一種焦化紅焦干熄造氣及焦化廢水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種焦化紅焦干熄造氣及焦化廢水處理方法，涉及一種可利用紅焦顯熱 進行含酚廢水處理，并進行紅焦干熄造氣的方法，屬于煤焦化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種同 時實現(xiàn)紅焦熱量利用、焦化廢水處理、焦炭提質(zhì)，并副產(chǎn)C0和出的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熄焦是指將煉制好的赤熱焦炭冷卻到便于運輸和貯存的溫度，傳統(tǒng)的濕法熄焦過 程，是熄焦車將高溫焦碳運至熄焦塔，直接利用將水澆灑在高溫焦碳上進行降溫的一種方 法，一般情況下，熄焦塔上方裝有幾組噴淋水頭，直接噴淋降溫，這樣會產(chǎn)生大量蒸氣和污 染物，由熄焦塔頂部冒出。
[0003] 從上述工藝流程可以看出，現(xiàn)有濕法熄焦技術(shù)有以下不足： 1. 紅焦有大量顯熱。出爐紅焦的顯熱約占焦?fàn)t能耗的35%_40%，這部分能量相當(dāng)于煉 焦煤能量的5%。采用濕法熄焦這部分熱量就被白白浪費了； 2. 當(dāng)采用濕法熄焦時，每熄1噸紅焦炭就要將0.5噸含有大量酚、氰化物、硫化物及粉 塵的蒸汽拋向天空，這部分污染占煉焦對環(huán)境污染的三分之一； 3. 濕法熄焦因為焦炭迅速冷卻，內(nèi)部熱應(yīng)力大，造成焦炭質(zhì)量下降，碎焦多，機械強度 下降； 4. 因為熄焦的原因，煉焦必須采用強黏結(jié)性的焦煤、肥煤。濕法熄焦所需焦煤、肥煤配 比干熄焦高10% -20%，造成生產(chǎn)成本高，資源浪費； 紅焦有大量顯熱。出爐紅焦的顯熱約占焦?fàn)t能耗的35%-40%，這部分能量相當(dāng)于煉焦煤 能量的5%。采用濕法熄焦這部分熱量就白白浪費。
[0004] 公告號CN102786962B公開了一種化學(xué)熄焦、熄焦及其工藝，在熄焦的同時可制備 原料氣，一氧化碳和氫氣以及副產(chǎn)水蒸汽。依然沒有脫離傳統(tǒng)的干法熄焦工藝，整個化學(xué)熄 焦流程，換熱的蒸汽大部分能量被汽化熱吸收，無論發(fā)電還是換熱，這部分能量很難被利 用?？偰茉崔D(zhuǎn)化效率大大較低。且無法支持工業(yè)廢水，依然需要耗費大量的水資源。
[0005] 隨著對環(huán)保的要求越來越嚴，對酚水的治理逐步加大。酚類物質(zhì)已被美國國家環(huán) 保局列為129種優(yōu)先控制污染物黑名單當(dāng)中的一種。苯酚和其衍生物屬于芳香族 (Aromatic)化合物，是一種原生質(zhì)毒物，對生物體具有毒害作用，而且很難被降解。酚類物 質(zhì)排放，會對水體可造成嚴重污染，嚴重威脅水生生物生長與繁殖，也會污染飲用之水源， 因此，酚水在我國的水污染控制中已被列為需重點解決有害廢水之一，目前酚水處理主要 靠蒸發(fā)處理，將酚水加熱蒸發(fā)進行酚水蒸汽的利用，將酚水作為煤氣發(fā)生爐催化劑。酚水的 蒸發(fā)主要靠煤氣發(fā)生爐自身熱量和窯爐余熱，但是，現(xiàn)在的酚水處理設(shè)備雖然也是利用熱 能蒸發(fā)，但存在熱能利用不合理，造成煤氣發(fā)生爐或者爐窯耗能增加等現(xiàn)象，并且將酚水直 接蒸發(fā)到大氣中，實際是污染形勢的轉(zhuǎn)換并未根本治理污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明一種焦化紅焦干熄造氣及焦化廢水處理方法提供了一 種利用焦炭出爐紅焦的熱量，汽化分解焦化產(chǎn)生的含酚廢水，通過水煤氣反應(yīng)，可以產(chǎn)生大 量的化工有效氣〇)和出的方法。能夠同時實現(xiàn)紅焦熱量利用、焦化廢水處理、焦炭提質(zhì)，并 副產(chǎn)C0和h 2。
