專利名稱：水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源化工、環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及到化工生產(chǎn)中含焦油、酚等高濃度廢水處理制備合成氨、甲醇技術(shù)，具體涉及水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法。
背景技術(shù)：
魯奇氣化技術(shù)為固定床氣化，由于其生產(chǎn)過程中采用的煤種多為低階煙煤及爐頂操作溫度低，煤中的輕質(zhì)組分轉(zhuǎn)化為焦油、酚等物質(zhì)與煤氣同時產(chǎn)生，煤氣中含有較多的焦油、酚等有機物，在粗煤氣冷卻、洗滌過程中產(chǎn)生大量廢水，水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類物質(zhì)、單環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴以及含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物，還有部分焦油，其水質(zhì)和水量取決于所采用的エ藝和生產(chǎn)操作條件，主要產(chǎn)生于煤氣、冷卻、浄化等過程而且煤的級別越低，水質(zhì)越惡劣。這些廢水在排出之前如果不經(jīng)過處理直接排放，或者處理程度不夠而排放勢必造成煤氣生產(chǎn)企業(yè)周圍水體的嚴(yán)重污染，也會對地下水造成很嚴(yán)重的危害。廢水的pH —般在8-10之間，有些高pH值煤氣廢水還和其焦油嚴(yán)重乳化產(chǎn)生大量乳化油，使煤氣廢水的處理更為困難。目前對于其廢水的處理，國內(nèi)外普遍采用化工分離流程與生化處理相結(jié)合的方式來處理，但由于該類廢水污染負(fù)荷高、水質(zhì)復(fù)雜，以及處理流程設(shè)計上存在缺陷，使得化工分離過程的運行狀況普遍不理想，并存在廢水處理流程長、エ藝復(fù)雜、運行費用高、不穩(wěn)定的缺點。不僅水中具有經(jīng)濟價值的酚類物質(zhì)沒有得到有效回收，而且出水COD指標(biāo)長期居高不下，達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，污染了周邊環(huán)境和附近居民用水安全，極大的制約了企業(yè)清潔生產(chǎn)的實現(xiàn)和可持續(xù)性發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法。本發(fā)明的發(fā)明思路是魯奇氣化廢水一般呈深褐色，有一定粘度、多泡沫，廢水主要成分包括焦油、酚、單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴等小分子有機物，BOD和COD的濃度很高，廢水中的有機物均是煤在氣化過程中被干餾出的揮發(fā)物，在洗滌、冷卻過程中進入水中，有機物的含量及種類與所選煤種、操作溫度及魯奇爐爐型有夫。焦油會使合成氨(甲醇)變換、合成エ段催化劑中毒，在氣化后必須要除凈焦油才能進入后續(xù)系統(tǒng)，而水煤漿氣化爐出ロ的粗煤氣沒有除焦油裝置，可直接進入后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，這是因為煤中的小分子有機物在高溫、高壓、純氧的條件下已經(jīng)被完全燃燒、氣化成粗煤氣，粗煤氣中幾乎不含焦油、酚等小分子有機物，水煤漿氣化爐完全可以清潔的處理這些廢水。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法，包括以下步驟
(I)將魯奇氣化、冷卻過程中的廢水收集進入過濾池中，靜置24h后，除去細(xì)灰，將上層深廢水經(jīng)泵打入pH值調(diào)整池；(2)用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)廢水pH值為6. 8-7. 2 ；
(3 )將原料煤、廢水、添加劑、助溶劑加入到磨煤機中，在磨煤機中磨制成煤漿，其中煤漿粘度為300 1200cP，煤漿濃度為58% 62%，煤漿粒度為8-325目；
