CN102515410A

CN102515410A - 黑水处理系统

Info

Publication number: CN102515410A
Application number: CN2011104577616A
Authority: CN
Inventors: 罗丹雨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明公开了一种煤化工行业中使用的黑水处理系统，具有可降低能量消耗的特点。该黑水处理系统，包括高压闪蒸罐、真空闪蒸罐、脱气槽、灰水进入管道，在高压闪蒸罐上设置有闪蒸汽排出管道，所述高压闪蒸罐与真空闪蒸罐之间连接有管道，在真空闪蒸罐上设置有排汽管与渣水排出管道，脱气槽上设置有进汽口、不凝气排出管与热水排出管，所述排汽管连接有冷凝塔，灰水进入管道与冷凝塔相连通，在冷凝塔上设置有排气口且在冷凝塔上连接有预加热灰水管路，所述预加热灰水管路连通脱气槽，在预加热灰水管路上设置有升压泵。既可以对真空闪蒸罐中产生的蒸汽热量进行充分利用，又能使灰水得到预加热与预脱氧，适合在煤化工行业中推广应用。

Description

黑水处理系统

技术领域

本发明涉及一种水处理系统，具体涉及一种煤化工行业中使用的黑水处理系统。

背景技术

目前，在煤化工行业的生产过程中，会产生大量的黑水，为了节约水资源，一般将该黑水经过黑水处理系统处理后回收利用。在黑水回收利用过程中，一般要利用到高压闪蒸罐、真空闪蒸罐、灰水沉淀池、脱气槽等。

其黑水处理过程为：先将黑水通入高压闪蒸罐中进行闪蒸，闪蒸汽从高压闪蒸罐的顶部排出通过冷却器冷凝后进入灰水槽中，而高压闪蒸罐中没有形成闪蒸汽的渣水通过高压闪蒸罐的底部出口排入真空闪蒸罐中；在真空闪蒸罐中形成的闪蒸汽从真空闪蒸罐顶部排出通过冷却器冷凝后进入灰水槽中，而真空闪蒸罐中的渣水从真空闪蒸罐底部排入灰水沉淀池中进行沉淀，沉淀后的清水通过溢流储存在灰水槽中。

在利用灰水槽中的灰水时，其操作方法为：将灰水槽中的水通过泵抽入脱气槽中，同时，往脱气槽中通入蒸汽将灰水加热和脱氧，加热后的灰水从脱气槽底部进入煤化工生产环节，从而使得煤化工生产过程中的水资源得到反复利用。在脱气槽中，灰水中的不凝气(氧气等)和没有冷凝的蒸汽从脱气槽顶部排出。

另外，来自变换工段最终分离器的冷凝水中含有一定的二氧化碳等酸性气体，为了回收该冷凝水，需要脱除该冷凝水中的酸性气体。现有的方法是将该冷凝水通入到气提塔中，然后往气提塔中通入低压蒸汽和氮气，使冷凝水中的酸性气体脱除从气提塔上部排气口排出，而脱除了酸性气体的水则从气提塔下部排出进行再利用。但该方法会消耗大量的低压蒸汽。

现有技术中主要存在以下几个方面的问题：

1、在黑水处理过程中，高压闪蒸罐中与真空闪蒸罐中产生的闪蒸汽均需要通过冷却器使用冷却介质进行冷凝，需要耗费大量的冷却水，而冷却水在冷却闪蒸汽的同时，其自身温度升高，还需要对其进行强制冷却，以循环利用。因此，冷却水带走了闪蒸汽中大量的热量且该部分热量没有得到有效利用；同时，高压闪蒸罐中排出的闪蒸汽由于含有灰分，导致冷却器容易被闪蒸汽中的灰分堵塞，缩短了冷却器的工作周期，降低了换热效率。

