阅读说明：本技术 利用煤气发生炉对其副产焦油进行就地转化处置的方法 (Method for in-situ conversion treatment of byproduct tar by using gas producer ) 是由 苑卫军 李建胜 于 2019-09-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及煤气发生炉副产物的转化方法,特别是利用煤气发生炉对其副产焦油进行资源化转化处置的方法。重质焦油,在煤气发生炉的干馏段内,利用炉内上行的热煤气对其进行蒸馏,蒸馏产物沥青随煤料下行至气化反应段进行气化产生以CO和H<Sub>2</Sub>为主要可燃成分的煤气；轻质焦油燃烧后产生的热烟气与空气和水蒸气组成气化剂,由煤气发生炉炉底鼓入炉内参与气化反应,热烟气带入的物理热补充反应热量,热烟气带入的CO<Sub>2</Sub>作为反应物质参与气化反应,能够抵消部分煤炭燃烧的放热和生成CO<Sub>2</Sub>。与现有技术相比,能够就地转化处置副产焦油,能够达到节约煤炭资源的效果。(The invention relates to a method for converting a byproduct of a gas producer, in particular to a method for performing resource conversion treatment on the byproduct tar by using the gas producer. Heavy tar is distilled by utilizing the hot coal gas ascending in the furnace in the dry distillation section of the coal gas producer, and the distillation product asphalt descends along with the coal material to the gasification reaction section for gasification to produce CO and H 2 Coal gas as the main combustible component; the hot flue gas generated after the light tar is burnt, air and water vapor form a gasifying agent, the gasifying agent is blown into the furnace from the bottom of the gas producer to participate in gasification reaction, the physical heat supplementary reaction heat brought by the hot flue gas and CO brought by the hot flue gas 2 The reaction substance participates in gasification reaction, can offset partial heat release of coal combustion and CO generation 2 . Compared with the prior art, the method can convert and treat the byproduct tar in situ, and can achieve the effect of saving coal resources.)

利用煤气发生炉对其副产焦油进行就地转化处置的方法

技术领域

本发明涉及煤气发生炉副产物的转化方法，特别是利用煤气发生炉对其副产焦油进行资源化转化处置的方法。

背景技术

煤气发生炉副产焦油属于低温热解焦油，一般每气化1000kg煤约产生40-70kg焦油，该焦油中约含有20%左右的轻质焦油。国内玻璃熔窑曾经以煤焦油作为燃料熔制玻璃，但由于煤焦油雾化难度较大，雾化不完全会导致窑炉排烟颗粒物增多、黑度增大，对环境污染较大，所以煤焦油作为燃料应用受到很大的限制。

目前，国内的发生炉煤气站一般将分离脱水后的焦油出售，委托下游焦油深加工企业进行处置。低温煤焦油含有多种有机组分，可提取酚类、烷烃和芳烃等，经催化加氢等适度深加工手段可以制得符合石油产品规格的汽油、柴油等发动机燃料油，低温煤焦油还可以制取石蜡、润滑油、吡啶基、脂肪胺等，所含沥青经过焦化可制得轻质柴油和电极焦。

目前，国家基于环境保护的目的，对于煤气站副产煤焦油的管控日趋严格。2016年8月1日实施的《国家危险废物名录》中，煤气发生炉的副产焦油被列为危险废弃物，其中焦油的类别编号为HW11、代码编号为450-003-11。发生炉煤气站必须严格按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）和1999年颁布实施的《危险废物转移联单管理办法》（国家环境保护总局令第5号）的规定，对副产焦油和焦油渣的收集、储存、运输及转移进行规范性管理。

鉴于以上原因，多数企业希望煤气站副产焦油能够在煤气站内进行资源化、无害化就地处置，不再对其进行运输和转移。另外，对于如印度、非洲以及东南亚等国家，缺少下游的焦油深加工产业，煤气站副产焦油无法委托处置，只得将其外运，进行填埋处置，焦油污染问题突出，严重制约了煤气发生炉的推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术之不足，而提供的一种利用煤气发生炉对其副产焦油进行就地转化处置的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种利用煤气发生炉对其副产焦油进行就地转化处置的方法，按如下步骤进行：

1）将煤气发生炉副产焦油分离后得到的重质焦油，在煤气发生炉的干馏段内，利用炉内上行的500～600℃热煤气对其进行蒸馏，蒸馏产物沥青随煤料下行至气化反应段进行气化产生以CO和H₂为主要可燃成分的煤气，另一部分蒸馏产物形成轻质焦油，并回焦油池参与焦油分离后进一步转化；

2）轻质焦油燃烧后产生的热烟气与空气和水蒸气组成气化剂，由煤气发生炉炉底鼓入炉内参与气化反应，热烟气的物理热和CO₂随气化剂带入煤气发生炉内；其中热烟气带入的物理热补充一部分气化反应需要的反应热量，热烟气带入的CO₂作为反应物质参与气化反应，能够抵消一部分煤炭燃烧的放热和生成CO₂。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，能够就地转化处置副产焦油，能够达到节约煤炭资源的效果。

本发明的优选方案是：

煤气发生炉内产生的煤气在煤气净化冷却过程中冷凝析出焦油，焦油通过焦油泵送至焦油分离器，在焦油分离器中将焦油加热至58～65℃，静置3～4时后，焦油分离器内自上至下分别为轻质焦油、酚水和重质焦油，轻质焦油排至轻焦油储罐，酚水另行处理，重质焦油排至重质焦油储罐。

