一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置和方法，其中装置包括煤气降温的换热器、气液分离罐和液体储罐；所述换热器的入口端接煤气管道，换热器出口端通过管道与气液分离罐的入口连接，气液分离罐的顶部设置有气体出口，气液分离罐的底部设置有第一液体出口和第二液体出口，第一液体出口通过通道与下游工段连接；第二液体出口通过管道与液体储罐的入口连接；液体储罐的底部设置有液体汞出口，液体汞出口通过管道与液体汞收集装置连接。本发明专利技术解决了高汞煤炭再利用时存在汞污染的技术问题，本发明专利技术的装置和方法能够降低高含汞煤炭利用过程中的环境污染，解决高含汞煤炭的洁净利用问题。

A device and method for clean utilization and recovery of mercury metal from coal with high mercury content

【技术实现步骤摘要】
一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置和方法
本专利技术属于煤化工领域，具体涉及高含汞煤炭的洁净利用并有效回收金属汞的过程。
技术介绍
煤炭，因地质成因以及所处的矿物环境决定，都含有一定量的汞，因地域性、成矿性差异含量有所不同。我国富煤少油缺气的现状决定了煤炭在能源领域的地位，虽然经过多年持续推进清洁能源的利用，但煤炭还是占据着我国能源消耗第一的位置。我国煤炭汞含量大都在0.1～1.5mg/Kg，其中贵州煤炭汞含量较高，最高达1002mg/Kg。我国商品煤汞含量指标：＜0.6mg/Kg。汞及其化合物是被公认的对环境有害的物质之一，扩散至环境中的汞对人体健康产生严重危害。煤气化后的气体净化过程中只是脱除气体中的硫、二氧化碳，汞的处理还没有纳入大家的视线而是直接带入下游工序造成危害或直接排放造成环境污染。煤炭的气化工艺，可以为相关的工序提供原料，用以制取氢气、甲醇、天然气以及整体煤气化联合循环发电(IGCC)等。由于当前对煤炭利用中汞回收处理的方法、环境排放限制，煤气化工艺只能选择低含汞的煤炭，国家标准是商品煤炭的汞含量≯0.6mg/Kg。这就限制了高含汞煤炭的利用、限制了高含汞煤炭产区能源的利用。高含汞煤炭在煤气化的高温、富氢的还原氛围下，煤炭中的汞大都将以游离的单质汞金属气体形态存在于煤气中，并随煤气带入下游处理工序。最终将沉积于后续工艺的催化剂、沉积于下游产品、排放至环境。导致下游工序催化剂活性下降伤失、产品品质降低、环境污染。
技术实现思路
为了解决现有的高汞煤炭再利用时存在汞污染的技术问题，本专利技术的目的是提供一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置和方法，提供高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的一种方法，得到高含汞煤炭利用过程中汞金属的回收，降低高含汞煤炭利用过程中的环境污染性，解决高含汞煤炭的洁净利用问题。本专利技术的技术解决方案是：一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特殊之处在于：包括煤气降温的换热器E、气液分离罐V1和液体储罐V2；所述换热器E的入口端接煤气管道，所述换热器E出口端通过管道与气液分离罐V1的入口连接，所述气液分离罐V1的顶部设置有气体出口，所述气液分离罐V1的底部设置有第一液体出口和第二液体出口，所述第一液体出口通过通道与下游工段连接；所述第二液体出口通过管道与液体储罐V2的入口连接；所述液体储罐V2的顶部设置有清液出口，所述液体储罐V2的低部设置有液体汞出口，所述清液出口通过管道与气液分离罐V1连接，所述液体汞出口通过管道与液体汞收集装置连接。进一步的，所述液体储罐V2设置有就地可视液位的装置或有压力输出的压差指示金属汞液位的传输仪表，用于判断液体金属汞的液位，进行间断或连续的回收。进一步的，所述气液分离罐V1的第一液体出口相距地面的高度高于和第二液体出口相距地面的高度，方便液体金属汞的排出，工艺凝液的回收。进一步的，所述液体储罐V2相距地面的高度低于气液分离罐(V1)相距地面的高度，便于轻质液体与汞液体的分离。进一步的，所述第一液体出口与下游工段连接的管道上设置有阀门F1；所述液体汞出口与液体汞收集装置连接的管道上设置有阀门F2。一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的方法，其特征在于包括以下步骤：1)对煤气进行降温处理，得到含有液体汞金属的工艺气；2)对工艺气进行气液分离，气体排出进入下游处理工序，液体沉降，将位于上层的工艺凝液排出进入下游处理工序；位于下层含汞的液体进行收集进一步处理；3)对含汞的液体进行分离：将含汞的液体输入至液体储罐，在重力沉降作用下，回收重质的汞金属液体。进一步的，步骤1)利用换热器对煤气进行降温处理。进一步的，步骤2)利用气液分离器进行气液分离。进一步的，步骤3)中在重力沉降作用下，轻质液体循环至气液分离器中。本专利技术所具有的有益效果：1、高含汞的原煤经过高温气化，在高温富氢氛围下汞大都转化为单质的汞金属气体游离于煤气中，在煤气的后续处理中，煤气将进行降温处理，煤气中游离的汞单质气体将凝结为液体的汞金属，增设相应的分离回收装置可以回收煤气中的汞金属，增加了过程的效益、降低了后续产品的汞污染、减小了汞对后续生产中催化剂的毒害、降低了汞的环境污染，更具优势的是使得高含汞的原煤可以进行洁净的利用。