[發明專利]一種煤氣化灰分處理裝置和方法

無效

• 申請號: 201310161208.7
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103205284A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 袁源
• 申請（專利權）人: 袁源
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權;錢品興

[技術領域]

本發明涉及一種煤氣化灰分處理裝置和方法，具體涉及一種煤氣化水激冷工藝的灰分處理裝置和方法。

[背景技術]

煤炭作為我國的三大石化能源之一，主要應用于民用燃料、發電、化工、工業燃料等重要領域。“富煤缺油少氣”是我國能源的基本特點，煤炭作為重要的燃料和化工原料在我國國民經濟發展過程中發揮著極其重要的作用。發展以煤為原料的石油及天然氣替代產品勢在必行，同時，發展現代新型煤化工是我國煤炭資源地產業結構整合升級的有效手段。

煤氣化是指煤在特定的設備內，在一定溫度及壓力下使煤中有機質與氣化劑（如蒸汽、空氣或氧氣等）發生一系列化學反應，將固體煤轉化為含有CO、H₂、CH₄等可燃氣體和CO₂等非可燃氣體的過程。煤氣化產生的氣體主要用于工業燃料、民用燃料、化工合成和燃料油合成的原料氣、冶金還原氣、聯合循環發電燃氣、煤炭氣化燃料電池、煤炭氣化制氫、煤炭液化氣源等。

目前煤氣化技術主要采用的固定床氣化技術、流化床氣化技術和氣流床氣化技術；?在煤化工領域的煤氣化技術，主要采用氣流床氣化技術，該技術典型代表是水煤漿氣化技術和粉煤氣化技術。這兩種工藝均可涉及水激冷過程，目的是用水冷卻粗合成氣并去除其中的灰分，使粗合成氣去后續工序時達到一定的溫度和潔凈度。水激冷過程產生的黑水需要處理后重復利用，這個處理黑水的系統就是煤氣化裝置中的灰水處理系統。在以水激冷處理粗合成氣的煤氣化工藝中，煤氣化裝置用煤和氧化劑反應，產生了大量的熱量，這些熱量大部分通過粗合成氣中的水汽帶走，進入下游的變換工序；剩余熱量需要在灰水處理時釋放，以達到氣化裝置的熱量平衡；因此，灰水處理系統有兩個任務，一是除去系統黑水中的灰分，二是移除系統多余的熱量。

目前使用的傳統灰水處理系統（附圖1）基本都是將氣化爐和洗滌塔內的黑水引出，經閃蒸后進入沉降槽，上層清液含灰量一般在100ppm以下，一般稱之為灰水，灰水進入灰水槽。沉降槽下層濁液進入真空過濾機濾去細灰。灰水由灰水槽經泵打出，先經過閃蒸產生的蒸汽復熱后進入氣化爐、洗滌塔重復利用。閃蒸過程有高壓閃蒸、低壓閃蒸和真空閃蒸的三級閃蒸，或者高壓閃蒸、真空閃蒸的兩級閃蒸。閃蒸時產生一定壓力的飽和蒸汽，閃蒸蒸汽帶走黑水中的熱量，并濃縮黑水；同時也帶出了黑水中溶解的一氧化碳、氫氣、二氧化碳等氣體。閃蒸蒸汽加熱灰水及新鮮水后冷凝下來進入灰水槽，不凝氣送入火炬系統。黑水經灰水處理系統處理后，除少量因需要平衡系統鹽分外排污水處理系統外，均返回氣化重復利用。同時，灰水處理系統也是一個對氣化裝置熱平衡的處理系統，氣化裝置熱量富余，多余的熱量是通過利用循環冷卻水冷卻灰水處理系統的閃蒸氣實現的。傳統灰水處理系統存在以下缺點：

1）投資大。因系統流程長，導致設備、管道、儀表、土建等的采購、建設費用巨大。

2）占地大。因設備多，需要布置在一個獨立的框架上，單一個沉降槽直徑就達20m左右，整個灰水處理系統布置約需2500m²（有效氣產量為130000Nm3/h的氣化裝置）。

3）能耗高。泵的數量多，高壓灰水泵功率大，且需要大量循環冷卻水冷卻閃蒸汽。

4）檢維修頻繁。降壓閃蒸采用的控制閥門因壓降大，且介質含有灰分，磨蝕大，壽命短；因介質含灰，管道、設備易結垢堵塞，需經常清理。

[發明內容]

為了解決現有技術中的上述問題和缺陷，本發明設計一種煤氣化水激冷工藝的灰分處理方法，其步驟如下：

一種煤氣化水激冷工藝的灰分處理方法，其特征在于氣化黑水在不需要降低壓力的情況下進入除灰器，除灰器將氣化黑水過濾除灰后得到灰分在100ppm以下的灰水，將灰水冷卻后泵送回煤氣化裝置循環使用。

上述工藝具有如下優化方案：

還包括灰水冷卻熱能利用的步驟。如利用熱能加熱鍋爐水產生蒸汽，加熱新鮮水等。

氣化黑水通過除灰器中的燒結金屬管進行過濾。

利用一部分灰水閃蒸后反沖洗燒結金屬管的步驟。

閃蒸后的閃蒸汽回收利用的步驟。