(4)將煤漿經(jīng)高壓水煤漿泵同空分來的純度大于99.6%的氧氣通過噴嘴霧化噴入水煤漿氣化爐中，生成包括CO、H2, H2O的濕煤氣；
(5)將來自水煤漿氣化爐及魯奇氣化爐經(jīng)洗滌冷卻后的濕煤氣混合，送往中度變換爐或者深度變換爐，其中，中度變換將濕煤氣中的CO部分變換為CO2,滿足生產(chǎn)甲醇的CO含量；深度變換將水煤氣中的CO部分變換為CO2 ；
(6)變換氣進入脫硫、脫碳エ段，經(jīng)濕法脫硫脫除其中的H2SXO2氣體，再經(jīng)精脫硫脫除其中的有機硫；
(7)脫硫、脫碳后的氣體成分主要為CCHH2或H2,當(dāng)生成生產(chǎn)甲醇時，通過調(diào)節(jié)CO與H2比例，經(jīng)壓縮機壓縮后進入甲醇合成エ段合成甲醇，當(dāng)生產(chǎn)液氨時，與氮氣經(jīng)氮氫氣壓縮后進入合成氨塔內(nèi)反應(yīng)生產(chǎn)液氨。本發(fā)明是將魯奇氣化爐生產(chǎn)煤氣過程中產(chǎn)生的含焦油、酚、單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴等高濃度有機廢水經(jīng)沉淀、調(diào)節(jié)廢水PH值后，直接作為濕法加壓氣流床氣化爐水煤漿的配水，利用水煤漿氣化爐中水煤漿在燃燒、氣化化過程中高溫、高壓的特點，將由魯奇氣化廢水配置的水煤漿與純度99. 6%以上的純氧經(jīng)噴嘴霧化噴入氣化爐中，在3. OMPaU3000C以上條件下，裂解、燃燒、氣化，生成一氧化碳、氫氣、ニ氧化碳、水等粗煤氣，將魯奇氣化產(chǎn)生的煤氣與水煤漿氣化爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)變換、脫硫、脫碳轉(zhuǎn)化為有效氣體CO、H2,以這些有效氣體生產(chǎn)合成氨、甲醇。既實現(xiàn)了魯奇氣化爐廢水的無害化處理，又為合成氨、甲醇企業(yè)提供了原料氣，最終實現(xiàn)聯(lián)合氣化、變廢為寶、清潔生產(chǎn)，具有投資少、見效快、環(huán)保、安全的特點。


圖I為本發(fā)明的流程框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進ー步說明。如圖I所示的水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法，包括以下步驟
(1)將魯奇氣化、冷卻過程中的廢水收集進入過濾池中，靜置24h后，經(jīng)自然沉降、降溫后，除去其中的細(xì)灰，將上層深褐色的富含酚、焦油、多環(huán)芳烴等成分的有機廢水經(jīng)泵打入pH值調(diào)整池；
(2)由于廢水的pH值在8-10之間，呈弱堿性，不利于水煤漿的配置及輸送，需要將廢水在pH值調(diào)整池中用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)廢水pH值在6. 8、或者7、或者7. 2 ；
(3)將原料煤、廢水、添加劑、助溶劑加入到磨煤機中，在磨煤機中磨制成高濃度、低粘度、穩(wěn)定性較好的合格的、易于泵送的水煤漿，
煤漿粘度控制在300 1200cP范圍內(nèi)，煤漿濃度控制在58% 62%范圍內(nèi)，煤漿粒度分布要求為粒度通過量
8目(2380微米)以下>100%;
14目(1410微米)以下>99.9%;
40目(420微米)以下>99.5%;
325目(44微米)以下>55.0%;
(4)將配置好的水煤漿經(jīng)高壓水煤漿泵同空分來的純度大于99.6%的氧氣通過噴嘴霧化噴入水煤漿氣化爐中，煤顆粒夾帶在氣流中，可以認(rèn)為各個顆粒是被氣體隔開的，顆粒難以相碰撞，各顆粒獨立進行燃燒和氣化反應(yīng)，煤顆粒在高溫環(huán)境中快速發(fā)生熱裂解，裂解產(chǎn)物在高濃度的氧中迅速燃燒，從而提供了維持高溫環(huán)境和進行吸熱氣化反應(yīng)的熱量，由于固體在爐內(nèi)停留時間一般僅數(shù)秒鐘，反應(yīng)生成的合成氣中甲烷含量較少，一般僅為O. 1%以下，碳的轉(zhuǎn)化率較高，同時在壓カ大于3. OMpa、溫度高于1300°C的高溫、高壓下，自身不生成焦油、酚及高級烴等凝聚的副產(chǎn)物，進入氣化爐內(nèi)廢水中的有機物也全部被燃燒、氣化為CO、H2、H2O等濕煤氣成分，主要發(fā)生如下反應(yīng)
