煤氣水的來源及特點(diǎn)

1、一、煤氣水的來源及特點(diǎn)魯奇加壓氣化是在3.1MPa的壓力下，用 3.8MPa的蒸汽和99的氧氣作為氣化劑，氣化550mm的塊煤制得粗煤氣，在氣化過程中，煤中的輕質(zhì)組分轉(zhuǎn)化為焦油、酚、氨等物質(zhì)與煤氣同時(shí)產(chǎn)生，在煤氣的洗滌、冷卻、凈化過程中，大部分變?yōu)橐簯B(tài)進(jìn)入煤氣水中。煤氣水系統(tǒng)流程：1、魯奇碎煤加壓氣化為固定床氣化，爐頂操作溫度低，煤氣中含有較多的焦油、酚等有機(jī)物，在煤氣洗滌過程產(chǎn)生的污水有機(jī)物含量高，可生化性差，須進(jìn)行處理：先對(duì)輕油、焦油分離，酚、氨回收，再進(jìn)行生化處理。二、加壓氣化污水處理系統(tǒng)碎煤加壓氣化產(chǎn)生的粗煤氣中含有大量的水蒸氣、粉塵和碳化的付產(chǎn)物焦油、輕油、奈、酚、脂肪酸、溶解的氣體

2、和無機(jī)鹽類，而且溫度也較高。因此，需要進(jìn)行冷卻和洗滌，以降低溫度和除去粗煤氣中的有害物質(zhì)。在粗煤氣的洗滌和冷卻過程中，這些雜質(zhì)成分便進(jìn)入水中，形成了有氣、液、固三態(tài)存在的多種成分的煤氣水。碎煤加壓氣化過程中產(chǎn)生的廢水成分較為復(fù)雜，一般含有焦油、酚、氨、塵等多種雜質(zhì)。焦油是煤干餾而得的比水重的有機(jī)液相物質(zhì)，而輕油則是比水輕的有機(jī)液相物質(zhì)。煤焦油是煤炭干餾時(shí)生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠狀的液體。它這種廢水用常規(guī)的生化、過濾、反滲透等方法不能直接處理，都必須首先將水中的油、塵、酚等進(jìn)行分離、回收，一方面回收了廢水中的有價(jià)值物質(zhì)，可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益；另一方面也使廢水能夠達(dá)到一般廢水處理方法

3、的進(jìn)水要求。煤氣水中的雜質(zhì)含量都較高，由于煤種不同，各種成分的含量也不同。煤氣水分離裝置就是把含焦油，輕油和溶解有氣體的煤氣水通過膨脹閃蒸，分級(jí)沉降和氣體浮選而進(jìn)行處理，分離出溶解氣，焦油、輕油、循環(huán)水的煤氣水和較澄清的煤氣水。經(jīng)過焦油、粉塵分離后的煤氣水大部分返回工藝裝置循環(huán)使用，多余的工藝廢水，再逐步經(jīng)過酚、氨回收，生化處理等工藝處理后，使廢水達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后排放。煤氣水中焦油、輕油的回收洗滌煤氣水后的工藝水即煤氣水中含有粉塵、焦油、輕油等雜質(zhì)，還有一部分溶解的氣體。一般焦油含量為0.81.0（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、輕油含量0.120.5，氣化所用原料煤種不同，水中的焦油、輕 油含量也不同。由于生化裝

4、置不能處理含油廢水，一般均采用不同組分的密度差，采用重力沉降法，將煤氣水中的焦油、輕油分離出來。三、煤氣水分離原理1、溶解氣的閃蒸高壓煤氣水首先經(jīng)過閃蒸，使溶解的氣體在減壓狀態(tài)下解吸出來，進(jìn)行氣液分離，然后經(jīng)過重力沉淀，進(jìn)行固液分離出焦油，最后通過過濾、上浮、隔油、進(jìn)行油水分離。因此，煤氣水分離屬于多種單元預(yù)過濾。 來自氣化、煤氣冷卻及低溫凈化裝置的煤氣水，在壓力降低以后，它們所夾帶的氣體（主要是CO2、但還有微量的CH4、CO、NH3和H2S）就會(huì)釋放出來。閃蒸是通過減壓膨脹來降低溶液相平衡的氣相分壓，使溶解于液解吸過程。溶解氣的閃蒸當(dāng)高壓煤氣水進(jìn)行閃蒸時(shí)，根據(jù)道爾頓分壓定律：壓力降至常壓，

