一种水煤浆气化黑水处理装置的制作方法

1.本实用新型属于水煤浆气化技术领域，具体为一种水煤浆气化黑水处理装置。


背景技术：

2.水煤浆气化系统渣水处理工序一般配套二级或三级闪蒸工艺用于回收水和热能；气化炉出水又叫气化黑水，进入高压闪蒸罐中蒸汽用于复热气化灰水，凝液依次进入低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，用于脱除黑水中的二氧化碳、硫化氢等酸性气体；上述三级闪蒸工艺存在的问题主要有：1、高压闪蒸塔顶温度低，闪蒸气量小，得不到有效利用；2、真空闪蒸气量大，循环水消耗多；3、各级闪蒸的压力差和温度差会造成高品位的热转化为低品位的热，且下一级闪蒸入口气量大，对设备的冲刷腐蚀严重；上述缺陷不仅严重影响相关设备的使用寿命，并消耗大量的能量以及水，且对系统的稳定运行存在着威胁。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，而提供一种便于操作控制、能够有效降低黑水温度及提高灰水温度实现系统稳定运行、降低能量以及水的消耗，且可以实现能量的有效回收和利用的水煤浆气化黑水处理装置。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种水煤浆气化黑水处理装置，包括气化粗煤气管道和气化炉黑水管道，其所述气化粗煤气管道与水洗塔的进口相连，水洗塔顶部的粗煤气出口与变换系统相连，水洗塔底部的液相出口与蒸发室的蒸发室第一进口相连，气化炉黑水管道与蒸发室的蒸发室第二进口相连，蒸发室底部的蒸发室液相出口与低压闪蒸罐的进口相连，低压闪蒸罐底部的液相出口通过黑灰水换热器的壳程与真空闪蒸罐的进口相连，真空闪蒸罐的底部液相出口依次通过澄清槽、灰水槽和灰水泵与污水处理装置相连。
6.优选的，所述蒸发室顶部的气相出口与热水室的热水室第一进口相连，热水室的液相出口通过热水泵与水洗塔上部的水洗口相连。
7.优选的，所述灰水泵与污水处理装置之间设有三通，三通的第三端通过黑灰水换热器的管程与热水室的热水室第二进口相连。
8.优选的，所述低压闪蒸罐的顶部气相出口和热水室的顶部气相出口分别与有机朗肯发电机组相连，有机朗肯发电机组的出口通过第一循环水冷却器与低压闪蒸分离器相连，低压闪蒸分离器的液相出口与灰水槽相连通。
9.优选的，所述真空闪蒸罐顶部的气相出口通过第二循环水冷却器与真空闪蒸分离器相连，真空闪蒸分离器的液相出口与灰水槽相连通。
10.优选的，所述低压闪蒸分离器顶部的气相出口和真空闪蒸分离器顶部的气相出口分别与火炬相连。
11.优选的，所述水洗塔底部的液相出口与蒸发室的蒸发室第一进之间设有第一黑水减压阀。
12.优选的，所述气化炉黑水管道上设有第二黑水减压阀。
13.优选的，所述蒸发室底部的蒸发室液相出口与低压闪蒸罐的进口之间设有第三黑水减压阀。
14.优选的，所述黑灰水换热器的壳程与真空闪蒸罐的进口之间设有第四黑水减压阀。
15.本实用新型具有便于操作控制、能够有效降低黑水温度及提高灰水温度实现系统稳定运行、降低能量以及水的消耗，且可以实现能量的有效回收和利用的优点。
附图说明
16.图1本实用新型的结构示意图。
17.图中:
[0018]1‑
蒸发室；2
‑
热水室；3
‑
低压闪蒸罐；4
‑
真空闪蒸罐；5
‑
澄清槽；6
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灰水槽；7
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灰水泵；8
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黑灰水换热器；9
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热水泵；10
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水洗塔；11
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变换系统；12
