煤制气工业废气处理系统的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及工业废气处理技术领域，具体涉及煤制气工业废气处理系统。

背景技术：
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目前国内煤制气工业普遍采用碎煤加压气化技术。现有煤制气工业排放的废气中含有大量的挥发性有机化合物(简称vocs)，vocs是主要的特征性大气污染物，污染源主要来自低温甲醇洗装置、煤气水储罐、污水处理装置和油罐区储罐等。低温甲醇洗技术是一种气体净化技术，其在石油化工、煤化工和化肥工业等领域具有广泛的应用。该工艺技术系以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温状态对酸性气体(co2、h2s、cos等)溶解度极大的物理特性，脱除原料气中酸性气体的一种物理吸收净化方法。

vocs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、pm2.5污染具有重要的影响。大多数vocs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。vocs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物。

煤制气工艺产生的废气主要有：低温甲醇洗废气，杂醇，聚甲醛废气和有机废液，膜分离非渗透气，变压吸附解析气。其中低温甲醇洗废气的热值在100～300kcal/nm³，低于1000kcal/nm³，属于低热值废气。其他的废气热值大于4500kcal/nm³，属于高热值废气。以往对于煤制气工艺产生的废气一般不进行处理直接排放或经过简单处理后进行排放，随着《石油化学工业污染物排放标准》(gb31571—2015)的颁布以及环保的进一步要求，规定了新建煤制气工程低温甲醇洗装置废气的排放限值。因此，有必要设计一种专门针对煤制气工业废气进行处理的装置，使废气处理后能够达到排放标准。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供煤制气工业废气处理系统，具有系统设计合理、废气燃烧充分、燃料气使用少、排放达标等优点。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

煤制气工业废气处理系统，包括依次连通的焚烧炉、下烟道、余热锅炉、省煤器、引风机和烟囱，所述焚烧炉外壁下端设有若干个与其连通的燃烧器a，所述焚烧炉外壁上端设有若干个与其连通的燃烧器b，所述燃烧器a分别与高热值废气管路和空气预热管路连通，所述燃烧器b分别与低热值废气预热管路和所述空气预热管路连通，所述空气预热管路连接有鼓风机，所述低热值废气预热管路上设有废气预热器，所述废气预热器设置在所述余热锅炉进口处，所述空气预热管路上设有空气预热器，所述空气预热器设置在所述省煤器的尾端。

所述低热值废气预热管路上设有汽水分离器。

所述焚烧炉内设有用于蓄热的蓄热柱。

所述燃烧器a和燃烧器b的外壁上设有保温砖。

所述焚烧炉外壁下端还设有燃烧器c，所述燃烧器c分别与燃料气管路和所述空气预热管路连通。

所述高热值废气管路上设有安全水封。

所述焚烧炉包括一级焚烧炉和二级焚烧炉，所述一级焚烧炉内部上端通过上烟道与所述二级焚烧炉连通，所述一级焚烧炉外壁下端设有多个与其连通的所述燃烧器a，所述一级焚烧炉外壁上端设有多个与其连通的所述燃烧器b，所述二级焚烧炉下端设有所述下烟道，所述一级焚烧炉内设有所述蓄热柱，所述一级焚烧炉外壁下端设有所述燃烧器c。

本实用新型采用上述结构，能够带来如下有益效果：

(1)通过对低热值废气先预热升温再焚烧，对空气进行先预热升温再进燃烧器，有助于废气充分燃烧，使废气处理更彻底，特别是有助于低热值废气的充分燃烧，同时增加了炉膛内的整体热量，保证炉膛燃烧温度，有效减少燃料气的使用；(2)通过设计汽水分离器，可以有效去除低热值废气中的水分，减少水分蒸发与汽化需要的热量，进而减少燃料气的使用；(3)通过设计蓄热柱可以进行蓄热，有助于一直保持炉内高温状态，进而实现低热值废气进入焚烧炉后被高温蓄热柱点燃，可有效防止爆燃或不燃的问题；(4)通过在燃烧器外壁上设置高铝砖，高铝砖可以一直保持高温状态，进而实现通过高温的高铝砖直接点燃废气的目的；(5)通过将焚烧炉设计成两级，可以有效延长废气的燃烧时间，使废气充分燃烧。

附图说明：

图1为本实用新型煤制气工业废气处理系统的结构示意图；

图中，1、焚烧炉，101、一级焚烧炉，102、上烟道，103、二级焚烧炉，2、下烟道，3、余热锅炉，4、省煤器，5、引风机，6、烟囱，7、燃烧器a，8、燃烧器b，9、高热值废气管路，10、空气预热管路，11、低热值废气预热管路，12、鼓风机，13、废气预热器，14、空气预热器，15、汽水分离器，16、蓄热柱，17、保温砖，18、燃烧器c，19、燃料气管路，20、安全水封。

