一種煤氣發(fā)生爐酚水處理方法
【專利摘要】一種煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，煤氣發(fā)生爐的下段高溫煤氣將水加熱蒸發(fā)成高溫蒸汽，高溫蒸汽作為中間換熱介質(zhì)再加熱空氣，以回收高溫煤氣中的熱量；所產(chǎn)生的部分高溫蒸汽經(jīng)蒸汽霧化噴嘴將酚水霧化成微小的霧滴，霧化后的酚水與高溫蒸汽共同作為氣化劑被送入煤氣發(fā)生爐內(nèi)，酚水經(jīng)1100℃以上的高溫焚燒處理后被完全分解，無二次污染；由于該方法采用的是煤氣發(fā)生爐所產(chǎn)高溫煤氣的余熱，除了水泵所需的少量電能外，無其它能量消耗，運行費用低，而且煤氣發(fā)生爐夾套所產(chǎn)的低溫蒸汽的能量可以得到回收，產(chǎn)生壓力和溫度更高的蒸汽，更有利于蒸汽的利用。
【專利說明】一種煤氣發(fā)生爐酚水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的酚水的處理。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣作為一種工業(yè)原料或工業(yè)燃?xì)獗粡V泛地應(yīng)用于化工、建材、鋼鐵等行業(yè)，它是利用水蒸汽通過熾熱的煤層，與高溫的焦炭發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氣體，其主要成份是一氧化碳、氫氣，以及少量的二氧化碳、氮氣和甲烷等組份。在生產(chǎn)煤氣的過程中，會伴隨著硫化氫、焦油、酚水等污染物的產(chǎn)生，其中酚水是一種成分復(fù)雜的污染物，它主要由酚類、硫化物、氰化物等組成。酚水的排放嚴(yán)重地影響著環(huán)境和人類的生活和健康，隨著國家對環(huán)保的要求越來越嚴(yán)，各地對酚水的治理也逐步加大，其排放指標(biāo)也日趨嚴(yán)格。
[0003]目前對于含酚污水的處理可分為物理化學(xué)法和生化法，包括了蒸汽化學(xué)脫酚法、蒸汽脫酚法、焚燒法、樹脂脫酚法、生化法等，對于煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的含酚污水處理最常見的方法是蒸發(fā)處理法和焚燒法。蒸發(fā)處理法是利用蒸發(fā)器對酚水進(jìn)行加熱、汽化，將酚水縮量后再進(jìn)行處理，該方法具有蒸發(fā)器易腐蝕、蒸發(fā)器內(nèi)部易結(jié)垢、處理成本高、酚水處理不完全等缺點；而焚燒處理法是將含酚污水噴入焚燒爐，使酚類有機(jī)物在1100°c左右的高溫下，發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成CO2和H2O排放，目前運行的許多煤氣發(fā)生爐都配有專門的焚燒爐設(shè)施，此法工藝簡單，操作方便，但投資大，能耗高。對于直接將酚水噴入煤氣發(fā)生爐內(nèi)進(jìn)行酚水焚燒處理的辦法，噴入的酚水不僅對煤氣發(fā)生爐的運行造成不利的影響，而且由于其酚水的蒸發(fā)利用的仍然是爐內(nèi)的有效熱量，會導(dǎo)致能耗的增加。根據(jù)已發(fā)表的資料看，以上不論是采用物理化學(xué)法還是生化法都存在著設(shè)備投資大、能源消耗高、運行成本高等缺點。