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气化粗煤气管道；13
‑
气化炉黑水管道；14
‑
第一黑水减压阀；15
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第二黑水减压阀；16
‑
第三黑水减压阀；17
‑
有机朗肯发电机组；18
‑
第一循环水冷却器；19
‑
低压闪蒸分离器；20
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火炬；21
‑
第四黑水减压阀；22
‑
第二循环水冷却器；23
‑
真空闪蒸分离器；24
‑
污水处理装置；25
‑
蒸发室第一进口；26
‑
蒸发室第二进口；27
‑
蒸发室液相出口；28
‑
热水室第一进口；29
‑
热水室第二进口。
具体实施方式
[0019]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]
参看图1：本实用新型为一种水煤浆气化黑水处理装置，包括气化粗煤气管道12和气化炉黑水管道13，所述气化粗煤气管道12与水洗塔10的进口相连，水洗塔10顶部的粗煤气出口与变换系统11相连，水洗塔10底部的液相出口与蒸发室1的蒸发室第一进口25相连，气化炉黑水管道13与蒸发室1的蒸发室第二进口26相连，蒸发室1底部的蒸发室液相出口27与低压闪蒸罐3的进口相连，低压闪蒸罐3底部的液相出口通过黑灰水换热器8的壳程与真空闪蒸罐4的进口相连，真空闪蒸罐4的底部液相出口依次通过澄清槽5、灰水槽6和灰水泵7与污水处理装置24相连。
[0021]
进一步地，所述蒸发室1顶部的气相出口与热水室2的热水室第一进口28相连，热水室2的液相出口通过热水泵9与水洗塔10上部的水洗口相连。
[0022]
进一步地，所述灰水泵7与污水处理装置24之间设有三通，三通的第三端通过黑灰水换热器8的管程与热水室2的热水室第二进口29相连。
[0023]
进一步地，所述低压闪蒸罐3的顶部气相出口和热水室2的顶部气相出口分别与有机朗肯发电机组17相连，有机朗肯发电机组17的出口通过第一循环水冷却器18与低压闪蒸分离器19相连，低压闪蒸分离器19的液相出口与灰水槽6相连通。
[0024]
进一步地，所述真空闪蒸罐4顶部的气相出口通过第二循环水冷却器22与真空闪
蒸分离器23相连，真空闪蒸分离器23的液相出口与灰水槽6相连通。
[0025]
进一步地，所述低压闪蒸分离器19顶部的气相出口和真空闪蒸分离器23顶部的气相出口分别与火炬20相连。
[0026]
进一步地，所述水洗塔10底部的液相出口与蒸发室1的蒸发室第一进口25之间设有第一黑水减压阀14。
[0027]
进一步地，所述气化炉黑水管道13上设有第二黑水减压阀15。
[0028]
进一步地，所述蒸发室1底部的蒸发室液相出口27与低压闪蒸罐3的进口之间设有第三黑水减压阀16。
[0029]
进一步地，所述黑灰水换热器8的壳程与真空闪蒸罐4的进口之间设有第四黑水减压阀21。
[0030]
本实用新型包括气化粗煤气管道12、气化炉黑水管道13、蒸发室1、热水室2、低压闪蒸罐3、真空闪蒸罐4、黑灰水换热器8、有机朗肯发电机组17、循环水冷却器18、澄清槽5、灰水槽6等，所述气化粗煤气管道12中的粗煤气被来自热水室2的高温高压灰水洗涤，洗涤后的粗煤气进入变换系统11中，所述热水室2灰水通过热水泵9进行增压；所述水洗塔10底部黑水经第一黑水减压阀14进入蒸发室1减压闪蒸，同时气化炉黑水管道13中的黑水通过第二黑水减压阀15进入蒸发室1减压闪蒸；蒸发室1顶部的气相进入热水室2与来自黑灰水换热器8的灰水传质传热，热水室2塔顶气相和低压闪蒸罐3塔顶气相进入有机朗肯发电机组17降温后再经第一循环水冷却器18降温进入低压闪蒸分离器19进行气液分离，气液分离后的不凝气体进入火炬20中，分离后的塔底凝液进入灰水槽6内；蒸发室1塔底黑水经第三黑水减压阀16进入低压闪蒸罐3减压闪蒸，低压闪蒸罐3塔底的黑水在黑灰水换热器8中与来自灰水槽6中的灰水进行换热，降温后经第四黑水减压阀21减压进入真空闪蒸罐4内，所述真空闪蒸罐4塔顶气相经第二循环水冷却器22降温进入真空闪蒸分离器23气液分离，气液分离后的不凝气体进入火炬20内，气液分离后的凝液进入灰水槽6内；所述真空闪蒸罐4塔底黑水进入澄清槽5沉降分离，沉降分离后澄清槽5内的上清液进入灰水槽6内，所述灰水槽6内灰水通过灰水泵7升压后分别送污水处理装置24和黑灰水换热器8。
