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 应用背景

 

兰炭是以侏罗纪不粘煤和弱粘煤为原料,采用中低温干馏工艺生产的一种高固定碳含量的固体物质,生产兰炭的同时副产煤焦油和焦炉煤气等。

兰炭循环水的作用是通过降温和传质将荒煤气中的煤焦油带到循环水中,然后再通过油水分离过程,将轻煤焦油和重煤焦油回收。目前的“大罐重力沉降”循环水油水分离工艺一般采用串联的多级大罐,循环水以“蛇形”方向流动,进行自然沉降油水分离。

虽然现有“大罐重力沉降”处理工艺能够满足基本生产需求,但仍然存在较多的不合理性和提升空间。油水分离效果差对生产影响很大,一方面影响了煤焦油产量,另一方面使循环水中煤焦油浓度偏大,从而影响后续的循环水/荒煤气吸收过程,形成恶性循环。

  •  布局不合理:存在短流、返混、停留短、流速快等问题,水力分离条件不好,影响了油水分离效果,进而影响可回收的煤焦油量。
  •  分离不彻底:直径几十微米的悬浮的轻煤焦油和重煤焦油油滴,无法依靠短时间的重力沉降有效与水分开,分离精度不高、效率低下。
  •  安全隐患高:目前大罐都是敞口操作,导致厂区周围挥发的煤焦油、氨气、酚等易燃易爆气体较多,对周边环境和操作人员有较大安全隐患和危害。
  •  自控程度低:现场操作、液位/温度计量等一般依靠经验和手动,比如收油、加清水等,劳动强度大,工作效率低,无自动化控制。

在大罐工艺后面,改造增加MPS技术可以实现煤焦油的增产和整体生产水平的提高。

 

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“大罐重力沉降”循环水油水分离工艺

技术原理

 

MPS(Multi-Phase Separation)技术包括自然沉降、斜管聚结和气浮分离三个油水分离功能区,处理后的循环水从气浮分离区的溢流堰板进入到后续的兰炭炉荒煤气吸收单元。

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  • 自然沉降:循环水首先通过配水装置实现合理布水,优化水力条件,避免短流、返混。循环水进一步充分自然沉降分离,顶部和底部分别得到轻煤焦油和重煤焦油。
  • 斜管聚结:基于浅池理论,斜管会增加油水分离的停留时间,进一步提高油水分离效果,顶部和底部分别得到轻煤焦油和重煤焦油。
  • 气浮分离:经上述两个过程后,水中仍存在无法自然沉降分离的直径几十微米的悬浮煤焦油油滴。采用专利气浮技术,产生直径30~50μm的微气泡,与上述油滴结合,降低密度的油滴迅速上浮到气浮分离区顶部,形成浮油,底部得到重煤焦油。

 

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 MPS设备示意图

 

技术优势

 

MPS技术主要具有收油多、出水好、安全高、自控高等优势。

  • 收油多:可增收煤焦油5~10%,年产30万吨兰炭厂日可增收煤焦油2吨以上。
  • 出水好:出水煤焦油浓度可从现有大罐的2000~2500ppm降低到1500~2000ppm。
  • 安全高:装置密闭设计,减少有害气体扩散,消除安全隐患,改善清洁生产水平。
  • 自控高:现场设温度、液位的实时监控,提高了自控水平,减轻了工人劳动强度。

 

应用领域

 

  • 兰炭循环水油水分离
  • 兰炭熄焦水达标排放预处理
  • 油页岩生产的循环水和污水处理
  • 焦化废水处理

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神木胜帮MPS改造工程
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油页岩生产现场 

 

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