一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法
【專利摘要】本發明公開了一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，通過將褐煤提質過程中產生的尾氣進行有效地除塵，再經尾氣壓縮機壓縮后，進入尾氣洗滌塔充分洗滌微塵，出洗滌塔的潔凈飽和尾氣富含大量潛熱，可作為熱媒預熱工藝介質，使得飽和尾氣釋放熱量變成飽和水，飽和水進一步回收余熱接近常溫后，送往污水處理系統，經過簡易處理后作為項目的補充水，剩余水外供。本發明能夠有效地回收提質尾氣中的水和余熱，通過將回收的工藝水和余熱進行充分地綜合利用，符合現代煤化工循環經濟和能量梯級利用理念，特別適合西北等嚴寒、缺水地區，前景十分廣闊。
【專利說明】一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及褐煤尾氣回收方法領域，具體為一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法。
【背景技術】
[0002]我國褐煤資源豐富，已探明保有儲量1303億噸，占全國煤炭總儲量13%。褐煤是一種高揮發分含量(37%以上)、高水分含量(20%~50%)、低熱值的煤種，易于風化和自燃，不宜長途運輸，長期被視作一種劣質的煤炭資源，主要用做坑口電廠燃料或就近氣化原料，開發利用程度不高。
[0003]當前，隨著我國經濟的持續快速發展和對能源需求的與日俱增，國內優質煤炭資源供應已日趨緊張，適時發展褐煤提質綜合利用產業，將有效緩解我國優質動力煤供應緊張的局面，同時還可利用低品位煤炭擴寬優質動力煤的資源渠道，延伸煤炭工業的產業鏈，生產高品質的石油替代產品，提高煤炭資源的綜合利用效率和煤炭利用的環境效益，從而更好地滿足我國能源需求，為我國國民經濟發展提供強有力的安全保障。因此，建設一定規模的褐煤提質項目，對于充分利用我國褐煤資源，提高褐煤利用的附加值具有重要的現實意義。
[0004]所謂褐煤提質，是指通過物理的或化學的方法使褐煤品質獲得提高的過程。褐煤在一定溫度下經過脫水和熱分解作用后，可將其中的水分和含氧官能團脫除或部分脫除，同時去除其中過多的灰分，從而降低褐煤在燃燒過程中由于水汽蒸發而消耗的熱量，進而提高褐煤熱值，使其具有類似煙煤性質。褐煤經過提質后，品質明顯得到提高，應用范圍顯著擴大。
[0005]褐煤提質技術的研究始于上世紀八十年代，經過30余年的發展，部分褐煤提質技術已趨于成熟，并逐步應用到工業化生產中。其中采用物理法的干燥(成型)脫水提質技術應用最為廣泛。褐煤干燥脫水提質技術的基本原理是將褐煤加熱或與高溫物質(如熱煙氣、過熱蒸汽等)進行換熱，脫除其中的水分，提質過程中煤體不發生焦化和熱分解等化學變化。根據脫水程度可分為輕度脫水(干燥后產品全水在20%以上)和深度脫水(干燥后產品全水在10%左右)。因此，在褐煤過程提質過程中產生的尾氣中富含大量的水分和余熱，如對其進行水回收和熱回收，其意義無疑十分重要。目前的褐煤提質工業化裝置中，一般都沒有考慮設置水回收和熱回收裝置，不能滿足現代煤化工的節能和節水要求。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，以解決現有褐煤提質工藝對尾氣處理及回收方法的不足。
[0007]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為:
