本发明公开了一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,通过将褐煤提质过程中产生的尾气进行有效地除尘,再经尾气压缩机压缩后,进入尾气洗涤塔充分洗涤微尘,出洗涤塔的洁净饱和尾气富含大量潜热,可作为热媒预热工艺介质,使得饱和尾气释放热量变成饱和水,饱和水进一步回收余热接近常温后,送往污水处理系统,经过简易处理后作为项目的补充水,剩余水外供。本发明能够有效地回收提质尾气中的水和余热,通过将回收的工艺水和余热进行充分地综合利用,符合现代煤化工循环经济和能量梯级利用理念,特别适合西北等严寒、缺水地区,前景十分广阔。
1.一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,其特征在于:将经破碎的褐煤颗粒,通过褐煤干燥器进行干燥后产生过热尾气,所述过热尾气由水蒸气、粉尘构成,过热尾气温度在110~120°C;然后将过热尾气送入尾气过热器进行过热,再送入到尾气除尘器中进行除尘;除去绝大部分粉尘后的尾气,经尾气循环风机加压后一分为二,其中一部分尾气由循环风机增压后继续返回褐煤流化床干燥器作为流化介质,另一部分尾气通过尾气压缩机继续加压成0.2~0.5MPa·G的过热蒸汽;经尾气压缩机加压后的过热尾气温度为180~200°C,直接送入尾气洗涤塔内;所述尾气洗涤塔内部空间分为相通的上、下两段,上段中填有填料,下段为空塔,从尾气洗涤塔顶部向尾气洗涤塔内喷淋130~160°C的循环饱和热水,尾气在尾气洗涤塔中与洗涤塔上部喷淋下来的130~160°C循环饱和热水直接接触被洗涤,且尾气首先在尾气洗涤塔下段进行空塔粗洗,然后在尾气洗涤塔上段通过填料进行精洗,在尾气洗涤塔底部安装有循环泵,循环泵出口设置一根外送管线,通过外送管线连续外排一部分洗涤液;在尾气洗涤塔中洗涤后的洁净尾气接近饱和温度,从尾气洗涤塔顶部逸出,将洗涤后的洁净尾气通入换热器内,作为热媒预热工艺介质,洁净尾气在换热器内通过释放热量由汽态变为液态饱和水;饱和水再一分为二,一部分送至尾气洗涤塔,作为含尘尾气洗涤的补充水,另一部分饱和水继续预热相关工艺介质,实现能量梯级利用,同时尽可能减少循环冷却水的用量。
2.根据权利要求1所述的一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,其特征在于:尾气过热器的热媒采用褐煤流化床干燥器自身换热管出来的蒸汽冷凝液,含尘尾气采用尾气过热器过热5~10°C后再送入尾气除尘器内进行除尘。
3.根据权利要求1所述的一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,其特征在于:尾气压缩机分两段压缩,中间设置间接水冷却器,经两段压缩后的尾气送入尾气洗涤塔进行洗涤除尘。技术领域
本发明涉及褐煤尾气回收方法领域,具体为一种褐煤提质尾气的处理及回收方法。
背景技术
我国褐煤资源丰富,已探明保有储量1303亿吨,占全国煤炭总储量13%。褐煤是一种高挥发分含量(37%以上)、高水分含量(20%~50%)、低热值的煤种,易于风化和自燃,不宜长途运输,长期被视作一种劣质的煤炭资源,主要用做坑口电厂燃料或就近气化原料,开发利用程度不高。当前,随着我国经济的持续快速发展和对能源需求的与日俱增,国内优质煤炭资源供应已日趋紧张,适时发展褐煤提质综合利用产业,将有效缓解我国优质动力煤供应紧张的局面,同时还可利用低品位煤炭扩宽优质动力煤的资源渠道,延伸煤炭工业的产业链,生产高品质的石油替代产品,提高煤炭资源的综合利用效率和煤炭利用的环境效益,从而更好地满足我国能源需求,为我国国民经济发展提供强有力的安全保障。因此,建设一定规模的褐煤提质项目,对于充分利用我国褐煤资源,提高褐煤利用的附加值具有重要的现实意义。所谓褐煤提质,是指通过物理的或化学的方法使褐煤品质获得提高的过程。褐煤在一定温度下经过脱水和热分解作用后,可将其中的水分和含氧官能团脱除或部分脱除,同时去除其中过多的灰分,从而降低褐煤在燃烧过程中由于水汽蒸发而消耗的热量,进而提高褐煤热值,使其具有类似烟煤性质。褐煤经过提质后,品质明显得到提高,应用范围显著扩大。褐煤提质技术的研究始于上世纪八十年代,经过30余年的发展,部分褐煤提质技术已趋于成熟,并逐步应用到工业化生产中。