一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法，所述系统包括常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、洗气塔(14)、自洁式过滤器(17)和水换热器(18)，其特征在于，常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、自洁式过滤器(17)、洗气塔(14)和水换热器(18)依次连接，并且初效气固分离装置(12)作为常低压气化装置(11)的后续处理装置，热交换器(13)作为初效气固分离装置(12)的后续处理装置，自洁式过滤器(17)作为热交换器(13)的后续处理装置，洗气塔(14)作为自洁式过滤器(17)的后续处理装置，水换热器(18)作为洗气塔(14)的后续处理装置；其解决了现有的工艺环保效果差、对周围环境污染严重等问题。

An Integrated Control System and Method for Multiple Pollution Sources in Coal Gas Production

【技术实现步骤摘要】
一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法
本专利技术属于环保
，具体涉及一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法。
技术介绍
在我国常低压煤制气工艺占全部造气工艺的比例高达50％以上，该工艺具备造气工艺简单，投资低等显著优点。原料煤中的碳在初效气固分离装置氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气的的综合反应下形成荒煤气。煤气化的主要反应：1、碳的氧化反应C+O2＝CO2-393.8kJ/mol2、碳的部分氧化反应2C+O2＝2CO-231.4kJ/mol3、二氧化碳的还原反应C+CO2＝2CO+162.4kJ/mol4、水蒸气的分解反应C+H2O(g)＝CO+H2+131.5kJ/mol5、水蒸气分解反应C+2H2O(g)＝CO2+2H2+90.0kJ/mol6、一氧化碳变换反应CO+H2O(g)＝CO2+H2-41.5kJ/mol7、碳的加氢反应C+2H2＝CH4-74.9kJ/mol8、甲烷化反应CO+3H2＝CH4+H2O-206.4kJ/mol气化反应生成主要有CO、CO2、H2、CH4等有效成分是以及同时伴生的包括酚类等有机物、胶状物，颗粒物以及H2S、HCN、NH4等并同时放出大量热量。荒煤气中主要成分包括上述的有效成分(CO/H2/CH4)及无效的伴生物(如煤焦油、盐份、粉尘、氨等)和未能完全转化的水蒸汽(通常水蒸汽的转化率一般为45％-80％)。目前常用的常、低压煤气化主流工艺如图1所示，其包括常低压气化装置1、分离装置2、热交换器3、洗气塔4、沉淀池5、开式冷却塔6，其中粗煤气由常低压气化装置1排出，经分离装置2脱除大颗粒后进入热交换器3进行余热回收,并将气体温度降至150℃-220℃,经换热后的粗煤气进入洗气塔4采用水洗工艺脱去荒煤气中杂物并进一步对气体降温(通常降低至小于50℃)后变成净煤气进入后段流程；洗涤水经污水沟、沉淀池5等沉降，并经开式冷却塔冷却循环利用。其存在以下技术缺陷：经水洗塔4冷却洗涤后排出的洗涤水内含大量颗粒物，盐份、水溶性气体及胶状物(如酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质)。1、产生大量废水：由于水洗的降温作用，荒煤气中的没有反应的水蒸汽会冷凝析出成为增量废水。储存在沉淀池5中。2、将废气排放在大气中：水洗塔流出的洗涤水经地沟、沉淀池等初步沉淀后，送至冷却塔冷却循环后并再引入洗气塔，该循环过程存在部分水蒸气，VOC和气溶胶的挥发到大气中。部分洗涤水冲洗常低压气化装置，冲渣过程中有部分水蒸气，VOC和气溶胶排放到大气中。3、产生大量水渣：洗涤水中含有大量的颗粒物，盐份，胶状物等，经过沉淀池沉淀后形成水渣，还有通常用洗涤水冲洗常低压气化装置，气固分离装置，热交换器的底部排出的灰渣形成水渣。上述废水、废气、水渣的产生直接导致以下环境污染及技术缺陷：1、洗涤废水量大；处理难度极大，洗涤水成分复杂，污染物浓度高，COD值一般10000mg/L以上，洗涤水含酚、氰，氨类物质，毒性大，无法进行生物降解，目前没有有效的方法处理合规。2、洗涤水的冷却循环、冲渣、脱硫过程中向大气挥发出大量挥发性气溶胶及有机物，造成严重的大气污染3、造气过程中以及洗涤水中沉淀的水渣难以处理干净并利用转化。