一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，其特征在于:將經破碎的褐煤顆粒，通過褐煤干燥器進行干燥后產生過熱尾氣，所述過熱尾氣由水蒸氣、粉塵構成，過熱尾氣溫度在11(T12(TC ;然后將過熱尾氣送入尾氣過熱器進行過熱，再送入到尾氣除塵器中進行除塵；除去絕大部分粉塵后的尾氣，經尾氣循環風機加壓后一分為二，其中一部分尾氣由循環風機增壓后繼續返回褐煤流化床干燥器作為流化介質，另一部分尾氣通過尾氣壓縮機繼續加壓成0.2^0.5MPa*G的過熱蒸汽；經尾氣壓縮機加壓后的過熱尾氣溫度為18(T20(TC，直接送入尾氣洗滌塔內；所述尾氣洗滌塔內部空間分為相通的上、下兩段，上段中填有填料，下段為空塔。從尾氣洗滌塔頂部向尾氣洗滌塔內噴淋13(T16(TC的循環飽和熱水，尾氣在尾氣洗滌塔中與洗滌塔上部噴淋下來的13(Tl60°C循環飽和熱水直接接觸被洗滌，且尾氣首先在尾氣洗滌塔下段進行空塔粗洗，然后在尾氣洗滌塔上段通過填料進行精洗，在尾氣洗滌塔底部安裝有循環泵，循環泵出口設置一根外送管線，通過外送管線連續外排一部分洗滌液。根據目前工業常用的集中填料，同時綜合考慮工藝條件，尾氣洗滌塔填料選用效率很高的碳鋼階梯環。
[0008]在尾氣洗滌塔中洗滌后的潔凈尾氣接近飽和溫度，從尾氣洗滌塔頂部逸出，將洗滌后的潔凈尾氣通入換熱器內，作為熱媒預熱工藝介質，潔凈尾氣在換熱器內通過釋放熱量由汽態變為液態飽和水；飽和水再一分為二，一部分送至尾氣洗滌塔，作為含塵尾氣洗滌的補充水，另一部分飽和水繼續預熱相關工藝介質，實現能量梯級利用，同時盡可能減少循環冷卻水的用量。
[0009]所述的一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，其特征在于:尾氣過熱器的熱媒采用褐煤流化床干燥器自身換熱管出來的蒸汽冷凝液，含塵尾氣采用尾氣過熱器過熱5~10°C后再送入尾氣除塵器內進行除塵。
[0010]所述的一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，其特征在于:尾氣壓縮機分兩段壓縮，中間設置間接水冷卻器，經兩段壓縮后的尾氣送入尾氣洗滌塔進行洗滌除塵。
[0011]本發明方法通過優化工藝配置，實現能量梯級利用，提高產品的綜合利用，有效降低生產成本，大幅度提高經濟效益。
[0012]相對于傳統褐煤提質尾氣直接放空，本方法有以下優點:
1)通過設置本尾氣處理及回收工藝，可以有效減少工業裝置的原水補充量；
2)通過設置本尾氣處理及回收工藝，可以有效減少干燥熱源的蒸汽用量，降低鍋爐產汽規模，有效降低褐煤提質工藝能耗；
3)通過設置本尾氣處理及回收工藝，可以有效減少循環冷卻水的用量，降低循環水站的補充水量；
4)整個尾氣處理系統采用密閉循環，環境友好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明褐煤提質尾氣的處理及回收工藝圖。其中主要設備包括:1/褐煤干燥器；2/尾氣除塵器；3/尾氣循環風機；4/尾氣壓縮機；5/尾氣洗滌塔；6/洗滌循環水泵；7/尾氣過熱器；8/換熱器；9/水冷卻器。 【具體實施方式】