其中采用物理法的干燥(成型)脱水提质技术应用最为广泛。褐煤干燥脱水提质技术的基本原理是将褐煤加热或与高温物质(如热烟气、过热蒸汽等)进行换热,脱除其中的水分,提质过程中煤体不发生焦化和热分解等化学变化。根据脱水程度可分为轻度脱水(干燥后产品全水在20%以上)和深度脱水(干燥后产品全水在10%左右)。因此,在褐煤过程提质过程中产生的尾气中富含大量的水分和余热,如对其进行水回收和热回收,其意义无疑十分重要。目前的褐煤提质工业化装置中,一般都没有考虑设置水回收和热回收装置,不能满足现代煤化工的节能和节水要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,以解决现有褐煤提质工艺对尾气处理及回收方法的不足。为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,其特征在于:将经破碎的褐煤颗粒,通过褐煤干燥器进行干燥后产生过热尾气,所述过热尾气由水蒸气、粉尘构成,过热尾气温度在110~120°C;然后将过热尾气送入尾气过热器进行过热,再送入到尾气除尘器中进行除尘;除去绝大部分粉尘后的尾气,经尾气循环风机加压后一分为二,其中一部分尾气由循环风机增压后继续返回褐煤流化床干燥器作为流化介质,另一部分尾气通过尾气压缩机继续加压成0.2~0.5MPa·G的过热蒸汽;经尾气压缩机加压后的过热尾气温度为180~200°C,直接送入尾气洗涤塔内;所述尾气洗涤塔内部空间分为相通的上、下两段,上段中填有填料,下段为空塔。从尾气洗涤塔顶部向尾气洗涤塔内喷淋130~160°C的循环饱和热水,尾气在尾气洗涤塔中与洗涤塔上部喷淋下来的130~160°C循环饱和热水直接接触被洗涤,且尾气首先在尾气洗涤塔下段进行空塔粗洗,然后在尾气洗涤塔上段通过填料进行精洗,在尾气洗涤塔底部安装有循环泵,循环泵出口设置一根外送管线,通过外送管线连续外排一部分洗涤液。根据目前工业常用的集中填料,同时综合考虑工艺条件,尾气洗涤塔填料选用效率很高的碳钢阶梯环。在尾气洗涤塔中洗涤后的洁净尾气接近饱和温度,从尾气洗涤塔顶部逸出,将洗涤后的洁净尾气通入换热器内,作为热媒预热工艺介质,洁净尾气在换热器内通过释放热量由汽态变为液态饱和水;饱和水再一分为二,一部分送至尾气洗涤塔,作为含尘尾气洗涤的补充水,另一部分饱和水继续预热相关工艺介质,实现能量梯级利用,同时尽可能减少循环冷却水的用量。所述的一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,其特征在于:尾气过热器的热媒采用褐煤流化床干燥器自身换热管出来的蒸汽冷凝液,含尘尾气采用尾气过热器过热5~10°C后再送入尾气除尘器内进行除尘。所述的一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,其特征在于:尾气压缩机分两段压缩,中间设置间接水冷却器,经两段压缩后的尾气送入尾气洗涤塔进行洗涤除尘。本发明方法通过优化工艺配置,实现能量梯级利用,提高产品的综合利用,有效降低生产成本,大幅度提高经济效益。相对于传统褐煤提质尾气直接放空,本方法有以下优点:1)通过设置本尾气处理及回收工艺,可以有效减少工业装置的原水补充量;2)通过设置本尾气处理及回收工艺,可以有效减少干燥热源的蒸汽用量,降低锅炉产汽规模,有效降低褐煤提质工艺能耗;3)通过设置本尾气处理及回收工艺,可以有效减少循环冷却水的用量,降低循环水站的补充水量;4)整个尾气处理系统采用密闭循环,环境友好。
附图说明
图1为本发明褐煤提质尾气的处理及回收工艺图。其中主要设备包括:1/褐煤干燥器;2/尾气除尘器;3/尾气循环风机;4/尾气压缩机;5/尾气洗涤塔;6/洗涤循环水泵;7/尾气过热器;8/换热器;9/水冷却器。
具体实施方式