4、粗煤气在洗气塔内降温过程中有大量的增量水产生，因没法合理合规化处理，对生产和和环保形成严重的负面影响。5、工艺中有大量水渣及污水渗透对当地水系及土壤造成巨大危害。6、工艺现场环境极差对厂区文明生产极为不利同时严重损害岗位工人的健康。综上所述，常、低压煤制气工艺在具有众多优点的同时，但缺点同样明显，上述不良情况对大气、水、土壤环境造成极大危害的同时，对厂区岗位人身安全造成极大危害，因此必须对其进行改造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法，其用以解决现有的工艺环保效果差、对周围环境污染严重等问题。依据本专利技术的第一方面，提供一种煤制气多污染源一体化治理系统，其包括常低压气化装置11、初效气固分离装置12、热交换器13、洗气塔14、自洁式过滤器17和水换热器18，其中常低压气化装置11、初效气固分离装置12、热交换器13、自洁式过滤器17、洗气塔14和水换热器18依次连接，并且初效气固分离装置12作为常低压气化装置11的后续处理装置，热交换器13作为初效气固分离装置12的后续处理装置，自洁式过滤器17作为热交换器13的后续处理装置，洗气塔14作为自洁式过滤器17的后续处理装置，水换热器18作为洗气塔14的后续处理装置。其中，粗煤气由常低压气化装置11排出，经初效气固分离装置12脱除大颗粒物料后进入热交换器13进行余热回收,经换热后的粗煤气进入自洁式过滤器17变成净煤气，再进入洗气塔14进一步对气体降温进入后段流程。进入洗气塔14对气体降温后，变成温度低于50℃的净煤气。洗涤水经水换热器18冷却后回到洗气塔14循环使用。一部分增量洗涤水回用到常低压气化装置11的夹套中变成蒸汽回用到常低压气化装置11，另一部分增量洗涤水经热交换器13中变成水蒸汽回用到常低压气化装置11优选地，由常低压气化装置11、初效气固分离装置12、热交换器13、自洁式过滤器17排出的干灰渣外运到锅炉二次掺烧。更优选地，常低压气化装置11用于将块煤、煤粉等气化形成粗煤气，其包括贮罐体，在贮罐体外设置有与其同轴的夹套，在贮罐体的侧面设置有第一入口113、在贮罐体的侧面设置有第二入口114、第二入口114位于第一入口113的下方或侧下方；气化剂水蒸汽入口112也设置在贮罐体的侧面，其贯穿夹套进入贮罐体；在夹套外侧分别设置有增量洗涤水入口117和夹套蒸汽出口115。第一入口113贯穿夹套进入贮罐体，用于把块煤/煤粉等物料送入至贮罐体内部。进一步地，自洁式过滤器，其包括4个功能区，分别为位于底部的储灰区174、位于中上部的干法除尘除盐区172、位于中下部的压力雾化区(优选为压力雾化半干法除焦油区)173和位于上部的逆向加压清灰区171，储灰区174用于储存过滤下的粉尘，积灰到一定料位后通过干渣出口17c向下排出；在压力雾化半干法除焦油区173顶部位置设置有雾化喷头1734，在压力雾化半干法除焦油区173外侧设置有加药箱1731、加药泵1732和温度控制系统1733，加药箱1731依次连接加药泵1732和温度控制系统1733、雾化喷头1734，压力雾化半干法除焦油区173用于去除焦油和气溶胶。此外，洗气塔14用于利用洗涤水把净煤气洗涤冷却到50度以下，满足下道工艺要求。洗气塔14包括净煤气进口141、净煤气出口142、洗涤水进口143、洗涤水出口144和洗气塔主罐体，净煤气进口141设置在洗气塔主罐体底部，净煤气出口142设置在洗气塔主罐体顶部，洗涤水进口143设置洗气塔主罐体中上部的一侧面，洗涤水出口144设置在洗气塔主罐体底部，洗涤水出口144处于比净煤气进口141略低的水平面上；在洗气塔主罐体中设置雾化装置，该雾化装置与洗涤水进口143相连接，用于将洗涤水雾化。雾化装置优选为压力雾化喷头。依据本专利技术的第二方面，提供一种煤制气多污染源一体化治理方法，其采用采用两级洗气塔和自洁式过滤器工艺。其中，粗煤气由常低压气化装置11排出，经初效气固分离装置12脱除大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤制气多污染源一体化治理系统，其包括常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、洗气塔(14)、自洁式过滤器(17)和水换热器(18)，其特征在于，常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、自洁式过滤器(17)、洗气塔(14)和水换热器(18)依次连接，并且初效气固分离装置(12)作为常低压气化装置(11)的后续处理装置，热交换器(13)作为初效气固分离装置(12)的后续处理装置，自洁式过滤器(17)作为热交换器(13)的后续处理装置，洗气塔(14)作为自洁式过滤器(17)的后续处理装置，水换热器(18)作为洗气塔(14)的后续处理装置。