2、煤气化后的煤气降温工序，煤气中的汞单质将以汞的金属液体状态凝结，本专利技术为过程中脱除回收汞带来了便利。3、煤炭利用过程中汞能否洁净处理限制了高含汞煤炭的利用，本专利技术的高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置和方法提供了高含汞煤炭洁净利用的一种方法。附图说明图1为本专利技术高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图1和实施例对本专利技术做进一步的说明，针对不同参数的煤气、以及汞脱除净化度要求选择不同的温度控制参数的进行汞的脱除回收处理。煤气化所生产的煤气需经过相应的变换、净化工艺过程。煤气化后水煤气中微量的汞以游离的金属气体形式进入后续工艺，并将在温度下降的过程中凝结沉降为液体金属汞，只需在相应的节点设置回收处理装置就可进行回收。汞的性质决定了煤气后续处理过程中的易回收性。汞，常温下以液体形式存在。因为煤炭中汞含量低、煤气化的高温富氢氛围下大都将以单质的汞气体存在于煤气中，并最终带入后续的生产处理工序。本专利技术利用汞金属的低温凝结性、高密度(13.6g/cm3)重力沉降特性在相应的工艺节点进行分离回收。煤气在后续的温度下降过程中凝结所得的液体除液体金属汞外还存在其它介质，再利用液体金属汞与其它介质液体的密度差进行液体金属汞的分离回收。含汞的原煤经过气化炉气化后原煤中的汞在高温、富氢的煤气中以单质的汞气体存在，煤气01在后续处理工序中经过换热器E降温，工艺气02有部分液体水凝结、同时工艺气02中汞单质的部分以汞的金属液体析出，工艺气02中残留的汞与工艺气02的压力温度相关，即与该温度下汞金属的饱和压力下载工艺气02中的气相分压相关。工艺气02进入气液分离罐V1进行气液分离，分离后的工艺气03由气液分离罐V1顶部输出送往下游处理工序；分离出的含液体汞的液体在气液分离罐V1底部沉降，液体汞金属沉积富集于气液分离罐的底部，气液分离罐V1底部的工艺凝液04通过阀门F1控制输送至下游处理工序；气液分离罐V1底部沉积的汞金属由重力沉降输送至汞金属收集分离罐V2，汞金属收集分离罐V2，设置有透明可视液位计用以判断金属汞的液位，也可设有压力输出的压差指示远程液位计用以判断金属汞的液位，从而进行金属汞08的间断或连续回收；汞金属收集分离罐V2顶部设置管道与气液分离罐V1相连，从而保证汞金属收集分离罐V2内轻质的液体回流、汞金属液体的重力沉降；金属收集分离罐V2底部输出的汞金属液体08通过阀门F2控制进行回收。工艺气02残余的单质汞气体可以利用相同的装置在更低的温度节点进行相应回收，从而使得汞回收更为彻底。实施例160吨含汞含量45mg/kg的原煤,经过粉煤气化输出的气体:3.5Mpa、215℃、233068NM3/h的水煤气、其中水121322kg/h、汞2.7kg/h。煤气(01)经过换热器E冷却降温至40℃，进入气液分离罐V1分离，分离液体121169.38kg/h、其中液体水121166.72kg/h、液体汞2.65816kg/h；气液分离罐V1顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特征在于：包括煤气降温的换热器E、气液分离罐V1和液体储罐V2；所述换热器E的入口端接煤气管道，所述换热器E出口端通过管道与气液分离罐V1的入口连接，所述气液分离罐V1的顶部设置有气体出口，所述气液分离罐V1的底部设置有第一液体出口和第二液体出口，所述第一液体出口通过通道与下游工段连接；所述第二液体出口通过管道与液体储罐V2的入口连接；所述液体储罐V2的顶部设置有轻质液体出口，所述液体储罐V2的底部设置有液体汞出口，所述轻质液体出口通过管道与气液分离罐V1连接，所述液体汞出口通过管道与液体汞收集装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特征在于：包括煤气降温的换热器E、气液分离罐V1和液体储罐V2；所述换热器E的入口端接煤气管道，所述换热器E出口端通过管道与气液分离罐V1的入口连接，所述气液分离罐V1的顶部设置有气体出口，所述气液分离罐V1的底部设置有第一液体出口和第二液体出口，所述第一液体出口通过通道与下游工段连接；所述第二液体出口通过管道与液体储罐V2的入口连接；所述液体储罐V2的顶部设置有轻质液体出口，所述液体储罐V2的底部设置有液体汞出口，所述轻质液体出口通过管道与气液分离罐V1连接，所述液体汞出口通过管道与液体汞收集装置连接。2.根据权利要求1所述的高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特征在于：所述液体储罐V2设置有透明可视液位计或压差指示远程液位计。3.根据权利要求1或2所述的高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特征在于：所述气液分离罐V1的第一液体出口相距地面的高度大于第二液体出口相距地面的高度。4.根据权利要求3所述的高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特征在于：所述液体储罐V2相距地面的高度低于气液分离罐V1相距地面的高度。5.根据权利要求4所述的高含汞煤炭洁净利用并回收汞金属的装置，其特征在于：所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，刘杰，崔静思，
申请(专利权)人：陕西聚能新创煤化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61