[發(fā)明專(zhuān)利]一種氣化裝置渣水閃蒸氣綜合利用系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010936515.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112239682A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅亮;嚴(yán)東;郭晶晶;王魯杰;周興;王同寶;蔣超;閆曉洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術(shù)研究院有限公司;中石化煉化工程(集團(tuán))股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/72
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/72;F25B15/06;F25B27/02
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;張群

本發(fā)明涉及一種氣化裝置渣水閃蒸氣綜合利用系統(tǒng)及方法，氣化裝置渣水閃蒸氣綜合利用系統(tǒng)包括溴化鋰吸收式制冷裝置、外排灰水冷卻器、閃蒸氣一級(jí)分離器、閃蒸氣二級(jí)分離器、閃蒸氣一級(jí)冷卻器、靜態(tài)混合器以及酸性氣體脫除裝置。本發(fā)明系統(tǒng)的適用范圍廣泛，適用于以煤、石油焦、渣油、多元料漿等為原料的制氫或合成氨的氣化裝置，以及設(shè)有循環(huán)氣壓縮機(jī)的酸性氣體脫除裝置；充分利用閃蒸氣的低位熱能生產(chǎn)冷凍水，解決了外排灰水溫度過(guò)高的問(wèn)題；可充分回收閃蒸氣中的有效組分，氫氣回收率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著；依托現(xiàn)有流程的增壓設(shè)備，大大降低了新增設(shè)備的負(fù)荷和尺寸，初始投資低，工藝流程簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體是指一種以煤、渣油、多元料漿等為氣化原料，產(chǎn)生的渣水閃蒸處理后的閃蒸氣，在裝置內(nèi)綜合利用的系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)

在以煤、渣油、多元料漿等為氣化原料氣化裝置中，氣化爐生產(chǎn)的高溫粗合成氣經(jīng)激冷水洗滌降溫后，大部分灰渣和細(xì)小顆粒物留在了渣水中，渣水再經(jīng)過(guò)二級(jí)或三級(jí)閃蒸、澄清處理變成灰水回用。渣水的高壓閃蒸(或一級(jí)閃蒸)處理可以將其中溶解的大量酸性氣解析出來(lái)，形成閃蒸氣，同時(shí)黑水自身也得到了提濃。由于閃蒸氣中含有大量的CO₂、H₂S等酸性氣，因此目前處理方法中，最常見(jiàn)的是將閃蒸氣用循環(huán)水冷卻后進(jìn)行分離，回收一部分凝液后，剩余濃度25～35％的酸性氣送入硫回收裝置，或進(jìn)入酸性氣火炬燃燒處理。

閃蒸氣的流量較大，約90％的組分為H₂O，以及含量為1～4％的有效氣(CO+H₂)，其余為少量酸性氣(CO₂、H₂S)和微量的NH₃、N₂等組分；溫度通常為150～180℃，壓力大約為0.4～0.9MPaG。因此，閃蒸氣具有較多的低位熱能，以及利用價(jià)值較高的有效氣，若能結(jié)合整個(gè)裝置，設(shè)計(jì)合理的工藝路線對(duì)其進(jìn)行綜合利用，不僅可以節(jié)省大量的能量，還可以提高有效氣的回收率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

氣化單元為了避免水系統(tǒng)中氨氮、氯根等含量過(guò)高，對(duì)設(shè)備及管線造成腐蝕加劇，通常需要將灰水進(jìn)行連續(xù)外排，同時(shí)在系統(tǒng)中補(bǔ)入新鮮水。外排的灰水去下游的短程硝化反硝化污水處理裝置，若外排灰水溫度過(guò)高，超過(guò)35℃，易導(dǎo)致活性污泥中的細(xì)菌死亡，從而降低污水的處理能力。而外排灰水的溫度約為50℃，尤其在南方地區(qū)，很難用循環(huán)水將其冷卻到35℃以下。因此，只能通過(guò)增加外排灰水換熱器的循環(huán)水量和設(shè)計(jì)余量，使外排灰水溫度盡可能降低，以保證下游裝置的安全。

在低溫甲醇洗工藝流程中，從富硫化氫甲醇及預(yù)洗甲醇中閃蒸出來(lái)的氣體中仍含有一部分氫氣(約1％～3％)，通過(guò)循環(huán)氣壓縮機(jī)入口的分液罐將甲醇凝液分離后得到循環(huán)氣(氫氣含量約為40～60％)，再通過(guò)循環(huán)氣壓縮機(jī)加壓循環(huán)至低溫甲醇洗單元入口，從而提高氫氣回收率。

申請(qǐng)?zhí)枮?01710363418.2的《一種煤氣化黑水閃蒸氣利用工藝》公開(kāi)了一種煤氣化黑水閃蒸氣的利用工藝，將閃蒸氣直接進(jìn)入閃蒸氣洗滌塔內(nèi)，利用干凈的高溫變換凝液對(duì)其洗滌，在閃蒸氣洗滌的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫變換凝液汽提；洗滌后的閃蒸氣再經(jīng)過(guò)廢鍋副產(chǎn)蒸汽回收部分熱量，再經(jīng)余熱換熱器回收剩余熱量；最后閃蒸氣經(jīng)過(guò)分液，壓縮機(jī)加壓后，送回工藝氣系統(tǒng)利用有效組分。該方法主要通過(guò)副產(chǎn)蒸汽的方法對(duì)低位熱能回收，但低位熱能只是從閃蒸氣轉(zhuǎn)移到副產(chǎn)的低壓蒸汽中，而煤化工裝置屬于低位熱能過(guò)剩的裝置，尤其是變換單元副產(chǎn)大量的低壓蒸汽(＜0.5MPaG)無(wú)處利用，因此該方法并非對(duì)低位熱能做到了有效的回收利用；此外，該新增閃蒸氣壓縮機(jī)功率較大，設(shè)備投資、運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)投入較多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種能對(duì)閃蒸氣中低位熱能和有效氣組分進(jìn)行回收利用并解決外排灰水溫度過(guò)高問(wèn)題的氣化裝置渣水閃蒸氣綜合利用系統(tǒng)。