一种处理有机废液的煤气化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种处理有机废液的煤气化系统，所述气化系统包括气化炉、有机废液单元和锅炉水单元；所述气化炉包括气化室、位于气化室下方的冷却室以及连通所述气化室与冷却室的下渣口，并且在所述气化室的顶部设有烧嘴部；所述烧嘴部包括固定至炉体的烧嘴座、设置在所述烧嘴座中心处的点火烧嘴以及环绕所述点火烧嘴均匀设置的多个工艺烧嘴；所述工艺烧嘴由内至外依次设有氧气通道、煤粉通道、液相通道和冷却水夹套；所述液相通道的进料口通过管线分别连接至所述锅炉水单元、有机废液单元和惰性气源；本实用新型专利技术简化粉煤气化流程，实现水/有机废液作为辅助气化剂的并处理和转化废液中有机物，兼顾环境保护和循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种处理有机废液的煤气化系统
本技术涉及煤气化领域，特别是一种处理有机废液的煤气化系统。
技术介绍
我国的能源和资源消费以煤炭为主，很多化学品的生产制造时通过煤炭转化而来的，而这些转化的源头都是利用煤的气化技术将煤炭转化成以一氧化碳和氢气为主的合成气后再进一步合成制造下游的化学品或燃料。干粉煤气流床加压气化技术因其在气化效率上的优势，已被国内的煤化工工厂的广泛使用。该技术是将原煤经研磨并干燥后制成小颗粒煤粉经气力密相输送到气化炉中与氧气进行气化反应，煤炭转化率能达到99％以上，有效气含量87-93％，冷煤气效率79-83％，单位产品的氧耗、煤耗低。然而，采用上述气化技术气化时，为了到达气化炉内的热量平衡和温度均衡，需要加入一定量的水蒸气(作为辅助气化剂参与反应)，尤其对于以无烟煤、焦粉等含碳量高、热值高的原煤，在气化时添加的蒸汽的量也会更高。粉煤气化的压力一般在4.0MPaG左右，水蒸气的加入方法是将5.0～5.5MPaG的饱和蒸汽过热后(～300℃)与氧气进行混合后，再以混合气体的形式进入烧嘴中(为了防止水蒸气冷凝损坏设备，氧气也需要加热到160℃以上)。但是，普遍的化工企业并没有～5.0MPaG等级的中压蒸汽(不允许自建电厂)，过热蒸汽的来源困难，需要使用高压力等级的蒸汽经减温减压获得，复杂了流程、增加了投资。另外，氧气为高危气体，水蒸汽与氧气混合时需要绝对的洁净，微量的杂质都可能发生燃爆等安全事故。另外，受到水蒸气和氧气温度的影响，氧气系统的设备、管道和仪表的密封、材料选择等要求提高，装置的投资成本和维护成本相应的提高，尤其从氧气蒸汽混合处到烧嘴，管线及管线上的设备都必须采用高合金、极低含碳量的镍基材料，而此种材料费用极高，加工困难，给装置在成本及工期上带来极大负担。因此，取消氧气与水蒸气进烧嘴前的混合系统，考虑直接采用液态水的形式进料，能够有效提高装置的安全性，简化工艺流程，减少装置和设备投资。另外考虑到煤化工的工厂往往有一些高COD的有机废液，其处理困难、处理成本高，例如在煤焦油加工过程中会产生大量有毒废水(也称焦油废水)，该废水含高浓度有机物，成分复杂，处理难度大。有机废液中的水可以作为辅助气化剂参与反应，废液中的有机物则在气化炉内的高温环境下被燃烧处理，能减少环境污染，同时将多碳有机物分解成以CO、H2、CO2等为主的小分子物质，不但易于后期的处理还能够将其转化成合成气，提高经济效益。因此针对上述气化原理和现有气化系统的缺点和弊端，开发一种取消氧气与水蒸气混合系统，改用氧与水/有机废液直接进料的粉煤气化系统，满足既能够简化流程、降低投资，又能够处理有机废液，减少污染、创造附加值是非常有必要的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种处理有机废液的煤气化系统，简化粉煤气化流程，实现水/有机废液作为辅助气化剂的并处理和转化废液中有机物，兼顾环境保护和循环利用。