5、沸點(diǎn)降低，溶質(zhì)氣體在液面上的分壓也隨之降低。根據(jù)亨利定理：由于液面上溶質(zhì)氣體的分壓降低，為保證氣液平衡，液相中的溶解氣體就不斷被解吸出來，進(jìn)入氣相使煤氣水中溶解的（CO2、CH4、CO、NH3、H2）等被分離出來。高壓煤氣水閃蒸時(shí)，由于膨脹過程速度很快，物質(zhì)來不及與周圍環(huán)境進(jìn)行熱量交換，屬于絕熱等焓過程，部分液體氣化時(shí)需要的熱量，只好從液體本身來吸收，使煤氣水的溫度有所降低。這有利于使分離后的膨脹氣通過冷卻器，把氣體混合物中的水蒸氣和易溶性氣體氨冷凝下來，使分離后的可燃性氣體熱值提高，便于焚燒處理，也有利于酚氨回收。2、含塵焦油的沉淀a：沉淀的類型自由沉淀：煤氣水中的懸浮固體濃度較低，在沉降過

6、程中，固體顆粒不相凝結(jié)，其形狀和大小都保持不變，各自獨(dú)立地完成沉淀過程。煤氣水中砂粒和較重的無機(jī)物沉淀屬于此類。絮凝沉淀：若煤氣水中的懸浮固體濃度較高，但具有凝聚性能。在沉降過程中，互相碰撞能結(jié)成較大的顆粒，其沉淀速度是變化的。含塵焦油的沉淀成層沉淀：若煤氣水中懸浮物濃度較高，顆粒之間結(jié)合成一個(gè)整體，液體和顆粒之間形成一個(gè)清晰的界面，沉淀過程表現(xiàn)為交界面下沉的過程。壓縮：這時(shí)懸浮固體濃度很高，固體顆?；ハ嘟佑|，相互支撐，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的液體被擠壓出界面，直到沉淀物被上面清液壓實(shí)為止。含塵焦油的沉淀b：沉淀法的基本原理：利用固體和液體的比重差，固體依靠自身重力作用下沉，從

7、而達(dá)到與液體分離的一種過程。顆粒密度和液體密度差值愈大，液體粘度愈小，顆粒直徑愈大，沉降速率愈快。3、輕油的分離油水分離工藝廣泛用于煤氣化處理，從煤氣水中除去油類，有機(jī)殘?jiān)蛻腋〉墓腆w物。同時(shí)也能從煤氣水中分離出重的固體物。用于工業(yè)的油-水分離器一般分為重力型分離器和浮力型分離器。重力型分離器依靠煤氣水中各組分的比重不同來實(shí)現(xiàn)分離，而浮力型分離器則利用空氣（氣體）來實(shí)現(xiàn)分離。輕油的分離煤氣水中的油類物質(zhì)，除重質(zhì)焦油比重大于1.0以外，其余的都是比重小于1.0的輕質(zhì)油，它們常以三種狀態(tài)存在。A；可浮油，這種油品分散的顆粒較大，一般不小于60100微米，易于借助油粒于水的比重差而上浮到水面，可通過

8、隔油池預(yù)以除去。B:乳化油，這種油品分散的粒徑較小，常在160微米之間，呈乳化狀態(tài)存在，不易從煤氣水中上浮而去，只能采取投加混凝劑的混凝沉淀法，混凝溶氣浮選，過濾吸附法或粗粒化方法去除。輕油的分離C：溶解油，煤氣水水中溶解油的含量較小，在常溫下515毫克/升，通常也把粒徑小于1微米的油粒也包括在溶解油范圍。溶解油難以用一般的方法去除，常用活性碳吸附和生物化學(xué)方法處理。輕油的分離由于煤氣水中的油，多數(shù)以分散較細(xì)的化油存在，所以首先采用充填粒狀焦炭的聚結(jié)器，使細(xì)小油粒聚結(jié)成粗大顆粒，成為可浮油然后通過斜板（TPI）隔油池除油。殘余的化油和懸浮固體采用混凝溶氣浮選（氣?。┓A(yù)以除去。輕油的分離空氣浮

