到很好的处理，通常做法都是直接排放到环境当中，从而给自然生态环境造成了严重的负面影响，而此影响是长期性的。
[0004]而在流化床纯氧气化生产中，由于送入气化炉的大量水蒸汽用于温度调控的目的，这部分水蒸汽没有参加反应被消耗，而是和煤气一起离开气化炉，这部分水蒸汽在煤气冷却洗涤过程冷凝下来后成为整个生产过程煤气废水积累的重要来源。这些废水中含有一定量大分子有机物。由于是生产过程净增的废水量，因此这部分水也需要非常有效的处理措施，如果直接排放到环境中不仅造成浪费也会对环境造成负面影响。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种固定床和流化床的煤气化生产装置，将煤气化过程中产生的含有机物废水再蒸发形成水蒸汽，对该水蒸汽回收利用，从而改变加压煤气化生产过程由于废水排放对环境的不利影响。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案:
[0007]—种固定床和流化床的煤气化生产装置，包括通过管路依次顺序连接的气化炉、冷却除尘及洗涤器、过热器、水煤气变换反应器和合成气冷却器，所述冷却除尘及洗涤器上装接有油水分离及萃取回收器，该油水分离及萃取回收器底部通过管路装接有含有机物废水收集器。
[0008]所述含有机物废水收集器通过管路连接有蒸发处理器，该含有机物废水收集器与蒸发处理器间的连接管路上设有水栗，该蒸发处理器将含有机物废水蒸发成水蒸汽。
[0009]所述蒸发处理器包括燃烧反应器和蒸发反应器，该燃烧反应器通过管路与蒸发反应器连接形成循环回路，蒸发反应器与含有机物废水收集器连接，并且蒸发反应器的水蒸汽出口端通过管路与气化炉连接，燃烧反应器上设有烟气排放口。
[0010]所述蒸发处理器的蒸发反应器的水蒸汽出口端通过管路还与水煤气变换反应器连接。
[0011]所述合成气冷却器的出口端通过管路与冷却除尘及洗涤器连接。
[0012]本实用新型采用将煤炭气化过程产生的含有机物废水再蒸发生产高压过热水蒸汽，并将该水蒸汽直接应用于加压气化炉纯氧气化需要的水蒸汽以及其后的水煤气变换反应所需的水蒸汽，从而大大减少或避免生产过程中煤气废水的积累，减少废水排放，彻底改变加压煤气化生产过程由于废水排放对环境的不利影响，降低对环境的污染。适用于需要大量水蒸汽作为气化反应剂且产生较多含有机物废水的气化生产过程，包括加压固定床鲁奇气化、加压流化床(包括输送床)纯氧气化等。
【附图说明】
[0013]附图1为本实用新型连接原理示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0015]如附图1所示，本实用新型揭示了一种固定床和流化床的煤气化生产装置，包括通过管路依次顺序连接的气化炉、冷却除尘及洗涤器、过热器、水煤气变换反应器和合成气冷却器1，冷却除尘及洗涤器上装接有油水分离及萃取回收器，该油水分离及萃取回收器底部通过管路装接有含有机物废水收集器。冷却除尘及洗涤器一般是由冷却器、干式除尘器和洗涤器组合而成，将从气化炉出来的合成气进行第一次冷却、除去杂质灰尘后再利用水进行洗涤，进一步除去杂质。最后经合成气冷却器出来的合成气送至净化合成系统中进行最后的处理，然后向终端用户输送以供使用。合成气冷却器在对合成气进行冷却降温的过程中会产生冷凝水，为了充分利用该冷凝水，通过管路使合成气冷却器与冷却除尘及洗涤器连接，使得从合成气冷却器排出的冷凝水被输送至冷却除尘及洗涤器中作为洗涤水使用，实现该部分冷凝水的回收利用，减少排放。
[0016]此外，含有机物废水收集器通过管路连接有蒸发处理器2，该含有机物废水收集器与蒸发处理器2间的连接管路上设有水栗3，该蒸发处理器将含有机物废水蒸发成水蒸汽。蒸发处理器2包括燃烧反应器22和蒸发反应器21，该燃烧反应器通过管路与蒸发反应器连接形成循环回路，蒸发反应器与含有机物废水收集器连接，并且蒸发反应器的水蒸汽出口端通过管路与气化炉连接，燃烧反应器上设有烟气排放口。蒸发处理器的蒸发反应器的水蒸汽出口端通过管路还与水煤气变换反应器连接。通过该蒸发处理器，实现对合成气的洗涤水的回收处理，减少排放量。
[0017]洗涤水进入油水分离及萃取回收器后，将明显可以分离出来的油品分离出来，然后一般再经过溶剂萃取等手段，可将水中溶解的苯酚类及其它有机物质提取出来。油、苯和苯酚类等物质可作为副产品回收。所有目前工业采用的水的预处理和副产品回收过程仍然适用。实现副产品的回收利用，而不是直接排放到环境中。
[0018]经过油水分离及萃取回收器回收处理后的水仍然含有多种溶解性有机物，这部分水送入含有机物废水收集器中，再通过水栗送至蒸发处理器。蒸发处理器由燃烧反应器和蒸发反应器两个反应器组成，且利用细颗粒固体作为中间换热介质。燃料如煤在燃烧反应器中燃烧，固体颗粒被燃烧烟气加热，热介质与烟气分离后进入蒸发反应器，向蒸发反应器中加入废水，与热固体颗粒直接接触，废水被加热蒸发成水蒸气，固体颗粒被降温，将降温后的固体颗粒从蒸发侧送回燃烧反应器再被燃料燃烧加热。如此固体颗粒连续循环，燃料燃烧和废水蒸发分别同时连续进行。燃烧反应在800?900摄氏度温度下进行；蒸发在750?850摄氏度温度下进行。蒸发装置操作压力比气化炉的压力要高些，具体压力可比气化炉高0.1?1.0 MPa0