【技术特征摘要】
2018.11.22 CN 20182193432611.一种煤制气多污染源一体化治理系统，其包括常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、洗气塔(14)、自洁式过滤器(17)和水换热器(18)，其特征在于，常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、自洁式过滤器(17)、洗气塔(14)和水换热器(18)依次连接，并且初效气固分离装置(12)作为常低压气化装置(11)的后续处理装置，热交换器(13)作为初效气固分离装置(12)的后续处理装置，自洁式过滤器(17)作为热交换器(13)的后续处理装置，洗气塔(14)作为自洁式过滤器(17)的后续处理装置，水换热器(18)作为洗气塔(14)的后续处理装置。2.根据权利要求1所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，粗煤气由常低压气化装置(11)排出，经初效气固分离装置(12)脱除大颗粒物料后进入热交换器(13)进行余热回收；经换热后的粗煤气进入自洁式过滤器(17)变成净煤气，再进入洗气塔(14)进一步对气体降温进入后段流程。3.根据权利要求2所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，进入洗气塔(14)对气体降温后，变成温度低于50℃的净煤气。4.根据权利要求2所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，洗涤水经水换热器(18)冷却后回到洗气塔(14)循环使用。5.根据权利要求4所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，一部分增量洗涤水回用到常低压气化装置(11)的夹套中变成蒸汽回用到常低压气化装置(11)，另一部分增量洗涤水经热交换器(13)中变成水蒸汽回用到常低压气化装置(11)。6.根据权利要求1所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，由常低压气化装置(11)、初效气固分离装置(12)、热交换器(13)、自洁式过滤器(17)排出的干灰渣外运到锅炉二次掺烧。7.根据权利要求3所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，常低压气化装置(11)用于将块煤、煤粉气化形成粗煤气，常低压气化装置(11)包括贮罐体，在贮罐体外设置有与其同轴的夹套，在贮罐体的侧面设置有第一入口(113)、在贮罐体的侧面设置有第二入口(114)、第二入口(114)位于第一入口(113)的下方或侧下方；气化剂水蒸汽入口(112)也设置在贮罐体的侧面，其贯穿夹套进入贮罐体；在夹套外侧分别设置有增量洗涤水入口(117)和夹套蒸汽出口115)；第一入口(113)贯穿夹套进入贮罐体，用于把块煤、煤粉送入至贮罐体内部。8.根据权利要求7所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，自洁式过滤器包括4个功能区，分别为位于底部的储灰区(174)、位于中上部的干法除尘除盐区(172)、位于中下部的压力雾化区(173)和位于上部的逆向加压清灰区(171)，储灰区(174)用于储存过滤下的粉尘，积灰到一定料位后通过干渣出口(17c)向下排出；在压力雾化区(173)顶部位置设置有雾化喷头(1734)，在压力雾化区(173)外侧设置有加药箱(1731)、加药泵(1732)和温度控制系统(1733)，加药箱1731)依次连接加药泵(1732)和温度控制系统(1733)、雾化喷头(1734)，压力雾化区(173)用于去除焦油和气溶胶。9.根据权利要求7所述的煤制气多污染源一体化治理系统，其特征在于，洗气塔(14)用于利用洗涤水把净煤气洗涤冷却到50度以下；洗气塔(14)包括净煤气进口(141)、净煤气出口(142)、洗涤水进口(143)、洗涤水出口(144)和洗气塔主罐体，净煤气进口(141)设置在洗气塔主罐体底部，净煤气出口142)设置在洗气塔主罐体顶部，洗涤水进口(143)设置洗气塔主罐体中上部的一侧面，洗涤水出口(144)设置在洗气塔主罐体底部，洗涤水出口(144)处于比净煤气进口(141...

【专利技术属性】
技术研发人员：周列，蔡建培，施健，
申请(专利权)人：上海境业环保能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31