[0031]
实验例1
[0032]
一种水煤浆气化黑水处理装置的处理工艺，包括如下步骤：
[0033]
步骤一：所述气化粗煤气管道12内的粗煤气在水洗塔10中被来自热水室2的高温高压灰水洗涤，洗涤后的粗煤气进入变换系统11。所述气化粗煤气管道12内的粗煤气温度为：246
‑
249℃，压力为：6.2
‑
6.5mpag，流量为：500
‑
550t/h；所述热水室2灰水使用热水泵9进行增压，所述热水泵9进口压力0.75
‑
0.8mpag，出口压力6.6
‑
6.85mpag。
[0034]
步骤二：所述水洗塔10底部黑水经第一黑水减压阀14进入蒸发室1减压闪蒸；所述气化炉黑水管道13中的黑水经第二黑水减压阀15进入蒸发室1减压闪蒸；所述气化炉黑水管道13中的黑水温度为：241
‑
243℃，压力为：6.2
‑
6.5mpag，流量为：220
‑
250t/h。所述蒸发室1闪蒸压力为0.75
‑
0.82mpag。
[0035]
步骤三：所述蒸发室1塔顶气相进入热水室2与来自黑灰水换热器8的灰水传质传热；所述黑灰水换热器8来的灰水温度为120
‑
125℃、压力为0.9
‑
1.2mpag，流量为：200
‑
230t/h；所述热水室2塔顶气相和低压闪蒸罐3塔顶气相分别进入有机朗肯发电机组17中进行发电，通过有机朗肯发电机组17气相降温后经第一循环水冷却器18再次降温，并进入低
压闪蒸分离器19进行气液分离，气液分离后不凝气进入火炬20中，塔底凝液进入灰水槽6内；所述热水室2塔顶气相温度为165
‑
172℃，流量为3.2
‑
4.0t/h；所述低压闪蒸罐3塔顶气相温度为136
‑
139℃，流量为25
‑
27t/h。所述第一循环水冷却器18工艺气侧进口温度为88
‑
90℃，出口温度为30
‑
35℃；所述有机朗肯发电机组17输出电量2800
‑
3200kw。所述低压闪蒸分离器19闪蒸压力为0.2
‑
0.5mpag。
[0036]
步骤四：所述蒸发室1塔底黑水经第三黑水减压阀16进入低压闪蒸罐3减压闪蒸，所述低压闪蒸罐3塔底黑水在黑灰水换热器8中与来自灰水槽6的灰水换热，降温后经第四黑水减压阀21减压进入真空闪蒸罐4；所述低压闪蒸罐3闪蒸压力为：0.2
‑
0.3mpag；所述低压闪蒸罐3塔底黑水出黑灰水换热器8的温度为100
‑
105℃；所述真空闪蒸罐4闪蒸压力为：
‑
0.05mpag～
‑
0.065mpag。
[0037]
步骤五：所述真空闪蒸罐4塔顶气相经第二循环水冷却器22降温到30
‑
35℃进入真空闪蒸分离器23气液分离；气液分离后的不凝气进入火炬20中，气液分离后的凝液进入灰水槽6内。
[0038]
步骤六：所述真空闪蒸罐4塔底黑水进入澄清槽5沉降分离，沉降分离后的上清液进入灰水槽6内，其灰水通过灰水泵7升压后分别送污水处理24和黑灰水换热器8；所述灰水泵7出口压力为：0.9
‑
1.2mpag；所述灰水送黑灰水换热器8流量为：200
‑
230t/h，所述黑灰水换热器8灰水侧进口温度为：69
‑
76℃，出口温度为：120
‑
125℃；所述灰水送污水处理24流量80
‑
100t/h。
[0039]
本实用新型在低压闪蒸罐3和真空闪蒸罐4之间增设黑灰水换热设备8，能够实现在降低黑水温度的同时提高灰水温度，基于此实现增加高压闪蒸汽量，并在高压闪蒸汽和低压闪蒸汽管线增设有机朗肯发电机组17，有效回收闪蒸汽热量；通过上述结构形式，三级闪蒸的循环水消耗降低800
‑
1000m3/h，有机朗肯发电机输出功率2800
‑
3200kw；同时本实用新型能够有效降低下一级闪蒸入口气量，以避免其对设备造成冲刷腐蚀，实现了保证系统稳定运行以及提高设备使用寿命的特点。
[0040]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0041]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。