[0019]在废水蒸发的同时，废水中的有机物也会被蒸发出来，由于在高温条件下，有些有机物可能发生理裂解或水解反应等，为了进一步降低水中大分子有机物的含量，向废水蒸发侧加入部分燃料和氧气，这样使得蒸发出来的有机物在较高温度(750?850摄氏度)下被进一步氧化或燃烧掉，最后形成二氧化碳和水蒸汽。当废水中含有溶解的氨册13时，在有氧和高温条件下，大部分氨可被氧化或燃烧成N2和水。此时产生的水蒸汽并不像常规锅炉产生的水蒸汽全部为水蒸汽，该废水蒸发的水蒸汽中可能含有少量的二氧化碳气体或可能少量氮气等，这些气体的浓度不高。该产生的水蒸汽可送至水煤气变换反应器及气化炉中循环利用。
[0020]在气化炉中，水蒸汽除用于温度调节外，一部分也直接参与气化炉反应，如:C+H20=C0+H2o 一般加入的水蒸汽的流量大于反应所需的蒸汽量。进入气化炉原料煤中水的大部分被干燥蒸发出来进入煤气中。加入的水蒸汽与原料煤带入的水分总和减扣掉反应消耗的水(蒸汽)，即为气化炉出口水蒸汽或水的净增加量。一般情况下，煤气化反应所需的水蒸汽量与原料煤带入的当量水蒸汽基本接近，假定这两者基本达到平衡，则气化炉净增加水当量为向气化炉加入的水蒸汽量。在将这部分增加的当量废水经过蒸发成水蒸汽再回用到气化炉中时，理论上气化炉生产本身没有废水积累，废水蒸发的水蒸汽也没有多余，而全部进入气化炉中。
[0021]在水煤气变换反应(OHH2O =H2+C02)中，反应需要消耗水蒸汽。在实际生产中，加入的水蒸汽要比反应所需的多得多，如蒸汽/ 一氧化碳摩尔比一般在2以上。这样变换反应器前加入的水蒸汽有一部分被反应消耗，其余部分随变换后煤气在冷过程中，冷凝出来成为煤气冷凝水。只要向煤气中加入的水蒸汽中不含有大分子有机物，最终未消耗的水蒸汽冷凝物一般也将是没有大分子有机物的。
[0022]由此可见，经过蒸发处理器产生的水蒸汽可以用来补充气化炉及水煤气变换反应器中被消耗掉的水蒸汽，从而减少整个产生过程中废水的排放量。
[0023]需要说明的是，以上所述并非是对本实用新型技术方案的限定，在不脱离本实用新型的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种固定床和流化床的煤气化生产装置，包括通过管路依次顺序连接的气化炉、冷却除尘及洗涤器、过热器、水煤气变换反应器和合成气冷却器，其特征在于，所述冷却除尘及洗涤器上装接有油水分离及萃取回收器，该油水分离及萃取回收器底部通过管路装接有含有机物废水收集器。2.根据权利要求1所述的固定床和流化床的煤气化生产装置，其特征在于，所述含有机物废水收集器通过管路连接有蒸发处理器，该含有机物废水收集器与蒸发处理器间的连接管路上设有水栗，该蒸发处理器将含有机物废水蒸发成水蒸汽。3.根据权利要求2所述的固定床和流化床的煤气化生产装置，其特征在于，所述蒸发处理器包括燃烧反应器和蒸发反应器，该燃烧反应器通过管路与蒸发反应器连接形成循环回路，蒸发反应器与含有机物废水收集器连接，并且蒸发反应器的水蒸汽出口端通过管路与气化炉连接，燃烧反应器上设有烟气排放口。4.根据权利要求3所述的固定床和流化床的煤气化生产装置，其特征在于，所述蒸发处理器的蒸发反应器的水蒸汽出口端通过管路还与水煤气变换反应器连接。5.根据权利要求4所述的固定床和流化床的煤气化生产装置，其特征在于，所述合成气冷却器的出口端通过管路与冷却除尘及洗涤器连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种固定床和流化床的煤气化生产装置，包括通过管路依次顺序连接的气化炉、冷却除尘及洗涤器、过热器、水煤气变换反应器和合成气冷却器，合成气冷却器出来的合成气送至净化合成系统中，所述冷却除尘及洗涤器上装接有油水分离及萃取回收器，该油水分离及萃取回收器底部通过管路装接有含有机物废水收集器，含有机物废水收集器通过管路连接有蒸发处理器，该含有机物废水收集器与蒸发处理器间的连接管路上设有水泵，该蒸发处理器将含有机物废水蒸发成水蒸汽。本实用新型将煤气化过程中产生的含有机物废水再蒸发形成水蒸汽，对该水蒸汽回收利用，从而改变加压煤气化生产过程由于废水排放对环境的不利影响。
【IPC分类】C10J3/56, C10J3/80, C10J3/84, C10J3/72, C10J3/20
【公开号】CN204918494
【申请号】CN201520507086
【发明人】彭万旺, 杨宝友, 李冶
【申请人】彭万旺
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月14日