为实现上述技术目的，本技术采用以下的技术方案：一种处理有机废液的煤气化系统，其中，所述的煤气化系统包括气化炉、有机废液单元和锅炉水单元；所述气化炉包括在炉体内由水冷壁分隔出的气化室、位于气化室下方的冷却室以及连通所述气化室与冷却室的下渣口，并且在所述气化室的顶部设有烧嘴部；所述冷却室用于对来自所述下渣口的气化产物进行冷却降温处理；所述烧嘴部包括固定至炉体的烧嘴座、设置在所述烧嘴座中心处的点火烧嘴以及在所述烧嘴座上环绕所述点火烧嘴均匀设置的多个工艺烧嘴；所述工艺烧嘴用于向所述气化室内送入气化原料以便在所述气化室内进行气化反应，所述工艺烧嘴由内至外依次设有氧气通道、煤粉通道、液相通道和冷却水夹套；所述液相通道的进料口通过管线分别连接至所述锅炉水单元、有机废液单元和惰性气源，以接收来自所述锅炉水单元的锅炉水、来自有机废液单元的有机废液和惰性气体；所述锅炉水单元还设有为所述水冷壁和烧嘴冷却水夹套提供冷却用水的管线。在本技术的一种实施方式中，所述有机废液单元包括有机废液储罐、用于对待进入所述有机废液储罐的有机废液进行过滤的过滤器、用于测定来自所述有机废液储罐的有机废液的粘度计，以及用于将测定粘度后的有机废液送入所述液相通道的废液输送泵。在本技术的一种实施方式中，所述锅炉水单元包括：余热锅炉，用于回收来自所述水冷壁的锅炉水中的热量以副产蒸汽；锅炉水储罐，用于接收来自界区外和所述余热锅炉的回收热量后的锅炉水；和，锅炉水泵，用于将所述锅炉水储罐中的锅炉水送入所述液相通道以及作为冷却用水送入所述水冷壁和烧嘴冷却水夹套。在本技术的一种实施方式中，所述工艺烧嘴个数为3～6个；所述工艺烧嘴与气化炉轴向存在一定角度使所述工艺烧嘴的头部朝向气化炉气化室中心倾斜，所述角度为0-15，本领域技术人员可以理解，角度为0°时，工艺烧嘴与气化炉轴向平行设置。在本技术的一种实施方式中，所述氧气通道和煤粉通道的烧嘴头部均设置有旋流器，以使氧气和煤粉以一定的切向和轴向速度由烧嘴头部喷出；所述液相通道的烧嘴头部设置有喷射器使液相被打碎雾化后喷射入气化炉。在本技术的一种实施方式中，所述冷却室内设有下降管和设置在所述下降管上端的激冷环，其中，所述下降管用于对来自所述下渣口的气化产物导入所述冷却室下部水浴进行冷却洗涤，所述激冷环用于喷射激冷水对所述下降管进行保护。在本技术的一种实施方式中，所述点火烧嘴由内到外依次设有燃料气通道、氧气通道和冷却水夹套，其中所述燃料气通道内还设有点火器和火焰检测器。在本技术的一种实施方式中，所述水冷壁为螺旋盘管式或列管式水冷壁，其向火侧敷设有水冷壁防火内衬；所述点火烧嘴和工艺烧嘴的冷却水夹套均设有连接至所述锅炉水泵的管线，以接收冷却用水。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1.该技术具备干煤粉气化高效率的特点，取消了氧气加热系统、蒸汽减压和过滤系统、氧气蒸汽混合系统，改用低温的水/有机废液直接进料，简化了流程、减少了设备、降低了相应的氧气系统设备和管道的材质要求，从而极大了降低了工程建设费用，提高了装置的安全性(氧气温度降低)。2.该气化系统采用顶置多喷嘴下喷的结构，在炉内混合和返混效果好、炉内流场和温度场分布均匀，水/有机废液经喷射和雾化装置以高速的微小液滴的形式直接喷射到气化室的高温火焰中心区，能够在较高的气化效率和较低的原材料消耗下，保证其较高的处理效果。