2、在利用灰水沉淀池中的灰水时，脱气槽中需要通入大量的蒸汽(约20t/h)对灰水进行加热和脱气处理，通入的蒸汽需要耗费大量的能源。

3、脱气槽顶部排出的气体中，除了含有不凝气外，还含有部分没有冷凝下来的蒸汽，导致该部分蒸汽排出而使热能没有得到充分利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降低能量消耗的黑水处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：黑水处理系统，包括高压闪蒸罐、真空闪蒸罐、脱气槽、灰水进入管道，在高压闪蒸罐上设置有闪蒸汽排出管道，所述高压闪蒸罐与真空闪蒸罐之间连接有管道，在真空闪蒸罐上设置有排汽管与渣水排出管道，脱气槽上设置有进汽口、不凝气排出管与热水排出管，所述排汽管连接有冷凝塔，灰水进入管道与冷凝塔相连通，在冷凝塔上设置有排气口且在冷凝塔上连接有预加热灰水管路，所述预加热灰水管路连通脱气槽，在预加热灰水管路上设置有升压泵。

进一步的是，在冷凝塔上的排气口处设置有混合气排汽管，该混合气排汽管的出口端连接有表冷器，所述表冷器具有不凝气排出管道与冷凝水回收管道，所述冷凝水回收管道与冷凝塔相通。

进一步的是，在排汽管与表冷器之间设置有闪蒸汽冷凝输送管路。

进一步的是，冷凝塔上连通有补水管路。

进一步的是，所述高压闪蒸罐上设置的闪蒸汽排出管道连接脱气槽的进汽口。

进一步的是，在冷凝塔的内腔中设置有隔板将冷凝塔的内腔分隔为清水区与污水澄清区，排汽管的入口与污水澄清区相通，预加热灰水管路包括清水排出管路与污水排出管路，升压泵设置在清水排出管路上，所述污水排出管路与污水澄清区相通，清水排出管路的一端与清水区相通，另一端与脱气槽相通。

进一步的是，所述隔板为环形隔板形成筒状结构，该筒状结构内为清水区，筒状结构外为污水澄清区。

进一步的是，所述不凝气排出管连接有气提塔，在气提塔上设置有冷凝水入口管道、冷凝水回收管道、氮气入口管道与排气管道。

进一步的是，所述冷凝水回收管道与脱气槽相连通。

进一步的是，还包括蒸汽补充管道，所述蒸汽补充管道的一端与气提塔相通，另一端与脱气槽相通，蒸汽补充管道上连接有外来蒸汽管道，在蒸汽补充管道上设置有调节阀。

本发明的有益效果是：既可以对真空闪蒸罐中产生的闪蒸汽热量进行充分利用，又能使灰水得到预加热与预脱氧，从而在进入脱气槽后，又可节约通入脱气槽中的蒸汽量，也就是说，在进入脱气槽中的蒸汽热量相同的情况下，可更利于提高脱气槽中灰水的温度，利于脱除灰水中的氧气和不凝气，尤其适合在煤化工行业中推广应用。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为真空闪蒸罐的结构示意图。

