[发明专利]一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种煤制气多污染源一体化治理系统及方法。

背景技术

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/mol

2、碳的部分氧化反应2C+O₂＝2CO-231.4kJ/mol

3、二氧化碳的还原反应C+CO₂＝2CO+162.4kJ/mol

4、水蒸气的分解反应C+H₂O_(g)＝CO+H₂+131.5kJ/mol

5、水蒸气分解反应C+2H₂O_(g)＝CO₂+2H₂+90.0kJ/mol

6、一氧化碳变换反应CO+H₂O_(g)＝CO₂+H₂-41.5kJ/mol

7、碳的加氢反应C+2H₂＝CH₄-74.9kJ/mol

8、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。