如图1所示。一种褐煤提质尾气的处理及回收方法,经破碎的褐煤颗粒,通过褐煤流化床干燥器1进行干燥后,产生的过热尾气(主要为水蒸气,含有粉尘颗粒),温度为110~120°C,首先进入尾气过热器7进行过热,再进入到尾气除尘器2中进行除尘。除去绝大部分粉尘后的尾气,经循环风机3加压后一分为二:一部分由循环风机3增压后继续返回褐煤流化床干燥器1作为流化介质;另一部分通过尾气压缩机4继续加压成0.2~0.5MPa·G的过热蒸汽。加压后的过热尾气温度为180~200°C,直接进入尾气洗涤塔5内。尾气在尾气洗涤塔5中与尾气洗涤塔5上部喷淋下来的130~160°C循环饱和热水直接接触、洗涤。为了防止尾气洗涤塔5堵塞,同时保证尾气得到充分的洗涤,将尾气洗涤塔5分成两段,下段采用空塔进行粗洗,上段采用填料进行精洗。为确保尾气洗涤内的洗涤水粉尘浓度不至过高,在尾气洗涤塔5底循环泵6出口设置一根外送管线,连续外排一部分洗涤液,可根据尾气洗涤塔5下部的含尘浓度调节外送污水流量。在尾气洗涤塔5中洗涤后的洁净尾气接近饱和温度,从尾气洗涤塔5顶部逸出。为了充分回收本褐煤提质尾气中的潜热,将洗涤后的洁净尾气通入换热器内,作为热媒预热工艺介质(如脱盐水等),饱和尾气在换热器内通过释放热量由汽态变为液态饱和水。饱和水再一分为二,一部分送至尾气洗涤塔5,作为含尘尾气洗涤的补充水,另一部分饱和水继续预热相关工艺介质,实现能量梯级利用,同时尽可能减少循环冷却水的用量。为了防止尾气在除尘器内结露,本发明在褐煤流化床干燥器1出口的含尘尾气管道上设置一台尾气过热器7,尾气过热器7的热媒采用褐煤流化床干燥器1换热管出来的蒸汽冷凝液,含尘尾气采用尾气过热器7过热5~10°C后再进入尾气除尘器2内进行除尘。经过热、除尘后的尾气,一部分经循环风机3初步加压后返回褐煤流化床干燥器1作流化介质,另一部分剩余尾气用尾气压缩机4进一步压缩。尾气压缩机4分两段压缩,中间设置间接水冷却器9,经两段压缩后的尾气送入尾气洗涤塔5进行洗涤除尘。加压后的尾气在尾气洗涤塔5中与顶部喷淋下来的饱和洗涤液充分地接触、洗涤。尾气洗涤塔5分成两段设置,塔下段采用空塔洗涤,作为初洗段;塔上段采用填料洗涤,作为精洗段。经尾气洗涤塔洗涤后的饱和尾气作为热媒预热工艺介质,同时变成饱和水。饱和水再一分为二,一部分作为尾气洗涤塔的新鲜补充水,大部分继续作为热媒,预热相关工艺介质具体实施例:本实例采用内蒙古锡林浩特某露天矿煤,含水率约37.4%,干燥后的煤含水约8%。采用一套年处理原煤100万吨的循环流化床干燥器,流化介质为20~40kPa·G过热蒸汽,干燥热源为0.5~1.0MPa·G的低压饱和蒸汽,热源与被干燥介质通过换热管间接传热。出流化床干燥器的含尘尾气温度110~120°C,压力为微正压。首先用过热器对其过热5~10°C,过热后的含尘尾气经旋风除尘器、布袋除尘器先后两级除尘,以除去98%以上的粉尘。除尘后的尾气用循环风机加压至20~40kPa·G,风机出口一分为二,其中约41.6t/h尾气作为循环流化气返回干燥器,另有一部分多余尾气约40t/h通过尾气压缩机分两段压缩至0.2~0.5MPa·G,其中一段压缩机出口过热尾气,温度约160~190°C,经中间换热器冷却至120°C后,再进入二段压缩机,二段压缩出口的过热尾气,温度约180~200°C,直接送入尾气洗涤塔。在尾气洗涤塔中,过热尾气与从洗涤塔上部喷淋下来的约130~160°C饱和热水直接接触、洗涤。为了防止尾气中的微尘堵塞洗涤塔,同时保证尾气、洗涤液两者充分接触,洗涤完全,本方法将尾气洗涤塔分成两段,塔下端采用空塔洗涤,作为初洗段;塔上端采用填料洗涤,作为精洗段,这样既能保证洗去尾气中的绝大部分微尘,又能保证整个洗涤过程连续、可靠。整个尾气洗涤过程近似为一个绝热洗涤过程。在尾气洗涤塔底设置一台洗涤水循环泵,循环洗涤水流量约300m³/h,连续提供尾气洗涤过程中所需要的循环洗涤水。洗涤后的洁净尾气从洗涤塔顶部逸出,接近饱和状态。为保持尾气洗涤塔内的循环水微尘浓度不至过高,在尾气洗涤塔底的循环水泵出口设置一根小流量外排管线,流量约1.5m³/h,连续送至污水处理站。经尾气洗涤塔洗涤后的饱和尾气,为了充分回收其中的蒸汽潜热,将其作为热媒预热工艺介质(如脱盐水等),通过余热回收的形式,使得饱和尾气由汽态全部冷凝为液态饱和水。经回收潜热的液态饱和水一分为二,其中约3m³/h用泵加压送至尾气洗涤塔,作为尾气洗涤的新鲜补充水,其余大部分液态饱和水继续采用换热的形式,预热所需要的工艺介质(如采暖用水等),最终温度降至40~50°C,与尾气洗涤塔底的外排水一起混合送至污水处理站。由于本褐煤提质干燥的工艺温度不超过200°C,回收的尾气冷凝液中除了浊度偏大,其余指标均符合要求,回收水的处理站工艺简单,投资省。