[0004]另外，為了提高煤氣發(fā)生爐的熱效率，有些煤氣發(fā)生爐采用間壁式換熱設(shè)備將高溫煤氣的熱量傳遞給空氣，以提高空氣的入爐溫度，達(dá)到余熱回收的目的，該方法所帶來的問題是如果運行過程中換熱設(shè)備由于腐蝕或其它原因產(chǎn)生泄漏，那么煤氣將有可能和空氣摻混，從而有可能導(dǎo)致煤氣爆炸的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，用高溫煤氣將水加熱蒸發(fā)成高溫蒸汽，高溫蒸汽作為中間換熱介質(zhì)再加熱空氣，以回收高溫煤氣中的能量，同時利用部分高溫蒸汽經(jīng)蒸汽霧化噴嘴將酚水霧化成微小的霧滴，霧化后的酚水和蒸汽共同作為煤氣發(fā)生爐的氣化劑進(jìn)入爐內(nèi)，從而將酚水焚燒掉，而剩余部分蒸汽送到外部的蒸汽用戶。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:水與煤氣發(fā)生爐的下段高溫煤氣進(jìn)行熱交換產(chǎn)生高溫蒸汽，部分高溫蒸汽將熱量傳遞給煤氣發(fā)生爐所需要的空氣，將空氣加熱；另外部分高溫蒸汽將酚水霧化，霧化后的酚 水和蒸汽共同作為煤氣發(fā)生爐的氣化劑；剩余部分的蒸汽送到外部的蒸汽用戶。
[0007]產(chǎn)生高溫蒸汽的換熱裝置為帶有前置熱量回收混合加熱器的水管或煙火管余熱鍋爐，在所述余熱鍋爐內(nèi)，來自煤氣發(fā)生爐的下段高溫煤氣將給水加熱蒸發(fā)成壓力為
0.3~3MPa，溫度為134~234°C的蒸汽，煤氣的溫度被降低到140~180°C。所述余熱鍋爐替代了原生產(chǎn)工藝中的煤氣風(fēng)冷器，在降低煤氣溫度的同時，還回收了煤氣中的余熱，解決了原生產(chǎn)工藝中的煤氣風(fēng)冷器用環(huán)境風(fēng)冷卻，熱量隨環(huán)境風(fēng)流失而導(dǎo)致的能量浪費問題。
[0008]所述前置熱量回收混合加熱器沿給水流向布置在余熱鍋爐的前面，為一直接混合式加熱器，來自煤氣發(fā)生爐夾套的低溫蒸汽進(jìn)入所述前置熱量回收混合加熱器的水空間與余熱鍋爐的給水直接接觸換熱，低溫蒸汽被冷凝成水的同時將余熱鍋爐的給水加熱，從而達(dá)到回收低溫蒸汽的能量和凝結(jié)水的目的；所述余熱鍋爐帶有省煤器，在前置熱量回收混合加熱器內(nèi)被加熱后的給水，經(jīng)給水泵加壓后進(jìn)入所述余熱鍋爐的省煤器，在所述省煤器中被進(jìn)一步加熱后，進(jìn)入余熱鍋爐。由于余熱鍋爐的壓力可以很方便地調(diào)節(jié)而不影響煤氣的生產(chǎn)工藝，所以其產(chǎn)生的蒸汽可以達(dá)到更高的壓力和溫度，這樣不僅回收了煤氣發(fā)生爐所產(chǎn)的低溫蒸汽的能量，而且可以獲得更高品質(zhì)的蒸汽，更有利于蒸汽的利用。
[0009]在煤氣發(fā)生爐前的空氣管道上布置有蒸汽-空氣換熱器，在所述蒸汽-空氣換熱器內(nèi)，高溫蒸汽將空氣加熱到120~200°C，同時蒸汽被冷凝成凝結(jié)水，凝結(jié)水進(jìn)入前置熱量回收混合加熱器，以回收凝結(jié)水和凝結(jié)水所含有的熱量。
[0010]高溫蒸汽經(jīng)蒸汽霧化噴嘴將酚水霧化成直徑小于100微米的微小霧滴，并于蒸汽均勻混合，共同作為煤氣發(fā)生爐的氣化劑進(jìn)入煤氣發(fā)生爐，酚水經(jīng)1100°C以上的高溫焚燒處理后被完全分解，無二次污染，且由于酚水被高溫蒸汽霧化后全部進(jìn)入煤氣發(fā)生爐爐內(nèi)，所以無酚水殘留，避免了酚水蒸發(fā)處理法所存在的殘留物濃度高，需二次處理，蒸發(fā)器易腐蝕和結(jié)垢的缺點。所述蒸汽霧化噴嘴安裝在一混合室內(nèi)，所述混合室由內(nèi)外兩個套管構(gòu)成，霧化后的酚水和蒸汽的混合物進(jìn)入所述混合室的內(nèi)套管，而加熱后的空氣同時通過所述混合室的內(nèi)套管和外套管，并在所述混合室的內(nèi)套管里與霧化后的酚水和蒸汽的混合物混合，然后進(jìn)入煤氣發(fā)生爐；由于內(nèi)套管的內(nèi)外壁均被熱空氣加熱，其壁面溫度比外套管的壁面溫度高，從而避免了霧化后的酚水直接噴在外套管的管壁上而導(dǎo)致霧化后的微小霧滴聚集成大水滴而在管道內(nèi)產(chǎn)生酚水殘留的問題。