[0014]如圖1所示。一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，經破碎的褐煤顆粒，通過褐煤流化床干燥器1進行干燥后，產生的過熱尾氣(主要為水蒸氣，含有粉塵顆粒)，溫度為11(T12(TC，首先進入尾氣過熱器7進行過熱，再進入到尾氣除塵器2中進行除塵。除去絕大部分粉塵后的尾氣，經循環風機3加壓后一分為二:一部分由循環風機3增壓后繼續返回褐煤流化床干燥器I作為流化介質；另一部分通過尾氣壓縮機4繼續加壓成0.2^0.5MPa*G的過熱蒸汽。加壓后的過熱尾氣溫度為18(T200°C，直接進入尾氣洗滌塔5內。尾氣在尾氣洗滌塔5中與尾氣洗滌塔5上部噴淋下來的13(Tl60°C循環飽和熱水直接接觸、洗滌。為了防止尾氣洗滌塔5堵塞，同時保證尾氣得到充分的洗滌，將尾氣洗滌塔5分成兩段，下段采用空塔進行粗洗，上段采用填料進行精洗。為確保尾氣洗滌內的洗滌水粉塵濃度不至過高，在尾氣洗滌塔5底循環泵6出口設置一根外送管線，連續外排一部分洗滌液，可根據尾氣洗滌塔5下部的含塵濃度調節外送污水流量。
[0015]在尾氣洗滌塔5中洗滌后的潔凈尾氣接近飽和溫度，從尾氣洗滌塔5頂部逸出。為了充分回收本褐煤提質尾氣中的潛熱，將洗滌后的潔凈尾氣通入換熱器內，作為熱媒預熱工藝介質(如脫鹽水等)，飽和尾氣在換熱器內通過釋放熱量由汽態變為液態飽和水。飽和水再一分為二，一部分送至尾氣洗滌塔5，作為含塵尾氣洗滌的補充水，另一部分飽和水繼續預熱相關工藝介質，實現能量梯級利用，同時盡可能減少循環冷卻水的用量。
[0016]為了防止尾氣在除塵器內結露，本發明在褐煤流化床干燥器I出口的含塵尾氣管道上設置一臺尾氣過熱器7，尾氣過熱器7的熱媒采用褐煤流化床干燥器I換熱管出來的蒸汽冷凝液，含塵尾氣采用尾氣過熱器7過熱5~10°C后再進入尾氣除塵器2內進行除塵。
[0017]經過熱、除塵后的尾氣，一部分經循環風機3初步加壓后返回褐煤流化床干燥器I作流化介質，另一部分剩余尾氣用尾氣壓縮機4進一步壓縮。尾氣壓縮機4分兩段壓縮，中間設置間接水冷卻器9，經兩段壓縮后的尾氣送入尾氣洗滌塔5進行洗滌除塵。
[0018]加壓后的尾氣在尾氣洗滌塔5中與頂部噴淋下來的飽和洗滌液充分地接觸、洗滌。尾氣洗滌塔5分成兩段設置，塔下段采用空塔洗滌，作為初洗段；塔上段采用填料洗滌，作為精洗段。
[0019]經尾氣洗滌塔洗滌后的飽和尾氣作為熱媒預熱工藝介質，同時變成飽和水。飽和水再一分為二，一部分作為尾氣洗滌塔的新鮮補充水，大部分繼續作為熱媒，預熱相關工藝介質
具體實施例:
本實例采用內蒙古錫林浩特某露天礦煤，含水率約37.4%，干燥后的煤含水約8%。采用一套年處理原煤100萬噸的循環流化床干燥器，流化介質為2(T40kPa*G過熱蒸汽，干燥熱源為0.5^1.0MPa-G的低壓飽和蒸汽，熱源與被干燥介質通過換熱管間接傳熱。
[0020]出流化床干燥器的含塵尾氣溫度11(T120°C，壓力為微正壓。首先用過熱器對其過熱5~10°C，過熱后的含塵尾氣經旋風除塵器、布袋除塵器先后兩級除塵，以除去98%以上的粉塵。除塵后的尾氣用循環風機加壓至2(T40kPa*G，風機出口一分為二，其中約41.6t/h尾氣作為循環流化氣返回干燥器，另有一部分多余尾氣約40t/h通過尾氣壓縮機分兩段壓縮至0.2^0.5MPa*G，其中一段壓縮機出口過熱尾氣，溫度約16(Tl90°C，經中間換熱器冷卻至120°C后，再進入二段壓縮機，二段壓縮出口的過熱尾氣，溫度約18(T200°C，直接送入尾氣洗滌塔。