具体实施方式：

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“下端”、“上端”、“a”、“b”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的位置。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，煤制气工业废气处理系统，包括依次连通的焚烧炉1、下烟道2、余热锅炉3、省煤器4、引风机5和烟囱6，所述焚烧炉1外壁下端设有若干个与其连通的燃烧器a7，所述焚烧炉1外壁上端设有若干个与其连通的燃烧器b8，所述燃烧器a7分别与高热值废气管路9和空气预热管路10连通，所述燃烧器b8分别与低热值废气预热管路11和所述空气预热管路10连通，所述空气预热管路10连接有鼓风机12，所述低热值废气预热管路11上设有废气预热器13，所述废气预热器13设置在所述余热锅炉3进口处，所述空气预热管路10上设有空气预热器14，所述空气预热器14设置在所述省煤器4的尾端。通过利用废气处理产生的热量对低热值废气先预热升温再焚烧，对空气进行先预热升温再进燃烧器，有助于废气充分燃烧，使废气处理更彻底，特别是有助于低热值废气的充分燃烧，同时增加了炉膛内的整体热量，保证炉膛燃烧温度，有效减少燃料气的使用。

所述低热值废气预热管路11上设有汽水分离器15。通过设计汽水分离器15，可以有效去除低热值废气中的水分，减少水分蒸发与汽化需要的热量，进而减少燃料气的使用。

所述焚烧炉1内设有用于蓄热的蓄热柱16。蓄热柱16直径一般在1000～2000mm之间，蓄热柱16被高热值的气体燃烧蓄热，蓄热柱是个很大的蓄热体，一直保持在高温状态，低温甲醇洗排放气(低热值废气)进焚烧炉后自动被蓄热柱16点燃，可防止爆燃或者不燃。另外还可以保证低热值废气燃烧不脱火，运行阻力低，运行周期长。废气燃烧时在蓄热柱16的作用下，烟气沿蓄热柱16的切线方向螺旋上升，混合均匀，热量均布。

所述燃烧器a7和燃烧器b8的外壁上设有保温砖17。通过在燃烧器外壁上设置保温砖17，有助于保持高温状态，进而实现直接点燃废气的目的，相当于明火点燃。

所述焚烧炉1外壁下端还设有燃烧器c18，所述燃烧器c18分别与燃料气管路19和所述空气预热管路10连通。燃料气主要是为了补充废气处理所需热量，如果废气能够实现充分自燃或比较好的燃烧(以达到排放指标为准)，则无需添加燃料气。燃料气可以是甲醇合成闪蒸气或低压闪蒸气或天然气。

所述高热值废气管路9上设有安全水封20。防止焚烧炉1回火，起到安全作用。

所述焚烧炉1包括一级焚烧炉101和二级焚烧炉102，所述一级焚烧炉101内部上端通过上烟道102与所述二级焚烧炉103连通，所述一级焚烧炉101外壁下端设有多个与其连通的所述燃烧器a7，所述一级焚烧炉101外壁上端设有多个与其连通的所述燃烧器b8，所述二级焚烧炉103下端设有所述下烟道2，所述一级焚烧炉101内设有所述蓄热柱16，所述一级焚烧炉101外壁下端设有所述燃烧器c19。通过将焚烧炉设计成两级，实现烟气在一级焚烧炉101、上烟道102、二级焚烧炉103和下烟道2之间燃烧，使废气有足够长的燃烧流程，保证废气燃烧时间超过2秒(现有的废气燃烧时间一般在1.2～1.5秒)，可使得废气和/或废液充分燃烧，非甲烷总烃和甲醛类以及一氧化碳等均可达到排放指标。

本实用新型煤制气废气处理系统的工作过程：

废气处理时，煤制气工艺产生的高热值废气和低热值废气分别进入焚烧炉1内进行燃烧，高热值废气依次经安全水封20、高热值废气管路9进入燃烧器a7内，低热值废气依次经汽水分离器15、低热值废气预热管路11、废气预热器13进入燃烧器b8，鼓风机112将空气经空气预热管路10、空气预热器14分别进入燃烧器a7和燃烧器b8内，加热后的空气与高热值废气在燃烧器a7内燃烧，产生的烟气进入焚烧炉1内继续高温反应充分燃烧，加热后的空气与加热后的低热值废气在燃烧器b8内燃烧，产生的烟气进入焚烧炉1内继续高温反应充分燃烧。根据废气是否能够充分自燃，可以选择添加少量的燃料气。蓄热柱16蓄热对低热值废气辅助充分燃烧。废气燃烧产生的高温烟气依次经下烟道2、废气预热器13、余热锅炉3、省煤器4、空气预热器14、引发机5和烟囱6排出。废气预热器13、空气预热器14主要通过换热对低热值废气和空气进行预热升温。余热锅炉3主要通过高温烟气换热产生蒸汽，可满足厂内需求或外卖产生效益。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。