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:通過將高溫煤氣的熱量傳遞給水，并將水加熱蒸發(fā)成高溫蒸汽，利用高溫蒸汽加熱空氣，由于采用高溫蒸汽加熱空氣，在能量得到回收的同時，避免了煤氣和空氣直接換熱時由于換熱器腐蝕所可能產(chǎn)生的泄漏、摻混以及由此可能導(dǎo)致的煤氣爆炸的危險。酚水被高溫蒸汽霧化成微小的霧滴，與高溫蒸汽共同作為氣化劑被送入煤氣發(fā)生爐內(nèi)，酚水經(jīng)1100°c以上的高溫焚燒處理后被完全分解，無二次污染。由于在該過程中采用的是煤氣發(fā)生爐所產(chǎn)高溫煤氣的余熱，除了水泵所需的少量電能外，無其它能量消耗，解決了原生產(chǎn)工藝中需要另外的焚燒爐和額外的能源來處理酚水的問題，運行費用低。另外，采用余熱鍋爐結(jié)合前置熱量回收混合加熱器一方面可以降低煤氣的溫度，從而替代原生產(chǎn)工藝中的煤氣風(fēng)冷器，另一方面可以回收煤氣中的余熱以及煤氣發(fā)生爐夾套所產(chǎn)的低溫蒸汽的能量，獲得壓力和溫度更高的蒸汽，在節(jié)約能量的同時，提高蒸汽的品質(zhì)，更有利于蒸汽的利用。
[0012]本發(fā)明特別適合于煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的酚水的處理以及煤氣發(fā)生爐余熱回收利用?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0013]附圖為煤氣發(fā)生爐酚水處理系統(tǒng)實施例的系統(tǒng)圖。
[0014]圖中:1、煤氣發(fā)生爐，2、下段高溫煤氣，3、高溫蒸汽，4、余熱鍋爐，5、分汽包，6、外送蒸汽，7、省煤器，8、給水泵，9、前置熱量回收混合加熱器，10、給水，11、軟化水箱，12、凝結(jié)水，13、蒸汽-空氣換熱器，14、加熱空氣用蒸汽，15、送風(fēng)機(jī)，16、冷空氣，17、酚水泵，18、酚水水箱，19、酚水，20、霧化噴嘴用蒸汽，21、混合室，22、蒸汽霧化噴嘴，23、混合室內(nèi)套管，24、混合室外套管，25、低溫蒸汽。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0016]在附圖所示實施例中，來自煤氣發(fā)生爐I的下段高溫煤氣2進(jìn)入余熱鍋爐4，在余熱鍋爐4內(nèi)將熱量傳遞給余熱鍋爐內(nèi)的給水，產(chǎn)生高溫蒸汽3，然后高溫蒸汽3進(jìn)入分汽包
5。 冷空氣16經(jīng)送風(fēng)機(jī)15進(jìn)入蒸汽-空氣換熱器13的空氣通道，在蒸汽-空氣換熱器13內(nèi)，來自分汽包5的加熱空氣用蒸汽14將熱量傳遞給空氣，將空氣加熱，被加熱后的熱空氣進(jìn)入混合室21，同時，進(jìn)入蒸汽-空氣換熱器13的蒸汽通道內(nèi)的加熱空氣用蒸汽14被冷凝成凝結(jié)水，凝結(jié)水12進(jìn)入前置熱量回收混合加熱器9。來自煤氣制備過程中的酚水19進(jìn)入酚水水箱18，從酚水水箱18出來的酚水經(jīng)酚水泵17加壓后，進(jìn)入安裝在混合室內(nèi)套管23內(nèi)的蒸汽霧化噴嘴22，被來自分汽包5的霧化噴嘴用蒸汽20霧化成微小的霧滴，加熱后的空氣同時通過混合室內(nèi)套管23和混合室外套管24，并在混合室內(nèi)套管23里與霧化后的酚水和蒸汽的混合物混合，然后進(jìn)入煤氣發(fā)生爐1，酚水經(jīng)1100°C以上的高溫焚燒處理后被完全分解。來自于煤氣發(fā)生爐夾套的低溫蒸汽25進(jìn)入前置熱量回收混合加熱器9內(nèi)，與來自軟化水箱11的給水10直接混合換熱，在低溫蒸汽25被冷凝成水的同時將余熱鍋爐的給水10加熱，同時與進(jìn)入所述前置熱量回收混合加熱器9的凝結(jié)水12混合，然后經(jīng)給水泵8加壓后，通過省煤器7進(jìn)入余熱鍋爐4 ;在省煤器7內(nèi)，給水被從余熱鍋爐出來的煤氣進(jìn)一步加熱，同時煤氣的溫度被進(jìn)一步降低。來自分汽包5的多余高溫蒸汽作為外送蒸汽6送給外部蒸汽用戶。