图中标记为：高压闪蒸罐1、真空闪蒸罐2、脱气槽3、灰水进入管道4、管道5、排汽管6、渣水排出管道7、闪蒸汽排出管道8、冷凝塔9、升压泵10、清水排出管路11、混合气排汽管12、表冷器13、冷凝水回收管道14、不凝气排出管道15、气提塔16、补水管路17、不凝气排出管18、热水排出管19、隔板20、清水区21、污水澄清区22、污水排出管路23、冷凝水入口管道24、冷凝水回收管道25、氮气入口管道26、排气管道27、蒸汽补充管道28、外来蒸汽管道29、调节阀30、闪蒸汽冷凝输送管路31。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的黑水处理系统，包括高压闪蒸罐1、真空闪蒸罐2、脱气槽3、灰水进入管道4，在高压闪蒸罐1上设置有闪蒸汽排出管道8，所述高压闪蒸罐1与真空闪蒸罐2之间连接有管道5，在真空闪蒸罐2上设置有排汽管6与渣水排出管道7，脱气槽3上设置有进汽口、不凝气排出管18与热水排出管19，所述排汽管6连接有冷凝塔9，灰水进入管道4与冷凝塔9相连通，在冷凝塔9上设置有排气口且在冷凝塔9上连接有预加热灰水管路，所述预加热灰水管路连通脱气槽3，在预加热灰水管路上设置有升压泵10。工作时，高压闪蒸罐1中产生的闪蒸汽从闪蒸汽排出管道8排出，没有形成闪蒸汽的渣水从管道5排至真空闪蒸罐2进行真空闪蒸，产生的闪蒸汽经排汽管6排至冷凝塔9中，真空闪蒸罐2中的渣水则从渣水排出管道7排至灰水沉淀池中进行沉淀，沉淀后的清水通过溢流储存在灰水槽中。同时，灰水槽中的灰水经灰水进入管道4进入到冷凝塔9中，使得闪蒸汽与灰水在冷凝塔9中进行热交换，此时，闪蒸汽首先对灰水进行预加热与预脱氧，而闪蒸汽则被灰水冷凝，并使得冷凝水和预加热后的灰水在升压泵10的作用下从预加热灰水管路进入到脱气槽3中，而在热交换过程中，闪蒸汽中的不凝气以及灰水预脱氧的氧气从冷凝塔9的排气口排出。在该过程中，没有采用大量冷却水来冷凝真空闪蒸罐2中产生的闪蒸汽，节约水资源；还可避免冷却水将闪蒸汽中的热量带走，既可以对真空闪蒸罐2中产生的闪蒸汽热量进行充分利用，又能使灰水得到预加热与预脱氧，从而在进入脱气槽3后，又可节约通入脱气槽3中的蒸汽量，也就是说，在进入脱气槽3中的蒸汽热量相同的情况下，可更利于提高脱气槽3中灰水的温度，利于脱除灰水中的氧气与不凝气。

在上述实施方式中的热交换过程中，除了闪蒸汽中夹带的不凝气以及灰水预脱氧的氧气从冷凝塔9的排气口排出外，还有部分没有冷凝下来的闪蒸汽也要从冷凝塔9的排气口排出。此时，该部分气体可选择直接从冷凝塔9的排气口排除，但为了充分回收冷凝水，作为优选的方式，在冷凝塔9上的排气口处设置有混合气排汽管12，该混合气排汽管12的出口端连接有表冷器13，所述表冷器13具有不凝气排出管道15与冷凝水回收管道14，所述冷凝水回收管道14与冷凝塔9相通。这样，不凝气与部分闪蒸汽经混合气排汽管12至表冷器13进行冷凝，闪蒸汽被冷凝成水经冷凝水回收管道14进入到冷凝塔9中利用，不凝气则从不凝气排出管道15排出。

当真空闪蒸罐2中排出的闪蒸汽不能被冷凝塔9完全利用时，在排汽管6与表冷器13之间设置有闪蒸汽冷凝输送管路31。可将多余的闪蒸汽通过闪蒸汽冷凝输送管路31直接送至表冷器13进行冷凝。

当系统中的灰水量不足时，为了能对真空闪蒸罐2产生的闪蒸汽热量进行充分利用，冷凝塔9上连通有补水管路17。通过该补水管路17往冷凝塔9中补充新鲜水，可利于系统热量的充分利用和水量的平衡。

