[实用新型]一种应用于坑口煤制天然气的造气系统

说明书

本公开披露了一种应用于坑口煤制天然气的造气系统，包括：筛分单元、固定床气化单元、高压煤浆制备单元、水煤浆气化单元。本公开同时利用块煤与末煤，提高了资源的利用率；同时，本公开将固定床气化过程产生的含酚含尘废水不经任何分离操作，全部直接用作湿法制浆，能够实现污染源与环境的完全隔离，彻底解决固定床气化工艺的废水问题。

技术领域

本公开属于煤化工领域，具体涉及一种应用于坑口煤制天然气的造气系统。

背景技术

煤制天然气是新型煤化工的重要分支，具有重要的战略意义，也是目前新型煤化工的重要发展方向。煤制天然气包括造气、净化、甲烷化等过程，其中采用煤炭气化制备合成气的造气过程是整个工艺的龙头，也是整个技术的制约因素之一。

固定床气化技术(如Lurgi、BGL等)所得合成气中甲烷含量高，成为最适于煤制天然气的造气工艺，同时也是目前使用最多的煤制天然气造气工艺。但该工艺在气化与洗涤冷却过程中除生成CO、H₂、CH₄等有效成分外，还产生了大量高污染、高浓度含酚含尘废水，含有焦油、尘、中油、NH₃、CO₂、H₂、H₂S酚等多种成分，对周围环境造成很大危害。传统处理方法均通过煤气水分离等方式进行处理，该类方式无一例外的均采用减压、闪蒸、沉降等分离操作，操作过程中介质无法与周围环境实现完全隔离，废水中所含焦油、酚类等有害物质不可避免的会在闪蒸、沉降过程中以气态、液态等形式扩散到周围环境当中，环保问题非常突出。该技术的废水采用传统方法无法实现较为彻底的处理，且劳动条件较差；采用其他方法(如生物法)也存在着难度大、成本高的问题，严重制约了该技术发展。

湿法气流床气化技术(典型代表是多喷嘴对置、多元料浆等水煤浆气化工艺)是目前比较成熟的气化技术，生产效率高，在煤制天然气行业中也有一定应用。该技术产生的废水为常规气化废水，处理难度较小，环境性能良好。此类工艺合成气中CO、H₂等含量高，但CH₄含量极低，导致后续甲烷化过程处理量大、设备体积大、投资高，限制了该工艺在煤制天然气行业的广泛应用。

从原料粒度与资源利用率角度来看，由于常规的固定床气化工艺只能采用6mm或10mm以上的块煤为原料，而开采、洗选、运输、过程中由于跌落、碰撞等原因，不可避免的存在大量末煤，且总量高达40％以上，这些末煤无法在现有的煤制天然气当中得到利用，造成了煤炭资源的浪费。

对坑口煤来说，这一问题尤为突出。以坑口煤为原料进行下游深加工，尤其是进行煤化工产品生产，具有极高的原料便捷性，还可以避免运输过程中的块煤损失，是最理想的生产方式之一。但同样无法以末煤为原料，资源利用效率不高，企业经济效益也受到影响。

针对上述两类造气工艺的资源利用率及环境缺陷，国内进行了大量创新与尝试。例如将水煤浆气化炉用于处理固定床含酚含尘废水的联合气化工艺，将废水分离处理后送入水煤浆气化炉，一定程度上解决了废水的处理问题，末煤利用率也得到了提高。但这类技术中，固定床含酚含尘废水必须要经过煤气水分离操作(或与煤气水分离相似的闪蒸、沉降、过滤等操作)对所含灰分进行分离后，才能送往水煤浆气化炉进行利用。这些煤气水分离过程或过滤、沉降等过程属于敞开操作，有害介质无法与周围环境实现完全隔离，操作过程的环境效益仍然比较差，也未能对高压废水的压能进行有效利用。总之，上述改进虽然使末煤的利用问题得到了一定程度的解决，但含酚含尘废水的污染问题仍未得到彻底解决。

实用新型内容

针对以上存在的不足，本公开的目的在于提供一种应用于坑口煤制天然气的造气系统。本公开将固定床气化工艺与湿法气流床气化工艺(即水煤浆气化工艺)相结合，同时利用块煤与末煤，提高了资源的利用率；同时，本公开将固定床气化过程产生的含酚含尘废水不经任何分离操作，全部直接用作湿法制浆，能够实现污染物与环境的完全隔离，彻底解决了固定床气化工艺的含酚含尘废水问题。

本公开的目的是通过以下技术方案实现的：