CnHm+n/202 — nCO+m/ 2H2
CnHm+nH20 — nCO+ (n+m/ 2) H2
CnHm+ (n+m/4) O2 — nC02+m/2H20 ；
(5)來自水煤漿氣化爐及魯奇氣化爐經(jīng)洗滌冷卻后的濕煤氣混合，送往變換爐，根據(jù)最終產(chǎn)品的不同選擇不同變換エ藝，分為中度變換、深度變換，中度變換將濕煤氣中的CO部分變換為CO2，滿足生產(chǎn)甲醇的CO含量；深度變換將水煤氣中的CO部分變換為CO2;
(6)變換氣進入脫硫、脫碳エ段，經(jīng)濕法脫硫脫除其中的H2SXO2氣體，再經(jīng)精脫硫脫除其中的有機硫。在變換脫硫及脫碳過程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)收集送入過濾池中；
(7)脫硫、脫碳后的氣體成分主要為CCHH2或H2，根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品不同，后續(xù)エ藝有所不同。如果生產(chǎn)甲醇，通過調(diào)節(jié)CO與H2比例，經(jīng)壓縮機壓縮后進入甲醇合成エ段合成甲醇；如果生產(chǎn)液氨，空分來的N2經(jīng)氮氫氣壓縮后，經(jīng)醇烴化或甲烷、甲醇化后，進入合成氨塔內(nèi)反應(yīng)生產(chǎn)液氨。
權(quán)利要求
1.一種水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法，其特征是包括以下步驟 (1)將魯奇氣化、冷卻過程中的廢水收集進入過濾池中，靜置24h后，除去細(xì)灰，將上層深廢水經(jīng)泵打入pH值調(diào)整池； (2)用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)廢水pH值為6.8-7. 2 ； (3)將原料煤、廢水、添加劑、助溶劑加入到磨 煤機中，在磨煤機中磨制成煤漿，其中煤漿粘度為300 1200cP，煤漿濃度為58% 62%，煤漿粒度為8-325目； (4)將煤漿經(jīng)高壓水煤漿泵同空分來的純度大于99.6%的氧氣通過噴嘴霧化噴入水煤漿氣化爐中，生成包括CO、H2, H2O的濕煤氣； (5)將來自水煤漿氣化爐及魯奇氣化爐經(jīng)洗滌冷卻后的濕煤氣混合，送往中度變換爐或者深度變換爐，其中，中度變換將濕煤氣中的CO部分變換為CO2,滿足生產(chǎn)甲醇的CO含量；深度變換將水煤氣中的CO部分變換為CO2 ； (6)變換氣進入脫硫、脫碳工段，經(jīng)濕法脫硫脫除其中的H2SXO2氣體，再經(jīng)精脫硫脫除其中的有機硫； (7)脫硫、脫碳后的氣體成分主要為CCHH2或H2,當(dāng)生成生產(chǎn)甲醇時，通過調(diào)節(jié)CO與H2比例，經(jīng)壓縮機壓縮后進入甲醇合成工段合成甲醇，當(dāng)生產(chǎn)液氨時，與氮氣經(jīng)氮氫氣壓縮后進入合成氨塔內(nèi)反應(yīng)生產(chǎn)液氨。
全文摘要
本發(fā)明公開了水煤漿爐處理魯奇氣化廢水聯(lián)合氣化生產(chǎn)甲醇的方法，屬于能源化工、環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及到化工生產(chǎn)中含焦油、酚等高濃度廢水處理制備合成氨、甲醇技術(shù)。包括以下步驟將魯奇氣化、冷卻過程中的廢水沉淀除去細(xì)灰后調(diào)pH值為6.8-7.2，添加原料煤、廢水、添加劑、助溶劑后送入磨煤機中磨制成煤漿，將煤漿與高純度氧氣通過噴嘴霧化噴入水煤漿氣化爐中生成濕煤氣，將來自水煤漿氣化爐及魯奇氣化爐經(jīng)洗滌冷卻后的濕煤氣混合，送往變換爐，變換氣進入脫硫、脫碳工段后用于合成甲醇或液氨。本發(fā)明實現(xiàn)了魯奇氣化爐廢水的無害化處理，又為合成氨、甲醇提供了原料氣，最終實現(xiàn)聯(lián)合氣化、變廢為寶、清潔生產(chǎn)，具有投資少、見效快、環(huán)保、安全的特點。
文檔編號C01C1/04GK102649683SQ20121007995
公開日2012年8月29日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者王琳, 王耀東, 金紅民, 韓喜民, 高永梅 申請人:山西陽煤豐喜肥業(yè)(集團)有限責(zé)任公司