在以上的实施方式中，高压闪蒸罐1中产生的闪蒸汽可从闪蒸汽排出管道8直接排除或如背景技术中所述采用冷却器进行回收，而作为优选的方式，所述高压闪蒸罐1上设置的闪蒸汽排出管道8连接脱气槽3的进汽口。则工作时，高压闪蒸罐1中产生的闪蒸汽从闪蒸汽排出管道8排出而进入到脱气槽3，同时，灰水槽中的灰水经灰水进入管道4进入冷凝塔9中，加热后的灰水在升压泵10的作用下从冷凝塔9经预加热灰水管路进入脱气槽3中，使得高压闪蒸罐1中排出的闪蒸汽与灰水在脱气槽3中进行热交换，灰水在脱气槽3中被加热后从热水排出管19送至煤化工生产工序中，同时，高压闪蒸罐1中排出的闪蒸汽中的不凝气(CO、H₂、CO₂、H₂S等)，以及灰水中的氧气等从不凝气排出管18排走。在该过程中，高压闪蒸罐1中产生的闪蒸汽直接通入到脱气槽3中与灰水进行热交换，闪蒸汽在脱气槽3中被冷凝，灰水则在脱气槽3中被加热。其一可避免采用冷却器和冷却水来冷却高压闪蒸罐1中产生的闪蒸汽，节约了水资源，同时避免了采用冷却器时形成冷却器的堵塞而降低换热效率；其二还可避免冷却水将闪蒸汽中的热量带走，可使得高压闪蒸罐1中产生的闪蒸汽热量能得到充分利用；其三是脱气槽3中可大大减少外加蒸汽对灰水进行加热，可大大节约如燃料消耗、电能消耗等。

真空闪蒸罐2产生的闪蒸汽不可避免还含有少量的灰分，则在进入冷凝塔9进行冷凝而排至脱气槽3后，也就造成了脱气槽3中的水含有灰分。因此，作为优选的方式，在冷凝塔9的内腔中设置有隔板20将冷凝塔9的内腔分隔为清水区21与污水澄清区22，排汽管6的入口与污水澄清区22相通，预加热灰水管路包括清水排出管路11与污水排出管路23，升压泵10设置在清水排出管路11上，所述污水排出管路23与污水澄清区22相通，清水排出管路11的一端与清水区21相通，另一端与脱气槽3相通。由于隔板20的设置，同时，排汽管6的入口与污水澄清区22相通，当真空闪蒸罐2产生的闪蒸汽通入冷凝塔9内后，首先在污水澄清区22上方进行冷却初凝，大部分的灰尘在此处沉降而进入到污水澄清区22的水中，而当闪蒸汽进入到清水区21时，可大大降低闪蒸汽中灰分的含量，同时污水澄清区22上部澄清后的水可通过隔板20流至清水区21中，从而可以从清水排出管路11排出具有较少灰尘的水，可保障后续煤化工生产线的使用。

在上述实施方式中，隔板20可以任意设置，而作为优选的方式，所述隔板20为环形隔板形成筒状结构，该筒状结构内为清水区21，筒状结构外为污水澄清区22。这样，可提高闪蒸汽中灰尘的分离效果。

为了充分利用脱气槽3排出的气体，所述不凝气排出管18连接有气提塔16，在气提塔16上设置有冷凝水入口管道24、冷凝水回收管道25、氮气入口管道26与排气管道27。工作时，来自变换工段最终分离器的冷凝水从冷凝水入口管道24进入气提塔16内，氮气从氮气入口管道26进入气提塔16内，蒸汽从脱气槽3经不凝气排出管18进入到气提塔16内，使得冷凝水中的酸性气体在氮气与低压蒸汽的作用下脱出，并从排气管道27排出，经处理后的冷凝水温度升高从冷凝水回收管道25流出进行回收利用。该方式既能脱除冷凝水中的酸性气体，又能使脱气槽3中排出的蒸汽得到充分利用，可减少蒸汽消耗，大大降低能耗。

为了能对冷凝水回收管道25中排出的水进行再处理，所述冷凝水回收管道25与脱气槽3相连通。这样，从冷凝水回收管道25中排出的水可进入到脱气槽3进行进一步回收处理，并能在脱气槽3中进行进一步的加热。

