一种超临界CO2流体对气化细渣提碳回收系统的制作方法

一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统
技术领域
1.本实用新型涉及碳回收技术领域，尤其涉及一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统。


背景技术：

2.从我国的能源结构来看，煤炭是我国长期基础能源，现代煤化工技术仍是我国当前的重点发展方向。然而现代煤化工生产过程中不可避免的会产生煤气化细渣这种高灰含碳物质。气化细渣约占气化渣总排量的30％，细渣中残碳含量较高，一般在20～50％，甚至高达50％以上，具有较高的热量回用价值，但含碳量高也成为其进一步综合利用的掣肘，受限于目前的处理手段及方式，堆存和填埋仍是气化细渣目前主要的处置方式，造成严重的环境污染与土地资源浪费，在能源清洁利用方面使煤化工面临着越来越大的环保压力。
3.气化细渣除了作为固废堆存和填埋外，少部分采用和燃煤混合的方式送入循环流化床锅炉或煤粉锅炉用做燃料，但掺烧比例较低，且因其含水、含灰量高，粒度较细，无法实现高湿且粒径很细的气化细渣的高效燃尽，燃烧后烟气中含水量、飞灰含量均有所增加，对锅炉的正常运行会产生诸多不利影响，阻碍了其资源化利用。
4.有鉴于此，如何从气化细渣中提取碳以提高资源化利用，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，采用超临界co2流体实现气化细渣中碳的提取，具有提取简单、成本低、减轻环境污染、操作方便的优点。
6.实现本实用新型目的的技术方案如下：
7.一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，包括：对气化细渣匀化处理的原料调质匀化单元、从气化细渣中吸附含碳有机质的超临界co2提碳单元、用于分离含碳有机质的高含碳产品脱附单元、用于收集含碳有机质的精煤储槽；
8.所述原料调质匀化单元与所述超临界co2提碳单元连通，所述超临界co2提碳单元与所述高含碳产品脱附单元连通，所述高含碳产品脱附单元与所述精煤储槽连通。
9.在一种可能的实现方式中，所述原料调质匀化单元包括：用于盛放添加剂的添加剂槽、用于存放水、气化细渣和添加剂的料浆储槽；
10.添加剂槽与料浆储槽连通，料浆储槽与所述超临界co2提碳单元连通。
11.本实用新型通过添加剂泵将添加剂泵入添加剂槽，搅拌均匀后经添加剂计量给料泵泵入料浆储槽，添加剂与水、气化细渣于料浆储槽进行搅拌调质匀化，配置成预定浓度的匀化料浆。
12.在一种可能的实现方式中，所述超临界co2提碳单元包括：用于加压制取超临界co2气流的超临界co2制取模块、用于吸附含碳有机质的分离柱、从超临界co2气流中分离含碳有机质的静置槽；
13.超临界co2制取模块与分离柱连通，分离柱与所述原料调质匀化单元的料浆储槽
连通，分离柱还与静置槽连通，静置槽与所述高含碳产品脱附单元连通。
14.在一种可能的实现方式中，超临界co2制取模块包括：对co2降温的冷却器、用于加压co2的气体加压泵；
15.冷却器与气体加压泵连通，气体加压泵与所述超临界co2提碳单元的分离柱连通。
16.在一种可能的实现方式中，超临界co2制取模块还包括超临界co2储罐；
17.超临界co2储罐设置于气体加压泵与分离柱之间，超临界co2储罐与气体加压泵和分离柱均连通。
18.在一种可能的实现方式中，冷却器还与所述高含碳产品脱附单元的过滤器连通；
19.过滤器内超临界co2流体进入冷却器降温。
20.在一种可能的实现方式中，气体加压泵为超临界co2加压泵。
21.在一种可能的实现方式中，所述高含碳产品脱附单元包括：用于分离超临界co2气流和含碳有机质的过滤器；
22.过滤器连通所述高含碳产品脱附单元的静置槽和所述精煤储槽。
23.在一种可能的实现方式中，还包括：用于收集所述超临界co2提碳单元残渣的残渣收集槽；
24.残渣收集槽与所述超临界co2提碳单元的分离柱连通。
25.在一种可能的实现方式中，还包括：用于处理残渣的残渣处理单元；
26.所述残渣处理单元与残渣收集槽连接；
27.所述残渣处理单元包括澄清槽、灰水槽和板框式过滤机；
28.残渣收集槽与澄清槽连接，澄清槽与灰水槽和板框式过滤机连接。