9、選基本上是二級(jí)煤氣水處理過程，用來除去重力分離器不能除去的油類和懸浮的固體物?？諝飧∵x可使煤氣水中的油類和懸浮的固體物的濃度降到很低的程度。四、影響煤氣水分離的主要因素影響煤氣水分離的主要因素1：煤氣水分離工藝：煤氣水分離工藝的選擇對(duì)其分離效果起著至關(guān)重要的影響，不同的工藝路線將產(chǎn)生不同的效果。由于魯奇原設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，特別是煤氣水中的各組分含量與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)差距較大，所以，天脊該套裝置運(yùn)行效果極不理想。此后盡管進(jìn)行了大量技術(shù)改造，取得了大量技術(shù)改造，取得了一定成效，但冷末達(dá)到預(yù)期效果。影響煤氣水分離的主要因素2：原料煤品質(zhì)：不同煤進(jìn)行氣化，所產(chǎn)生的煤氣水量及其各組分的含量和性質(zhì)也不盡相同。如原料煤

10、粒度過細(xì)或粉煤過多則煤氣水中的塵含量將多；原料煤的揮發(fā)份含量高，則煤氣水中焦油、油含量多，原料煤的活性差及其灰熔點(diǎn)低時(shí)則煤氣水量多等等。都不同程度地影響煤氣水分離過程的操作。影響煤氣水分離的主要因素3：分離（停留）時(shí)間：由于煤氣水的分離主要是靠各物質(zhì)的不同而進(jìn)行分離的，所以足夠的分離時(shí)間將有利于其分離效果。因此氣化爐的操作要盡可能的采用較低的氣氧比，這樣，不盡有利于氣化，降低了能耗，同時(shí)也使煤氣水量減少而相應(yīng)增加了煤氣水的分離時(shí)間，從而提高了煤氣水的分離效果。影響煤氣水分離的主要因素4：操作溫度;無論任何物質(zhì)，在不同的溫度下，其比重是不同的，也即物質(zhì)間的比重差不同根據(jù)魯奇公司提供的數(shù)據(jù)，焦油和

11、水的比重差在92時(shí)為最大；油和水的比重差在37時(shí)最大。比重差愈大愈易分離。因此，焦油分離器的操作溫度設(shè)計(jì)為92，油分離器操作溫度為37.五、工藝流程簡(jiǎn)述工藝流程簡(jiǎn)述從606#來的含塵煤氣水進(jìn)入廢熱鍋爐C623ABCD03回收熱量，煤氣水從199降到155 ，產(chǎn)生143的飽和蒸汽送除氧站，從C623ABCD01AB出來的含塵煤氣水進(jìn)入串聯(lián)的含塵煤氣水冷卻器C623ABCD02A、C623ABCD02B、C623ABCD02C，均用循環(huán)冷卻水最終冷卻到70，冷卻后的煤氣水進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的含塵煤氣水膨脹器（F623ABCD23ABCD）。工藝流程簡(jiǎn)述另外，從氣化（606#）來的低壓含塵煤氣水、開車期間

12、由廢鍋來的煤氣水以及從低溫甲醇洗（610#）一系列來的部分冷凝液和從煤氣冷卻（609#）來的部分含油煤氣水也可以進(jìn)入F623ABCD23ABCD。工藝流程簡(jiǎn)述上述混合煤氣水在F623ABCD23ABCD膨脹至接近大氣壓，煤氣水靠重力進(jìn)入四個(gè)并聯(lián)的初焦油分離器（623ABCD24ABCD），煤氣水進(jìn)入分離器的中心，在此，煤氣水通過一中心管進(jìn)入第一沉降區(qū)，在這個(gè)區(qū)域物流沿徑向方向流入分離器壁，粘稠的含塵焦油和大部分重焦油沉降到分離器的錐形底部，分離器內(nèi)有兩個(gè)攪拌器，以防止焦油和塵沉積在分離器壁上。含塵焦油從分離器的底部分離出來，就地裝車。工藝流程簡(jiǎn)述在分離器中，純焦油從煤氣水中分離出來，并靠一外部

13、可調(diào)溢流堰從分離器間斷排出，靠重力流入純焦油槽F623ABCD06，由純焦油泵J623ABCD11AR將焦油送往罐區(qū)。工藝流程簡(jiǎn)述在第二沉降區(qū)，煤氣水沿徑向返回到分離器中心流到安裝在分離器中心管四周的固定溢流管到環(huán)狀槽，靠重力流到最終油分離器（F623ABCD25ABCD），煤氣水也可溢流到緩沖槽（F623ABCD01）。 工藝流程簡(jiǎn)述從609#煤氣冷卻來的部分含油煤氣水與601#低溫甲醇洗一系列來的部分冷凝液進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的含油煤氣水膨脹槽（F623ABCD21AB），膨脹至接近大氣壓，煤氣水靠重力流入兩個(gè)并聯(lián)的油分離器（F623ABCD22AB），通過一中心管沿內(nèi)壁進(jìn)入第一沉降區(qū)形成一均勻的