通过重介焦油泵将重质焦油自重质焦油储罐至煤气发生炉顶部，通过喷淋控制系统，将重质焦油由煤气发生炉顶部定时、定量喷入煤气发生炉内的煤料上，覆着在煤料上的重质焦油，随煤料在煤气发生炉的干馏段内以0.008～0.012m/min的速度下移，焦油下移过程中受到上行500～600℃高温热煤气的逆流加热蒸馏，焦油加热蒸馏过程中产生轻质馏分和因态残余物沥青；轻质馏分以气态形式随煤气导出发生炉外，在煤气冷却过程中冷凝为轻质焦油并导入焦油池；固态残余沥清则随煤料继续下移，至煤气发生炉气化反应段与煤料一起参与造气反应，生成以CO和H₂为主要可燃气成分的煤气。

轻质焦油作为燃料，通过轻质焦油泵自轻质焦油储罐至燃油热风炉燃烧；引风机自燃油热风炉将轻质焦油燃烧产生的烟气和外界空气引出成为贫氧热空气，贫氧热空气被引至气化剂混合器，在气化混合器内，贫氧热空报导与水蒸汽充分混合后作为气化剂，由煤气发生炉炉底鼓入炉内；贫氧热空气带入炉内的物理热和CO₂补充一部分气化反应需要的反应热量和反应物质，能够抵消部分煤炭的放热和生成CO₂，从而达到节约煤炭资源的效果。

煤气发生炉顶部喷淋系统1h喷淋一次，每次连续喷淋时间8～12min。

步骤1）中，质量比65～75%的蒸馏产物形成轻质焦油。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：煤气发生炉1、煤气冷却净化系统2、焦油池3、焦油泵4、焦油分离器5、重质焦油储罐6、重质焦油泵7、喷淋控制系统8、轻质焦油储罐9、轻质焦油泵10、燃油热风炉11、引风机12、气化剂混合器13。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明：

煤气发生炉1气化反应是以煤炭为气化原料，以空气及水蒸气为气化剂，煤气生产过程可以分两步理解：首先是空气通过燃料层，C与O₂发生放热反应，为下一步反应提供热量和反应物CO₂；随后是蒸汽和空气混合通过燃料层，C与H₂O、O₂和CO₂发生吸热和放热的混合反应，生成发生炉煤气，忽略诸多中间反应，可以将发生炉气化反应过程简化如下：

C+O₂=CO₂；△H=-409 KJ/mol （1）

CO₂+C=2CO；△H=162KJ/mol （2）

C+H₂O=CO+H₂；△H=119 KJ/mol （3）

本实施例利用煤气发生炉对其副产焦油进行就地转化处置的方法，按如下步骤进行处理：

（1）焦油收集：煤气发生炉1产出的煤气在煤气净化冷却过程中冷凝析出焦油，将其收集至焦油池3储存。

（2）焦油分离：通过焦油泵4将焦油自焦油池3泵至焦油分离器5中，在焦油分离器中将焦油加热至60℃左右，然后静置3小时左右，依据其质量密度的差异，将重质焦油、酚水和轻质焦油分离（加热静置后，焦油分离器内由上至下分别为轻质焦油、酚水、重质焦油）。将重质焦油排至重质焦油储罐6中；将轻质焦油排至轻质焦油储罐9中；将酚水排至酚水池另行处置。

（3）重质焦油的转化并处置：通过重质焦油泵7将重质焦油自重质焦油储罐6泵至煤气发生炉1顶部，通过喷淋控制系统8，将重质焦油由煤气发生炉1顶部定时、定量（比如：1h喷淋一次，每次连续喷淋时间10min）喷入煤气发生炉1内的煤料上。覆着在煤料上的重质焦油，随煤料在煤气发生炉1的干馏段内以0.01m/min左右的速度下移，焦油下移过程中受到上行高温煤气（500～600℃）的逆流加热蒸馏，焦油蒸馏过程中产生轻质焦油等轻质馏分和固态残余物沥青。其中轻质焦油等轻质馏分以气态形式随煤气导出发生炉外，在煤气冷却过程中冷凝为轻质焦油并导入焦油池3中；固态残余物沥青则随煤料继续下移，至煤气发生炉气化反应段与煤料一起参与造气反应，生成以CO和H₂为主要可燃成分的煤气。另一部分约占质量比70%左右的蒸馏产物形成轻质焦油，并回焦油池3参与焦油分离后进一步转化。

（4）轻质焦油的处置：轻质焦油作为燃料（因轻质焦油比重质焦油容易雾化，燃烧更完全），通过轻质焦油泵10自轻质焦油储罐9泵至燃油热风炉燃烧11。引风机自燃油热风炉11将轻质焦油燃烧产生的烟气和外界空气引出成为贫氧热空气（O₂约为18～20%，温度约为120～150℃），贫氧热空气被引致气化剂混合器13中，在此贫氧热空气与水蒸气充分混合后作为气化剂，由煤气发生炉1炉底鼓入炉内。贫氧热空气带入炉内的物理热和CO₂可以补充一部分气化反应需要的反应热量（根据实际补入量的大小决定燃烧值，例如：实际的煤气发生炉的容积以及实际进入煤气发生炉1内的贫氧热空气的多少）和反应物质，可以抵消一部分煤炭燃烧的放热和生成CO₂，从而达到节约煤炭资源的效果（否则这部分反应热量和反应物CO₂全部煤炭在煤气发生炉氧化层的燃烧过程提供）。