[发明专利]一种粉煤气化闪蒸冷凝系统及工艺

说明书

本发明公开了一种粉煤气化闪蒸冷凝系统及工艺，粉煤气化洗涤产生灰水的灰水管之后依次连接真闪罐、立式列管冷凝器、冷凝液罐、冷凝液泵、真空泵，其中，真闪罐的气相出口与立式列管冷凝器的列管顶部进口连通，立式列管冷凝器的列管底部出口与冷凝液罐进口连通，冷凝液罐的液相出口连接冷凝液泵进口，冷凝液泵出口分别连接去沉降槽管线及去立式列管冷凝器的列管顶部冲洗管线，冷凝液罐的气相出口连接真空泵进口，真空泵出口连接排放口。本发明能够有效保证闪蒸冷凝器的换热效果，提高闪蒸汽的冷凝量，降低闪蒸系统压力及温度，满足灰水系统运行的要求。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种粉煤气化闪蒸冷凝系统及工艺。

背景技术

粉煤气化是煤经过不完全燃烧转化为合成气、燃料气的技术，是清洁使用粉煤的重要途径之一。粉煤气化技术具有燃烧效率高、能源利用率高的优点，已逐步取代原有的块煤燃烧。

一般来说，粉煤气化后产生的高温高压合成气经过水激冷及洗涤工序后，送入后续变换工序。在水激冷及洗涤过程中，产生了高温高压含固量高的灰水，灰水经过逐级降压、闪蒸，回收热量的同时将灰水浓缩，含固量高的灰水最终经絮凝沉降、固液分离后进行回收利用。

粉煤气化过程中产生的高温高压灰水，在闪蒸罐中降压、闪蒸，闪蒸汽中携带有较多的液滴，并夹杂大量的粉煤灰。常规的冷凝设备为卧式U型管换热器，闪蒸汽进入换热设备的管间，被管内的冷却水冷却，产生的冷凝液混合不凝气进入分离器中进行气液分离，不凝气经真空泵抽吸后排放，液体根据需要回收。

为保证换热效果，常规的换热器列管间隙较小，且经过折流板多次折流，闪蒸汽中夹带的液滴、粉煤灰极易沉积在列管间形成堵塞，降低换热效果，导致大量的闪蒸汽无法被冷凝引起系统压力升高、温度升高，不利于后续灰水的沉降。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种粉煤气化闪蒸冷凝系统，能够有效保证换热效果，提高闪蒸汽的冷凝量，降低闪蒸系统压力及温度，满足灰水系统运行的要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种粉煤气化闪蒸冷凝系统，粉煤气化洗涤产生灰水的灰水管之后依次连接真闪罐、立式列管冷凝器、冷凝液罐、冷凝液泵、真空泵，其中，真闪罐的气相出口与立式列管冷凝器的列管顶部进口连通，立式列管冷凝器的列管底部出口与冷凝液罐进口连通，冷凝液罐的液相出口连接冷凝液泵进口，冷凝液泵出口连接去立式列管冷凝器的列管顶部冲洗管线，去立式列管冷凝器的列管顶部冲洗管线的出口与立式列管冷凝器的列管顶部进口连通，冷凝液罐的气相出口连接真空泵进口。

闪蒸汽是高温高压的液态物料在进入低压空间时，气液平衡状态被打破，部分液体急剧气化变成闪蒸汽，吸收原有液体物料的显热从而使液体降温。对于闪蒸汽的冷却，由于闪蒸汽与液态物料性质不同，难以自行经列管从上至下流动，因而传统工序采用卧式列管换热器。在本发明中，将部分冷凝液重新输送至立式列管冷凝器的列管顶部进口，其作用为：1.使冷凝液与闪蒸汽进行混合，使闪蒸汽预冷却；2.通过冷凝液的定向流动带动闪蒸汽流动，从而增强闪蒸汽在竖直列管内的流动，同时液滴的存在将原有膜状冷凝改为滴状冷凝，增强闪蒸汽的冷凝效果；3.闪蒸汽内夹带粉煤，闪蒸汽在列管内流动过程中会使部分粉煤粘附在列管内壁，增大膜阻系数，降低换热效果。通过加入冷凝液，使得冷凝液对列管内壁进行冲洗，减小膜阻系数，提高换热效果。

本发明的目的之二是提供一种粉煤气化闪蒸冷凝工艺，提供真闪罐、立式列管冷凝器、冷凝液罐、冷凝液泵、真空泵，粉煤气化产生的灰水进入真闪罐，真闪罐内的闪蒸汽进入立式列管冷凝器，闪蒸汽在列管内冷凝后向下流动冷却后进入冷凝液罐，冷凝液泵将冷凝液罐中的一部分冷凝液输送至立式列管冷凝器的列管顶部进口。冷凝液罐的顶部气相出口与真空泵连接，将闪蒸汽中无法冷凝的不凝气抽出。维持闪蒸系统处于负压状态，提高闪蒸效果。

本发明的目的之三是提供一种粉煤气化工艺，采用上述冷凝系统或冷凝工艺对粉煤气化产生的灰水进行处理。