14、徑向流，在第一沉降區(qū)焦油沉降在分離器的錐形底部，底部外壁裝有蒸汽伴熱管。工藝流程簡(jiǎn)述在這個(gè)沉降區(qū)，油靠浮力從煤氣水中分離出來，物流通過油提升器到第二沉降區(qū)的煤氣水表面，凝結(jié)的油滴從煤氣水中分離出來，并升到液面上，分離的油沿徑向返到分離器中心，經(jīng)一內(nèi)部固定的溢流管到環(huán)狀槽，在這兒，油通過一外部可調(diào)溢流堰排到油槽（F623ABCD07），然后用油泵（J623ABCD12AR）打往罐區(qū)。工藝流程簡(jiǎn)述分離后的煤氣水靠重力流入最終油分離器（F623ABCD25ABCD）或到緩沖槽（F623ABCD02）。工藝流程簡(jiǎn)述經(jīng)過初焦油分離器（F623ABCD24ABCD）和油分離器（F623ABCD22AB）分

15、離出焦油和油的煤氣水，混合后由最終油分離器（F623ABCD25ABCD）的底部進(jìn)入，首先進(jìn)入焦炭過濾框向上流，在上升過程中，使小的油滴相互碰撞形成大的油滴，以增進(jìn)油、水、焦油的分離，在油的分離過程中，一些油滴離開焦炭過濾框直接上升到液面，收集在最終油分離器（F623ABCD25ABCD）的集油室，油靠重力通過一外部可調(diào)溢流堰流入油槽（F623ABCD07）。工藝流程簡(jiǎn)述分離后的煤氣水從TPI板件底部離開，然后向上流到其集水室并經(jīng)一溢流堰靠重力流到緩沖槽（F623ABCD），由泵J623ABCD04AR經(jīng)冷卻器C623ABCD09AR完成冷卻后送往雙介質(zhì)過濾器F623ABCD26ABCD進(jìn)行過

16、濾。工藝流程簡(jiǎn)述經(jīng)過初焦油分離器（F623ABCD24ABCD）和油分離器（F623ABCD22AB）分離出焦油和油的煤氣水也可送到緩沖槽（F623ABCD01），然后經(jīng)泵（J623ABCD01AR）送到煤氣水冷卻器（C623ABCD09AR）完成冷卻，冷卻后的煤氣水再進(jìn)入F623ABCD25ABCD進(jìn)行分離，分離后的煤氣水再到F623ABCD02由泵J623ABCD04AR經(jīng)冷卻器C623ABCD09AR的旁路送往F623ABCD26ABCD雙介質(zhì)過濾器進(jìn)行過濾。工藝流程簡(jiǎn)述另外，通過調(diào)節(jié)冷卻水的量來調(diào)節(jié)C623ABCD09AR 出口的溫度。這樣使得F623ABCD26ABCD可在70（不冷

17、卻）和40（冷卻）間操作。J623ABCD01AR 還向609#提供低壓沖洗煤氣水。噴射煤氣水泵（J623ABCD02AR）從緩沖槽（F623ABCD01和F623ABCD02）向609#提供高壓噴射煤氣水。工藝流程簡(jiǎn)述經(jīng)過最終油分離器（F623ABCD25ABCD）分離后的煤氣水中還有懸浮固體、油和焦油，所以由F623ABCD25ABCD 分離后的煤氣水經(jīng)泵J623ABCD04AR從雙介質(zhì)過濾器頂部進(jìn)入，經(jīng)床層過濾后從底部排出，過濾后的煤氣水進(jìn)入煤氣水貯槽（F623AD03）。工藝流程簡(jiǎn)述雙介質(zhì)過濾器運(yùn)行一段時(shí)間后，床層壓差增大，易于損壞床層，因此必須進(jìn)行返洗。返洗水由反洗泵（J623ABC

18、D08ABR）從煤氣水貯槽（F623AD03）送到雙介質(zhì)過濾器的底部，每隔24小時(shí)對(duì)雙介質(zhì)過濾器進(jìn)行返洗一次，反洗回水即泥漿液收集在泥漿液槽（F623ABCD05）中，然后用泵（J623ABCD07AR）送到初焦油分離器（F623ABCD24ABCD）進(jìn)行再處理。工藝流程簡(jiǎn)述來自含油煤氣水膨脹器（F623ABCD21AB）的膨脹氣，一部分進(jìn)入含油煤氣水膨脹器安全水封F623ABCD28AB后，再經(jīng)過安全水封氣液分離器F623ABCD12AB排入大氣，另一部分和來自含塵煤氣水膨脹器（F623ABCD23ABCD）的部分膨脹氣混合后一起進(jìn)入膨脹氣冷卻器（C623ABCD07AB），在此氣體被冷卻到