29.本实用新型来自残渣收集槽的残渣与水进入澄清槽，经沉淀得到下沉粗渣和上层灰水，上层灰水溢流入灰水槽，沉淀于澄清槽底部的残渣经过滤机给料泵泵入板框式过滤机，脱水后的滤渣收集集中处理，滤液进入灰水槽，回收的灰水进入澄清槽再次循环使用。
30.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
31.本实用新型采用超临界co2流体实现气化细渣中碳的提取，具有提取简单、成本低、减轻环境污染、操作方便的优点。
附图说明
32.图1为本实用新型提供的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统原理框图；
33.图2为本实用新型提供的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统实际应用图示；
34.图中，1-料浆储槽；2-料浆泵；3-分离柱；4-锁渣阀a；5-残渣收集槽；6-静置槽；7-过滤器；8-超临界co2储罐；9-冷却器；10-气态co2加压泵；11-超临界co2输送泵；12-添加剂；13-添加剂槽；14-添加剂计量给料泵；15-灰水槽；16-澄清槽；17-过滤机给料泵；18-板框式过滤机；19-低灰产品储槽；20-残渣收集盒；21-充压阀；22-锁渣阀b；23-锁渣阀c；24-液位流量计；25-减压阀；26-文丘里；27-co2流量计。
具体实施方式
35.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，
这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
36.请参阅图1，本实用新型实施例提供一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，包括：对气化细渣匀化处理的原料调质匀化单元、从气化细渣中吸附含碳有机质的超临界co2提碳单元、用于分离含碳有机质的高含碳产品脱附单元、用于收集含碳有机质的精煤储槽；原料调质匀化单元与超临界co2提碳单元连通，超临界co2提碳单元与高含碳产品脱附单元连通，高含碳产品脱附单元与精煤储槽连通。
37.本实用新型实施例解决了煤气化细渣炉后净化问题，为气化细渣提供一种利用超临界co2流体特性提碳净化的方法，能够有效提取气化细渣中的未燃碳，节约成本，减轻环境污染压力。
38.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的原料调质匀化单元包括：用于盛放添加剂的添加剂槽、用于存放水、气化细渣和添加剂的料浆储槽；添加剂槽与料浆储槽连通，料浆储槽与超临界co2提碳单元连通。
39.本实用新型实施例通过添加剂泵将添加剂泵入添加剂槽，搅拌均匀后经添加剂计量给料泵泵入料浆储槽，添加剂与水、气化细渣于料浆储槽进行搅拌调质匀化，配置成预定浓度的匀化料浆。
40.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的超临界co2提碳单元包括：用于加压制取超临界co2气流的超临界co2制取模块、用于吸附含碳有机质的分离柱、从超临界co2气流中分离含碳有机质的静置槽；超临界co2制取模块与分离柱连通，分离柱与原料调质匀化单元的料浆储槽连通，分离柱还与静置槽连通，静置槽与高含碳产品脱附单元连通。
41.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的超临界co2制取模块包括：对co2降温的冷却器、用于加压co2的气体加压泵；冷却器与气体加压泵连通，气体加压泵与超临界co2提碳单元的分离柱连通。
42.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的超临界co2制取模块还包括超临界co2储罐；超临界co2储罐设置于气体加压泵与分离柱之间，超临界co2储罐与气体加压泵和分离柱均连通。
43.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的冷却器还与高含碳产品脱附单元的过滤器连通；过滤器内超临界co2流体进入冷却器降温。
44.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的气体加压泵为超临界co2加压泵。
