环保节能型两段炉煤气站的水资源节约控制

我国是世界上煤炭资源较为丰富的国家之一，煤炭在我国能源构中占有举足轻重的地位，大力发展洁净煤应用技术符合我国能源安全战略，而且随着国际能源形势的日趋紧张，石油及天然气等能源价格不断飙升，以煤炭为原料制取的人工煤气，开始成为许多中国企业的首选燃料，其中发生炉煤气的应用最为广泛。 煤气发生炉的造气过程，是煤炭与空气中的氧气和水蒸气发生氧化还原反应的过程，最终生成以CO和H2为主要可燃成分的发生炉煤气，为燃气用户提供燃料。发生炉煤气生产过程中，能源与资源的消耗较大，除了气化煤炭和动力电的消耗外，还包括水资源的消耗，我国总体来讲是一个缺水的国家，特别是北方某些地区缺水严重，就发生炉煤气的可持续发展而言，煤气生产过程中水资源的控制至关重要。 两段式煤气发生炉作为气化烟煤的主要炉型，在陶瓷、机械、冶金和化工等行业应用较为广泛，目前，就煤气净化、冷却工艺而言，两段式发生炉煤气站一般分为水冷型、风冷型和环保节能型三种工艺，其中环保节能型工艺煤气站在水资源的节约控制方面，效果尤为显著。 两段式煤气发生炉的炉出煤气温度较高，杂质含量较多，需要经过净化、冷却后，输送至用气点燃用，图1为两段炉煤气站环保节能型工艺，上段煤气离开煤气炉经过预除焦器和静电除焦器，除去煤气携带的焦油和粉尘，下段煤气经旋风除尘器、余热换热器和风冷器等设备，除尘、降温后与上段煤气混合，混合后的煤气通过静电除尘器和间冷器等进行深度处理，除去煤气中的细小粉尘和部分焦油，并冷凝出含酚废水和少量轻油，最后经煤气增压系统送至脱硫站脱除煤气中的H2S，最后输送至用气点。该煤气站的特点在于充分利用下段煤气的显热，降低煤气终冷的动力消耗，并降低系统水资源的消耗，达到系统节能降耗的目的。 煤气经过净化、冷却、加压、输送过程，煤焦油中携出的水、煤气间冷器处冷凝水、煤气加压机排水、煤气输送管道冷凝水组成了煤气站含酚废水，煤气站的含酚废水由酚类、油类、悬浮物及水等组成，其中酚类以一元酚为主，以苯酚含量最高，其次还有间对甲苯酚，其特点是酚类物质含量少、不宜回收，多数煤气站都将含酚废水作为负担废物进行治理，不但治理成本高，而且治理效果不理想。环保节能型两段炉含酚废水治理及综合利用的步骤：首先对含酚废水进行预处理，然后利用部分煤气显热对其进行蒸发浓缩，该过程产生的含酚水蒸气作为发生炉炉底气化剂进行综合利用，最后少量高浓度含酚残液集中处理。 含酚废水的预处理，采用自然沉降分离法、多级机械过滤法和注水稀释法相结合的方法，其工艺流程参见图2，注水稀释的注水量以维持系统蒸发量平衡为原则。