[0007] 本發(fā)明一種焦化紅焦干熄造氣及焦化廢水處理方法的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明一種焦化紅焦干熄造氣及焦化廢水處理裝置由干熄焦造氣裝置、廢水噴灑裝 置、煤氣過濾器、循環(huán)裝置和脫硫脫碳裝置組成，干熄焦造氣裝置由裝入裝置、干熄造氣爐、 供氣裝置和出料裝置組成，干熄造氣爐為圓形截面豎式槽體，外殼用鋼板及型鋼制作，內(nèi)襯 隔熱耐磨材料，所述干熄造氣爐上部為預(yù)存段，中間是斜道反應(yīng)區(qū)，下部為冷卻反應(yīng)段。所 述干熄焦造氣爐頂設(shè)置環(huán)形水封槽。預(yù)存段的外圍是匯集多個斜道氣流的環(huán)形氣道，所述 環(huán)形氣道上置有c〇 2導(dǎo)入裝置、循環(huán)氣體旁通裝置和氣流調(diào)整裝置。所述預(yù)存段上置有料位 計、壓力測量裝置、測溫裝置和放散裝置。所述斜道反應(yīng)區(qū)上置有c〇 2環(huán)形布風(fēng)裝置、測溫裝 置和放散裝置。所述冷卻反應(yīng)段上置有溫度測量孔、干燥時的排水汽孔、人孔及烘爐孔。所 述冷卻反應(yīng)段下部殼體上有兩個進氣口，供氣裝置置于干熄造氣爐的冷卻反應(yīng)段底部。所 述供氣裝置由風(fēng)帽、十字風(fēng)道、上錐斗和下錐斗組成，所述供氣裝置頂面以上的干熄爐殼體 內(nèi)砌耐火磚，供氣裝置頂面以下的干熄爐殼體內(nèi)抹隔熱澆注料，所述供氣裝置上錐斗內(nèi)貼 耐磨鑄鐵襯板，下錐斗上段砌鑄石板，下錐斗下段為耐磨鑄鐵，中央風(fēng)帽為耐磨鑄鐵，十字 風(fēng)道上披掛鑄鐵襯板。裝入裝置置于干熄造氣爐上方，所述裝入裝置上帶有料鐘，出料裝置 置于干熄造氣爐上。廢水噴灑裝置由焦化廢水噴頭和焦化廢水緩沖罐組成，焦化廢水噴頭 置于干熄焦造氣爐的冷卻反應(yīng)段，且和焦化廢水緩沖罐連接，在焦化廢水噴頭和焦化廢水 緩沖罐之間，加裝加壓栗和精過濾器。出料裝置前，另外設(shè)置一組焦化廢水噴頭。循環(huán)裝置 由旋風(fēng)除塵器、粉塵收集裝置、金屬化合物濾塵器、連通管、循環(huán)風(fēng)機組成，和集塵管組成， 所述干熄焦造氣爐上的環(huán)形氣道，沿圓周方向分兩半?yún)R合通向旋風(fēng)除塵器。旋風(fēng)除塵器通 過集塵管和粉塵收集裝置連接，旋風(fēng)除塵器通過連通管和金屬化合物濾塵器連通，所述金 屬化合物濾塵器由金屬間化合物過濾材料組成，金屬化合物濾塵器通過連通管和循環(huán)風(fēng)機 連接，循環(huán)風(fēng)機通過連通管和供氣裝置連接。脫硫脫碳裝置由C02換熱器、冷卻換熱器、C〇2 輸送裝置、MDEA再生塔、MDEA吸收塔、氣體出口、氧化脫硫反應(yīng)器和氣體壓縮機組成，C02換 熱器和冷卻換熱器分別置于連通管上，且位于循環(huán)風(fēng)機和金屬化合物濾塵器之間，氣體壓 縮機通過連通管和循環(huán)風(fēng)機連接，在氣體壓縮機和循環(huán)風(fēng)機之間，安裝有C02換熱器，氣體 出口置于MDEA吸收塔上。
