[發明專利]一種粉煤氣化閃蒸冷凝系統及工藝

有效

• 申請號: 201810608206.0
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108795506B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 周廣兵;龐書陽;張慶光;楊延偉
• 申請（專利權）人: 魯西化工集團股份有限公司
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72;B01D3/06;B01D5/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種粉煤氣化閃蒸冷凝系統及工藝，粉煤氣化洗滌產生灰水的灰水管之后依次連接真閃罐、立式列管冷凝器、冷凝液罐、冷凝液泵、真空泵，其中，真閃罐的氣相出口與立式列管冷凝器的列管頂部進口連通，立式列管冷凝器的列管底部出口與冷凝液罐進口連通，冷凝液罐的液相出口連接冷凝液泵進口，冷凝液泵出口分別連接去沉降槽管線及去立式列管冷凝器的列管頂部沖洗管線，冷凝液罐的氣相出口連接真空泵進口，真空泵出口連接排放口。本發明能夠有效保證閃蒸冷凝器的換熱效果，提高閃蒸汽的冷凝量，降低閃蒸系統壓力及溫度，滿足灰水系統運行的要求。

技術領域

本發明涉及煤化工領域，具體涉及一種粉煤氣化閃蒸冷凝系統及工藝。

背景技術

粉煤氣化是煤經過不完全燃燒轉化為合成氣、燃料氣的技術，是清潔使用粉煤的重要途徑之一。粉煤氣化技術具有燃燒效率高、能源利用率高的優點，已逐步取代原有的塊煤燃燒。

一般來說，粉煤氣化后產生的高溫高壓合成氣經過水激冷及洗滌工序后，送入后續變換工序。在水激冷及洗滌過程中，產生了高溫高壓含固量高的灰水，灰水經過逐級降壓、閃蒸，回收熱量的同時將灰水濃縮，含固量高的灰水最終經絮凝沉降、固液分離后進行回收利用。

粉煤氣化過程中產生的高溫高壓灰水，在閃蒸罐中降壓、閃蒸，閃蒸汽中攜帶有較多的液滴，并夾雜大量的粉煤灰。常規的冷凝設備為臥式U型管換熱器，閃蒸汽進入換熱設備的管間，被管內的冷卻水冷卻，產生的冷凝液混合不凝氣進入分離器中進行氣液分離，不凝氣經真空泵抽吸后排放，液體根據需要回收。

為保證換熱效果，常規的換熱器列管間隙較小，且經過折流板多次折流，閃蒸汽中夾帶的液滴、粉煤灰極易沉積在列管間形成堵塞，降低換熱效果，導致大量的閃蒸汽無法被冷凝引起系統壓力升高、溫度升高，不利于后續灰水的沉降。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種粉煤氣化閃蒸冷凝系統，能夠有效保證換熱效果，提高閃蒸汽的冷凝量，降低閃蒸系統壓力及溫度，滿足灰水系統運行的要求。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種粉煤氣化閃蒸冷凝系統，粉煤氣化洗滌產生灰水的灰水管之后依次連接真閃罐、立式列管冷凝器、冷凝液罐、冷凝液泵、真空泵，其中，真閃罐的氣相出口與立式列管冷凝器的列管頂部進口連通，立式列管冷凝器的列管底部出口與冷凝液罐進口連通，冷凝液罐的液相出口連接冷凝液泵進口，冷凝液泵出口連接去立式列管冷凝器的列管頂部沖洗管線，去立式列管冷凝器的列管頂部沖洗管線的出口與立式列管冷凝器的列管頂部進口連通，冷凝液罐的氣相出口連接真空泵進口。

閃蒸汽是高溫高壓的液態物料在進入低壓空間時，氣液平衡狀態被打破，部分液體急劇氣化變成閃蒸汽，吸收原有液體物料的顯熱從而使液體降溫。對于閃蒸汽的冷卻，由于閃蒸汽與液態物料性質不同，難以自行經列管從上至下流動，因而傳統工序采用臥式列管換熱器。在本發明中，將部分冷凝液重新輸送至立式列管冷凝器的列管頂部進口，其作用為：1.使冷凝液與閃蒸汽進行混合，使閃蒸汽預冷卻；2.通過冷凝液的定向流動帶動閃蒸汽流動，從而增強閃蒸汽在豎直列管內的流動，同時液滴的存在將原有膜狀冷凝改為滴狀冷凝，增強閃蒸汽的冷凝效果；3.閃蒸汽內夾帶粉煤，閃蒸汽在列管內流動過程中會使部分粉煤粘附在列管內壁，增大膜阻系數，降低換熱效果。通過加入冷凝液，使得冷凝液對列管內壁進行沖洗，減小膜阻系數，提高換熱效果。

本發明的目的之二是提供一種粉煤氣化閃蒸冷凝工藝，提供真閃罐、立式列管冷凝器、冷凝液罐、冷凝液泵、真空泵，粉煤氣化產生的灰水進入真閃罐，真閃罐內的閃蒸汽進入立式列管冷凝器，閃蒸汽在列管內冷凝后向下流動冷卻后進入冷凝液罐，冷凝液泵將冷凝液罐中的一部分冷凝液輸送至立式列管冷凝器的列管頂部進口。冷凝液罐的頂部氣相出口與真空泵連接，將閃蒸汽中無法冷凝的不凝氣抽出。維持閃蒸系統處于負壓狀態，提高閃蒸效果。

本發明的目的之三是提供一種粉煤氣化工藝，采用上述冷凝系統或冷凝工藝對粉煤氣化產生的灰水進行處理。