当脱气槽3排出的蒸汽不能满足气提塔16的需要时，为了往气提塔16内补充蒸汽，本发明的黑水处理系统还包括蒸汽补充管道28，所述蒸汽补充管道28的一端与气提塔16相通，另一端与脱气槽3相通，蒸汽补充管道28上连接有外来蒸汽管道29，在蒸汽补充管道28上设置有调节阀30。这样，外部蒸汽可通过外来蒸汽管道29并经蒸汽补充管道28而进入气提塔16内；另外，由于蒸汽补充管道28还与脱气槽3相通，也可以往脱气槽3内补充蒸汽；还可以通过调节阀30调节进入气提塔16与脱气槽3内的蒸汽量，从而保证脱气槽3的压力稳定并正常工作。

Claims

1.黑水处理系统，包括高压闪蒸罐(1)、真空闪蒸罐(2)、脱气槽(3)、灰水进入管道(4)，在高压闪蒸罐(1)上设置有闪蒸汽排出管道(8)，所述高压闪蒸罐(1)与真空闪蒸罐(2)之间连接有管道(5)，在真空闪蒸罐(2)上设置有排汽管(6)与渣水排出管道(7)，脱气槽(3)上设置有进汽口、不凝气排出管(18)与热水排出管(19)，其特征是：所述排汽管(6)连接有冷凝塔(9)，灰水进入管道(4)与冷凝塔(9)相连通，在冷凝塔(9)上设置有排气口且在冷凝塔(9)上连接有预加热灰水管路，所述预加热灰水管路连通脱气槽(3)，在预加热灰水管路上设置有升压泵(10)。

2.如权利要求1所述的黑水处理系统，其特征是：在冷凝塔(9)上的排气口处设置有混合气排汽管(12)，该混合气排汽管(12)的出口端连接有表冷器(13)，所述表冷器(13)具有不凝气排出管道(15)与冷凝水回收管道(14)，所述冷凝水回收管道(14)与冷凝塔(9)相通。

3.如权利要求2所述的黑水处理系统，其特征是：在排汽管(6)与表冷器(13)之间设置有闪蒸汽冷凝输送管路(31)。

4.如权利要求1所述的黑水处理系统，其特征是：冷凝塔(9)上连通有补水管路(17)。

5.如权利要求1所述的黑水处理系统，其特征是：所述高压闪蒸罐(1)上设置的闪蒸汽排出管道(8)连接脱气槽(3)的进汽口。

6.如权利要求1所述的黑水处理系统，其特征是：在冷凝塔(9)的内腔中设置有隔板(20)将冷凝塔(9)的内腔分隔为清水区(21)与污水澄清区(22)，排汽管(6)的入口与污水澄清区(22)相通，预加热灰水管路包括清水排出管路(11)与污水排出管路(23)，升压泵(10)设置在清水排出管路(11)上，所述污水排出管路(23)与污水澄清区(22)相通，清水排出管路(11)的一端与清水区(21)相通，另一端与脱气槽(3)相通。

7.如权利要求6所述的黑水处理系统，其特征是：所述隔板(20)为环形隔板形成筒状结构，该筒状结构内为清水区(21)，筒状结构外为污水澄清区(22)。

8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的黑水处理系统，其特征是：所述不凝气排出管(18)连接有气提塔(16)，在气提塔(16)上设置有冷凝水入口管道(24)、冷凝水回收管道(25)、氮气入口管道(26)与排气管道(27)。

9.如权利要求8所述的冷凝水回收系统，其特征是：所述冷凝水回收管道(25)与脱气槽(3)相连通。

10.如权利要求9所述的冷凝水回收系统，其特征是：还包括蒸汽补充管道(28)，所述蒸汽补充管道(28)的一端与气提塔(16)相通，另一端与脱气槽(3)相通，蒸汽补充管道(28)上连接有外来蒸汽管道(29)，在蒸汽补充管道(28)上设置有调节阀(30)。