[0021]在尾氣洗滌塔中，過熱尾氣與從洗滌塔上部噴淋下來的約13(T160°C飽和熱水直接接觸、洗滌。為了防止尾氣中的微塵堵塞洗滌塔，同時保證尾氣、洗滌液兩者充分接觸，洗滌完全，本方法將尾氣洗滌塔分成兩段，塔下端采用空塔洗滌，作為初洗段；塔上端采用填料洗滌，作為精洗段，這樣既能保證洗去尾氣中的絕大部分微塵，又能保證整個洗滌過程連續、可靠。整個尾氣洗滌過程近似為一個絕熱洗滌過程。在尾氣洗滌塔底設置一臺洗滌水循環泵，循環洗滌水流量約300m3/h，連續提供尾氣洗滌過程中所需要的循環洗滌水。洗滌后的潔凈尾氣從洗滌塔頂部逸出，接近飽和狀態。為保持尾氣洗滌塔內的循環水微塵濃度不至過高，在尾氣洗滌塔底的循環水泵出口設置一根小流量外排管線，流量約1.5m3/h，連續送至污水處理站。
[0022]經尾氣洗滌塔洗滌后的飽和尾氣，為了充分回收其中的蒸汽潛熱，將其作為熱媒預熱工藝介質(如脫鹽水等)，通過余熱回收的形式，使得飽和尾氣由汽態全部冷凝為液態飽和水。經回收潛熱的液態飽和水一分為二，其中約3m3/h用泵加壓送至尾氣洗滌塔，作為尾氣洗滌的新鮮補充水，其余大部分液態飽和水繼續采用換熱的形式，預熱所需要的工藝介質(如采暖用水等)，最終溫度降至4(T50°C，與尾氣洗滌塔底的外排水一起混合送至污水處理站。
[0023]由于本褐煤提質干燥的工藝溫度不超過200°C，回收的尾氣冷凝液中除了濁度偏大，其余指標均符合 要求，回收水的處理站工藝簡單，投資省。
【權利要求】
1.一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，其特征在于:將經破碎的褐煤顆粒，通過褐煤干燥器進行干燥后產生過熱尾氣，所述過熱尾氣由水蒸氣、粉塵構成，過熱尾氣溫度在11(T12(TC ;然后將過熱尾氣送入尾氣過熱器進行過熱，再送入到尾氣除塵器中進行除塵；除去絕大部分粉塵后的尾氣，經尾氣循環風機加壓后一分為二，其中一部分尾氣由循環風機增壓后繼續返回褐煤流化床干燥器作為流化介質，另一部分尾氣通過尾氣壓縮機繼續加壓成0.2^0.5MPa*G的過熱蒸汽；經尾氣壓縮機加壓后的過熱尾氣溫度為18(T20(TC，直接送入尾氣洗滌塔內；所述尾氣洗滌塔內部空間分為相通的上、下兩段，上段中填有填料，下段為空塔，從尾氣洗滌塔頂部向尾氣洗滌塔內噴淋13(T16(TC的循環飽和熱水，尾氣在尾氣洗滌塔中與洗滌塔上部噴淋下來的13(Tl60°C循環飽和熱水直接接觸被洗滌，且尾氣首先在尾氣洗滌塔下段進行空塔粗洗，然后在尾氣洗滌塔上段通過填料進行精洗，在尾氣洗滌塔底部安裝有循環泵，循環泵出口設置一根外送管線，通過外送管線連續外排一部分洗滌液； 在尾氣洗滌塔中洗滌后的潔凈尾氣接近飽和溫度，從尾氣洗滌塔頂部逸出，將洗滌后的潔凈尾氣通入換熱器內，作為熱媒預熱工藝介質，潔凈尾氣在換熱器內通過釋放熱量由汽態變為液態飽和水；飽和水再一分為二，一部分送至尾氣洗滌塔，作為含塵尾氣洗滌的補充水，另一部分飽和水繼續預熱相關工藝介質，實現能量梯級利用，同時盡可能減少循環冷卻水的用量。
2.根據權利要求1所述的一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，其特征在于:尾氣過熱器的熱媒采用褐煤流化床干燥器自身換熱管出來的蒸汽冷凝液，含塵尾氣采用尾氣過熱器過熱5~1(TC后再送入尾氣除塵器內進行除塵。
3.根據權 利要求1所述的一種褐煤提質尾氣的處理及回收方法，其特征在于:尾氣壓縮機分兩段壓縮，中間設置間接水冷卻器，經兩段壓縮后的尾氣送入尾氣洗滌塔進行洗滌除塵。
【文檔編號】C10L9/08GK103881784SQ201410097465
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2014年3月17日
【發明者】安承東, 韓諦, 吳越峰, 吳瑞, 孟陳周, 張志耘 申請人:東華工程科技股份有限公司