45.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的高含碳产品脱附单元包括：用于分离超临界co2气流和含碳有机质的过滤器；过滤器连通高含碳产品脱附单元的静置槽和精煤储槽。
46.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的还包括：用于收集超临界co2提碳单元残渣的残渣收集槽；残渣收集槽与超临界co2提碳单元的分离柱连通。
47.基于上述方案，请继续参阅图1，本实用新型实施例的还包括：用于处理残渣的残渣处理单元；残渣处理单元与残渣收集槽连接；残渣处理单元包括澄清槽、灰水槽和板框式过滤机；残渣收集槽与澄清槽连接，澄清槽与灰水槽和板框式过滤机连接。
48.本实用新型实施例来自残渣收集槽的残渣与水进入澄清槽，经沉淀得到下沉粗渣
和上层灰水，上层灰水溢流入灰水槽，沉淀于澄清槽底部的残渣经过滤机给料泵泵入板框式过滤机，脱水后的滤渣收集集中处理，滤液进入灰水槽，回收的灰水进入澄清槽再次循环使用。
49.请参阅图2，本实用新型实施例的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，包括气化细渣调质匀化单元、超临界co2提碳单元、高含碳产品脱附单元、超临界co2循环使用单元、灰渣收集与排放单元，灰水沉降澄清与循环回用单元。气化细渣调质匀化单元包括料浆储槽1、添加剂12槽、添加剂12泵、添加剂12计量给料泵、料浆泵2，且料浆储槽1与添加剂12槽通过添加剂12计量给料泵连接；超临界co2提碳单元包括分离柱3、锁渣阀、充压阀21，分离柱3上部入口与料浆泵2连接，下部入口为超临界co2入口，上部出口与静置槽6连接，下部出口与残渣收集槽5连接。分离柱3设有液位流量计24；分离柱3与残渣收集槽5管道之间设有锁渣阀a4；高含碳产品脱附单元包括静置槽6、过滤器7，静置槽6下部固相出口与残渣收集槽5相连，静置槽6与残渣收集槽5管道之间设有锁渣阀b22，上部液相出口与过滤器7相连，过滤器7布置成倾斜式，入口与静置槽6液相出口连接，出口分别与低灰产品储槽19、超临界co2储罐8、冷却器9连接，超临界co2与吸附产品在此处完成脱附过程；过滤器7与冷却器9之间设有止逆阀；过滤器7与低灰产品储槽19之间通过变径管道连接；超临界co2循环使用单元包括过滤管段、沉积管段、文丘里26、超临界co2储罐8、冷却器9、气态co2加压泵10、超临界co2输送泵11、co2流量计27，超临界co2储罐8入口与过滤器7之间通过沉积管段、过滤管段连接，下部出口与超临界co2输送泵11相连，超临界co2经超临界co2输送泵11泵入分离柱3循环使用，过滤器7与超临界co2储罐8上部逸散的气相co2与外界补充的气相co2一起经冷却器9降温，通过气态co2加压泵10加压至超临界状态经co2流量计27计量后泵入分离柱3循环使用；沉积管段下方配有可拆卸式残渣收集盒20，残渣收集盒20与管段之间装有开关阀门，沉积管段与过滤管段通过阀门连接，定期清理残渣收集盒20；过滤管段为可拆卸式，内装有微孔过滤膜，过滤膜通过密封圈与密封法兰固定于过滤管段，滤膜孔径根据实际过程需要选择，优选的，孔径为0.1～2μm。当滤膜附着颗粒饱和时，对滤膜更换或清理。优选的，定期更换或清理滤膜以保证过滤效果。渣收集与排放单元包括残渣收集槽5，残渣收集槽5入口分别与分离柱3、静置槽6出口连接，残渣收集槽5出口与澄清槽16连接；残渣收集槽5与澄清槽16之间设有锁渣阀c23；残渣收集槽5设有充压阀21、减压阀25；灰水沉降澄清与循环回用单元包括灰水槽15、澄清槽16、过滤机给料泵17、板框式过滤机18，澄清槽16中灰水溢流入灰水槽15，澄清槽16底部固相经过滤机给料泵17泵入过滤机，滤液流入灰水槽15，滤渣收集集中种处理。灰水槽15出口管道与添加剂12槽和料浆槽相连。
50.本实用新型实施例利用超临界流体物理特性实现气化细渣中未燃碳提取的同时完成灰分脱除，不发生化学反应，产生的水可以循环使用，因此基本没有工业废弃物产生；co2不会改变气化细渣煤种的特性，同时可以得到干燥的高碳低灰产品，基本无污染，无残留，对环境无害，不需要额外的处理单元，工艺成本低；提碳后剩余的高灰份灰渣可以用于建筑水泥混凝土、水泥气化细渣、筑路工程、建筑辅料等，实现资源化利用。
51.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