[0008] 所述氣體壓縮機可將部分循環(huán)氣冷卻、脫水，所述MDEA吸收塔可以吸收C02、H2S，通 過可從氣體儲出口排出⑶、H 2和少量的N2進入后續(xù)生產(chǎn)流程，所述MDEA再生塔，可以將吸收 后的MDEA溶液在常壓再生后，析出C02、H 2S;所述氧化脫硫反應(yīng)器，可以將析出的C02、H2S直 接氧化脫硫去除H2S。
[0009] 本發(fā)明一種焦化紅焦干熄造氣及焦化廢水處理方法： 1) 將裝滿紅焦的焦罐由電機車牽引至提升井架下，通過自動對位裝置對準提升位置； 2) 焦罐提升機將裝滿紅焦的焦罐提升并橫移至干熄爐爐頂，通過帶料鐘的裝入裝置將 焦炭裝入干熄爐內(nèi)； 3) 在干熄焦造氣爐下部冷卻反應(yīng)室中，水霧與熾熱的紅焦接觸被汽化為蒸汽。同時，蒸 汽上升和焦炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)。大量含酚廢水在這部分蒸發(fā)，為冷卻反應(yīng)段上部提供充足 的蒸汽； 所述焦化廢水噴頭將焦化廢水緩沖罐中的廢水噴出，將焦化廢水霧化顆粒直徑為10~ 50um的水霧； 所述含酚廢水經(jīng)過加壓、精過濾后，顆粒物<5mg/m3,雜質(zhì)攔截最小粒徑達到Ο.?μπι。之 后經(jīng)過精細霧化嘴噴入干熄焦造氣爐冷卻反應(yīng)室下部300°C區(qū)域； 4) 通過上述〇)2和出0的兩個吸熱反應(yīng)和廢水的霧化蒸發(fā)，熾熱焦炭逐漸冷卻;焦炭被 冷卻后經(jīng)出料裝置卸至冷焦輸送帶上，經(jīng)冷焦輸送帶送往原篩焦工段； 蒸汽上升和焦炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)， C+ H20=C0+H2 AH=+131.390kJ/mo C0+ H20= C02+ H2 ΔΗ= -41.194 kj/mol C+2H2 =CH4 ΔΗ= -74.898 kj/mol 雖然以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)，但是由于水被焦炭汽化，隨著風(fēng)機的帶動往上部運行，上部 焦炭溫度會逐步升高，水煤氣反應(yīng)速度逐漸朝著正反應(yīng)進行，表現(xiàn)為強吸熱反應(yīng)； 在上部750°C區(qū)域，通入一部分⑶2和下部產(chǎn)生的⑶2混合，與熾熱的焦炭接觸，會產(chǎn)生 如下反應(yīng)； C+C〇2=2CO ΔΗ=+172.51 kj /mol 所述出料裝置前的一組焦化廢水噴頭，可根據(jù)排出焦炭的水分調(diào)整廢水噴灑裝置流 量，保證排焦溫度低于180°C，排出后焦炭不復(fù)燃； 5) 未完全反應(yīng)的C02、水蒸氣和氣化反應(yīng)產(chǎn)生的水煤氣，送入旋風(fēng)分離器進行初處理； 所述旋風(fēng)分離器可去除約96%的50μπι級別粉塵、73%的5μπι級別粉塵和27%的Ιμπι級別粉 塵； 6) 進一步的，將通過初步處理的煤氣引入高溫金屬化合物過濾器； 所述金屬間化合物過濾材料組成的高溫過濾系統(tǒng)，能經(jīng)受800°C以上的高溫，且能在較 低的運行壓力下正常運行抗腐蝕性、耐震性和過濾壓差能滿足過濾的需要，最終對粉塵的 過濾精度能達到< 5mg/m3,粉塵攔截最小粒徑達到0. Ιμπι; 7) 進一步的，從高溫過濾系統(tǒng)出來的混合氣體進入C02換熱器和冷卻換熱器； 所述C02換熱器是回收部分熱量用于預(yù)熱C02; 所述冷卻換熱器是回收部分熱量用于預(yù)熱MDEA溶液再生； 8) 進一步的，通過調(diào)節(jié)C02氣體預(yù)熱量，保證循環(huán)風(fēng)機進口溫度低于