【權(quán)利要求】
1.一種煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:水與煤氣發(fā)生爐的下段高溫煤氣進(jìn)行熱交換產(chǎn)生高溫蒸汽，部分高溫蒸汽將熱量傳遞給煤氣發(fā)生爐所需要的空氣，將空氣加熱；另外部分高溫蒸汽將酚水霧化，霧化后的酚水和蒸汽共同作為煤氣發(fā)生爐的氣化劑；剩余部分的蒸汽送到外部的蒸汽用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:產(chǎn)生高溫蒸汽的換熱裝置為帶有前置熱量回收混合加熱器的水管或煙火管余熱鍋爐，在所述余熱鍋爐內(nèi)，來自煤氣發(fā)生爐的下段高溫煤氣將給水加熱蒸發(fā)成壓力為0.3~3MPa，溫度為134~234°C的蒸汽，煤氣的溫度被降低到140~180°C。
3.根據(jù)權(quán)利要I所述的煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:所述前置熱量回收混合加熱器沿給水流向布置在余熱鍋爐的前面，為一直接混合式加熱器，來自煤氣發(fā)生爐夾套的低溫蒸汽進(jìn)入所述前置熱量回收混合加熱器的水空間與余熱鍋爐的給水直接接觸換熱，低溫蒸汽被冷凝成水的同時將余熱鍋爐的給水加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要I所述的煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:所述余熱鍋爐帶有省煤器，在前置熱量回收混合加熱器內(nèi)被加熱后的給水，經(jīng)給水泵加壓后進(jìn)入所述余熱鍋爐的省煤器，在所述省煤器中被進(jìn)一步加熱后，進(jìn)入余熱鍋爐。
5.根據(jù)權(quán)利要I所述的煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:在煤氣發(fā)生爐前的空氣管道上布置有蒸汽-空氣換熱器，在所述蒸汽-空氣換熱器內(nèi)，高溫蒸汽將空氣加熱到120~200°C，同時蒸汽被冷凝成凝結(jié)水，凝結(jié)水進(jìn)入所述前置熱量回收混合加熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:高溫蒸汽經(jīng)蒸汽霧化噴嘴將酚水霧化成直 徑小于100微米的微小霧滴，并于蒸汽均勻混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述煤氣發(fā)生爐酚水處理方法，其特征是:所述蒸汽霧化噴嘴安裝在一混合室內(nèi)，所述混合室由內(nèi)外兩個套管構(gòu)成，霧化后的酚水和蒸汽的混合物進(jìn)入所述混合室的內(nèi)套管，而加熱后的空氣同時通過所述混合室的內(nèi)套管和外套管，并在所述混合室的內(nèi)套管里與霧化后的酚水和蒸汽的混合物混合，然后進(jìn)入煤氣發(fā)生爐。
【文檔編號】C10J3/84GK103965970SQ201310044739
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】欒濤, 孫慶國 申請人:欒濤, 孫慶國