52.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而
且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
53.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，包括：对气化细渣匀化处理的原料调质匀化单元、从气化细渣中吸附含碳有机质的超临界co2提碳单元、用于分离含碳有机质的高含碳产品脱附单元、用于收集含碳有机质的精煤储槽；所述原料调质匀化单元与所述超临界co2提碳单元连通，所述超临界co2提碳单元与所述高含碳产品脱附单元连通，所述高含碳产品脱附单元与所述精煤储槽连通。2.根据权利要求1所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，所述原料调质匀化单元包括：用于盛放添加剂的添加剂槽、用于存放水、气化细渣和添加剂的料浆储槽；添加剂槽与料浆储槽连通，料浆储槽与所述超临界co2提碳单元连通。3.根据权利要求1所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，所述超临界co2提碳单元包括：用于加压制取超临界co2气流的超临界co2制取模块、用于吸附含碳有机质的分离柱、从超临界co2气流中分离含碳有机质的静置槽；超临界co2制取模块与分离柱连通，分离柱与所述原料调质匀化单元的料浆储槽连通，分离柱还与静置槽连通，静置槽与所述高含碳产品脱附单元连通。4.根据权利要求3所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，超临界co2制取模块包括：对co2降温的冷却器、用于加压co2的气体加压泵；冷却器与气体加压泵连通，气体加压泵与所述超临界co2提碳单元的分离柱连通。5.根据权利要求4所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，超临界co2制取模块还包括超临界co2储罐；超临界co2储罐设置于气体加压泵与分离柱之间，超临界co2储罐与气体加压泵和分离柱均连通。6.根据权利要求4所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，冷却器还与所述高含碳产品脱附单元的过滤器连通；过滤器内超临界co2流体进入冷却器降温。7.根据权利要求4所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，气体加压泵为超临界co2加压泵。8.根据权利要求1所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，所述高含碳产品脱附单元包括：用于分离超临界co2气流和含碳有机质的过滤器；过滤器连通所述高含碳产品脱附单元的静置槽和所述精煤储槽。9.根据权利要求1所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，还包括：用于收集所述超临界co2提碳单元残渣的残渣收集槽；残渣收集槽与所述超临界co2提碳单元的分离柱连通。10.根据权利要求1或9所述的一种超临界co2流体对气化细渣提碳回收系统，其特征在于，还包括：用于处理残渣的残渣处理单元；所述残渣处理单元与残渣收集槽连接；所述残渣处理单元包括澄清槽、灰水槽和板框式过滤机；残渣收集槽与澄清槽连接，澄清槽与灰水槽和板框式过滤机连接。

技术总结
本实用新型提供了一种超临界CO2流体对气化细渣提碳回收系统，包括：对气化细渣匀化处理的原料调质匀化单元、从气化细渣中吸附含碳有机质的超临界CO2提碳单元、用于分离含碳有机质的高含碳产品脱附单元、用于收集含碳有机质的精煤储槽；所述原料调质匀化单元与所述超临界CO2提碳单元连通，所述超临界CO2提碳单元与所述高含碳产品脱附单元连通，所述高含碳产品脱附单元与所述精煤储槽连通。本实用新型采用超临界CO2流体实现气化细渣中碳的提取，具有提取简单、成本低、减轻环境污染、操作方便的优点。优点。优点。


技术研发人员：郗小明 徐云霞 米延文 余晨 杨艳龙 柳春 秦超
受保护的技术使用者：陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/28