3.对于干粉气化来讲，为保证煤粉输送的稳定性，需要将煤粉中的水含量控制在一定范围内，但在气化炉运行时，需要在气化炉中添加一定量的水蒸汽以维持气化炉内部的温度及热量平衡。本专利中在气化炉内引入有机废液，在满足原工艺要求的基础上还能够处理工厂内的有机废液，既能够保护环境、降低废水处理投资和处理成本，还能通过循环利用创造经济效益、创造附加值。4.同时设置了水进料和有机废液的储存、输送和添加系统，其中水进料借用气化装置中原有的水冷壁和烧嘴冷却水系统的锅炉水循环泵，流程简单且没有额外的设备增加；有机废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理有机废液的煤气化系统，其特征在于，所述煤气化系统包括气化炉、有机废液单元和锅炉水单元；其中，所述气化炉包括在炉体内由水冷壁分隔出的气化室、位于气化室下方的冷却室以及连通所述气化室与冷却室的下渣口，并且在所述气化室的顶部设有烧嘴部；所述冷却室用于对来自所述下渣口的气化产物进行冷却降温处理；/n所述烧嘴部包括固定至炉体的烧嘴座、设置在所述烧嘴座中心处的点火烧嘴以及在所述烧嘴座上环绕所述点火烧嘴均匀设置的多个工艺烧嘴；/n所述工艺烧嘴用于向所述气化室内送入气化原料以便在所述气化室内进行气化反应，所述工艺烧嘴由内至外依次设有氧气通道、煤粉通道、液相通道和冷却水夹套；/n所述液相通道的进料口通过管线分别连接至所述锅炉水单元、有机废液单元和惰性气源，以接收来自所述锅炉水单元的锅炉水、来自有机废液单元的有机废液和惰性气体；所述锅炉水单元还设有为所述水冷壁和烧嘴冷却水夹套提供冷却用水的管线。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理有机废液的煤气化系统，其特征在于，所述煤气化系统包括气化炉、有机废液单元和锅炉水单元；其中，所述气化炉包括在炉体内由水冷壁分隔出的气化室、位于气化室下方的冷却室以及连通所述气化室与冷却室的下渣口，并且在所述气化室的顶部设有烧嘴部；所述冷却室用于对来自所述下渣口的气化产物进行冷却降温处理；
所述烧嘴部包括固定至炉体的烧嘴座、设置在所述烧嘴座中心处的点火烧嘴以及在所述烧嘴座上环绕所述点火烧嘴均匀设置的多个工艺烧嘴；
所述工艺烧嘴用于向所述气化室内送入气化原料以便在所述气化室内进行气化反应，所述工艺烧嘴由内至外依次设有氧气通道、煤粉通道、液相通道和冷却水夹套；
所述液相通道的进料口通过管线分别连接至所述锅炉水单元、有机废液单元和惰性气源，以接收来自所述锅炉水单元的锅炉水、来自有机废液单元的有机废液和惰性气体；所述锅炉水单元还设有为所述水冷壁和烧嘴冷却水夹套提供冷却用水的管线。


2.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于，所述有机废液单元包括有机废液储罐、用于对待进入所述有机废液储罐的有机废液进行过滤的过滤器、用于测定来自所述有机废液储罐的有机废液的粘度计，以及用于将测定粘度后的有机废液送入所述液相通道的废液输送泵。


3.根据权利要求1或2所述的煤气化系统，其特征在于，所述锅炉水单元包括：
余热锅炉，用于回收来自所述水冷壁的锅炉水中的热量以副产蒸汽；
锅炉水储罐，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：单育兵，高鑫，徐江，
申请(专利权)人：科林未来能源技术北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11