19、35-40。工藝流程簡(jiǎn)述冷卻后的膨脹氣通過膨脹氣氣液分離器 （F623ABCD10AB）送到J623ABCD14AR（膨脹氣鼓風(fēng)機(jī)）入口管線，經(jīng)（J623ABCD14AR）送入膨脹氣鼓風(fēng)機(jī)氣液分離器（F623ABCD09）,然后送往606#加壓氣化裝置。工藝流程簡(jiǎn)述來自初焦油分離器（F623ABCD24ABCD）、油分離器（F623ABCD22AB）和最終油分離器（F623ABCD25ABCD）等設(shè)備的呼吸氣經(jīng)總管排入大氣。 623#所有排放或溢流的煤氣水流入F623ABCD08中，然后經(jīng)焦油污水泵（J623ABCD09AR）將煤氣水打往初焦油分離器（F623ABCD24ABCD）。六、三條路

20、線的選擇三條路線的選擇最終油分離器F623ABCD25ABCD的溫度可以在40-70之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證有最佳的分離效果。A、操作溫度控制在70煤氣水自F623ABCD22AB、F623ABCD24ABCD直接進(jìn)入最終油分離器，到緩沖槽F623ABCD02，由煤氣水輸送泵J623ABCD04AR送到煤氣水冷卻器C623ABCD09AR冷卻到40后送雙介質(zhì)過濾器。三條路線的選擇B、操作溫度控制在40煤氣水自F623ABCD22AB、F623ABCD24ABCD直接進(jìn)入緩沖槽F623ABCD01，由煤氣水輸送泵J623ABCD01AR送到煤氣水冷卻器C623ABCD09AR冷卻到40后，進(jìn)入最終油

21、分離器，靠重力流入緩沖槽F623ABCD02，再由煤氣水輸送泵J623ABCD04AR送入雙介質(zhì)過濾器。三條路線的選擇C、操作溫度控制在40-70間的某一溫度煤氣水自F623ABCD22AB、F623ABCD24ABCD直接進(jìn)入緩沖槽F623ABCD01，由煤氣水輸送泵J623ABCD01AR經(jīng)煤氣水冷卻器C623ABCD09A或C623ABCD09A/B或C623ABCD09A/B/C/R與旁路TPL623A026-150-150B1-T煤氣水混合后，進(jìn)入最終油分離器，靠重力流入緩沖槽F623ABCD02；再由J623ABCD04AR經(jīng)C623ABCD09AR中其余的換熱器送入雙介質(zhì)過濾器。

22、七、雙介質(zhì)過濾器雙介質(zhì)過濾器雙介質(zhì)過濾器裝填由支承石子、沙子、焦炭三部分組成，在初次開車前或長(zhǎng)期運(yùn)行后，須進(jìn)行裝填或更換，裝填前須進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作：（F026B/C/D同F(xiàn)026A）準(zhǔn)備工作1. 對(duì)以下進(jìn)出F623A26A的管線上的閥門關(guān)閉，盲板倒至盲位。（1）BF623A051/052 （2）N623A014 （3）TPL623A017（4）TPL623A035 （5）TPL623A042 （6）TPF623A001 （7）TPF623A009 （8）TPD623A037 （9）TPF623A005準(zhǔn)備工作2. 打開人孔M1、M2、M3。3. 通入公用空氣進(jìn)行置換，至O2含量達(dá)到18%為止。4. 對(duì)以下進(jìn)入F623A26A的管線管口用石棉板堵住，防止裝填物落入管內(nèi)。（1）TPL623A035 （2）TPL623A042 （3）BF623A051 （4）排液管5. 搭腳手架至人孔M2、M3處，上鋪平臺(tái)，裝定滑輪，通過M2向過濾器內(nèi)裝填支承石子。 準(zhǔn)備工作完畢，進(jìn)行裝填填料規(guī)格如下：1. 由M2處裝填鵝卵石，裝填高度210mm其中：下層70mm，粒度15-40mm，小于15mm的小于10%；大于40mm的小于10%中層70mm，粒度7-15mm，小于7mm的小于10%；大于15mm的小于10%上層70mm，粒度3-7mm，小于3mm的小于10%；大于7mm的小于10%人工