CN105293804A - 一种煤气化灰水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤气化灰水的处理方法，主要解决现有技术中气化细渣残炭含量过高，回用灰水中含大量悬浮颗粒的问题。本发明采用如下灰水处理方法：来自气化炉和洗涤塔的黑水，经过2级或3级闪蒸、浓缩后，进入浓缩机。在搅拌作用下，浓缩机中的黑水分为两层，上层漂珠浆料溢流而出，经分离漂珠后进入灰水循环系统或沉降池；下层浓缩黑水进入残炭分选器，残炭被浮选出来，浮选器下层尾砂浆进入沉降槽。沉降槽上层清液进入灰水循环系统，沉降槽下层浊液进入过滤机脱水得到滤饼(气化细渣)。采用本发明所述的灰水处理方法，可以降低煤气化细渣的残炭含量，有利于气化细渣的利用，并且可以减少回用灰水中的悬浮颗粒。

Description

一种煤气化灰水处理方法

技术领域

本发明涉及一种煤气化灰水处理方法，尤其是涉及一种气流床煤气湿法除渣的灰水处理方法。

背景技术

在气流床气化炉中，煤与气化剂发生化学反应，可以把煤炭转变为燃料用气或化工合成气。目前常采用水煤浆为原料的德士古(Texaco)气化炉工艺和采用干粉煤为原料的壳牌(Shell)气化炉工艺。这两种气化工艺都可以安全稳定运行，但其灰水处理方法仍存在一些问题需要解决。

从煤气化炉产生的燃料用气或合成用气称为粗煤气，粗煤气中含有大量的飞灰。目前比较成熟的粗煤气净化工艺是湿法净化工艺，即采用水激冷并洗涤粗煤气，以除去粗煤气中的飞灰、酸性气体，并且回收热量。湿法净化工艺产生大量的黑水。

目前采用的气流床煤气化灰水处理工艺流程如图1所示，从气化炉、洗涤塔等处来的黑水经过高压闪蒸、中压闪蒸和真空闪蒸浓缩后，进入沉降槽。沉降槽上层清液称为灰水，进入灰水系统。一部分灰水回用，一部分灰水进入污水处理装置进行处理。回用灰水被闪蒸塔出来的蒸汽预热后，进入洗涤塔和气化炉。沉降槽下层浊液进入过滤装置，分离出滤饼(气化细渣)。闪蒸塔出来的蒸汽，加热灰水或新鲜水后冷凝，冷凝水进入灰水系统，不凝性气体进入火炬系统。

中国专利公开号为CN1513953A、CN1637118A、CN103205284A、CN102557315A、CN102336496A也介绍了一些煤气化灰水处理方法。以上所有技术的共同点是黑水经过2级或3级闪蒸后，都采用沉降器，通过添加絮凝剂进行沉降分离。沉降槽的上层清液，进入灰水系统，循环利用；下层浊液，进入过滤系统，分离出滤饼(气化细渣)。

以上这些技术存在三个问题：

一是灰水中混入较多的漂珠。煤气化飞灰由三部分组成，密度大于水的沉珠、不规则多孔炭粒和多孔铝硅玻璃体。沉珠和炭粒密度大于水。而在多孔铝硅玻璃体中，具有封闭性空穴的颗粒，能浮于水面，称为漂珠。漂珠体积含量可达煤气化飞灰体积总量的5-25％。

在沉降槽中，漂珠浮在液面上，很难被絮凝沉降下来，一些漂珠随着上层的清液溢流而出，进入灰水系统。为减轻灰水中悬浮物对系统的影响，在灰水循环系统中设置了过滤器。这样就需要经常清理过滤器，这需要耗费很大的人工。

二是气化细渣中含有大量残炭。在气化炉中，由于煤气化是不完全氧化，气化时间又短，因此煤炭不能完全气化，导致煤气化细渣中含有15％以上的残炭。这不仅浪费了大量的煤炭资源，也限制了煤气化细渣的利用。有的厂家为了降低气化细渣的残炭含量，将气化细渣掺入气化原煤中进行再烧，这不但会使气化炉易于熄火，而且还将大量的无用灰渣反复加热，浪费了能源。

三是加大了能耗。为了得到易于运输和储存的气化细渣，灰水必须经过沉降、过滤处理进行脱水，得到滤饼(气化细渣)，这需要消耗能源。如果想对气化细渣进行残炭浮选的话，又需要添加大量的水到细渣中，这样就浪费了能源。

中国专利公开号为CN203602571U提出将沉降槽后面的气化细渣排料管与浮选入料桶连接，浮选回水入灰水罐。这种办法浮选效果并不理想，浮选药剂消耗较高，没有经济性。该方法在赤天化金赤化工短暂运行后已经停止使用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种煤气化灰水处理方法，该方法有效的解决的了通过沉降槽及后续过滤装置分离出的气化细渣残炭含量高和回用灰水中漂珠颗粒多，管道和过滤器容易堵塞的问题。

实现上述发明目的所采用的技术方法是，一种煤气化灰水的处理方法本专利提供了一种灰水处理方法，它包含以下步骤：

1)闪蒸浓缩

气化炉和洗涤塔排出来的黑水，经过2级或3级闪蒸浓缩，回收热量和分离酸性气体；

2)黑水浓缩分离

经过闪蒸浓缩后的黑水，进入浓缩机。浓缩机有两个作用，一是浓缩黑水，以利于浮选；二是分离漂珠；

在浓缩机内，漂珠上浮，其它成分因密度大于水而下沉，使黑水分为2层、上层是漂珠浆料，下层是浓缩黑水。浓缩黑水从下部进入浮选机；漂珠浆料从上部溢流而出，进入漂珠提取机，经处理后得到脱水漂珠和清液，清液进入灰水系统或沉降槽；

浓缩机采用圆筒锥底的深锥浓缩机，内设转动耙；

控制黑水在浓缩机中的停留时间，可以控制从浓缩机底部出来的浓缩黑水浓度在20％-40％。根据实验，黑水在浓缩器内停留时间大于3分钟，大部分漂珠可以上浮溢流而出；

漂珠分离出来后，可以减轻后续沉降槽内黑水的处理难度，也可以减轻灰水系统的结垢和堵塞状况；

3)浮选残炭

从浓缩机下部出来的浓缩黑水，进入浮选装置，进行残炭分离。浮选出的残炭，可以掺入气化炉原料煤中回用，也可以作为燃料或者活性炭原料外送。

采用机械搅拌式浮选机进行残炭分离。机械搅拌式浮选机的核心部件是由定子和转子组成的机械搅拌部分。当搅拌装置强烈旋转时，在定子和转子之间产生一个负压区，黑水通过给料管被吸入定子和转子之间，同时空气也被吸入到这一空间。由于搅拌产生的小气泡，将残炭浮选出来。

4)沉降过滤

浮选尾砂浆，也就是分离了漂珠和残炭的黑水，进入沉降槽。沉降槽的上层清水溢流进入灰水罐，沉降槽的下层浊液进入过滤系统进行脱水。过滤机得到的灰水经过脱氧后回用，而产生的气化细渣(滤饼)，可用于建材生产、筑路或做为填充料。这一步骤与现有工艺不同的是，本工艺处理的物料是已经分选了漂珠和残炭的浊液。

本发明的灰水处理工艺如图2所示。采用这种方法，可以降低气化细渣的残炭含量，降低循环灰水中的悬浮颗粒，节约能源。

附图说明

图1为现有技术的煤气化灰水的处理方法的工艺流程图；

图2为本发明的煤气化灰水的处理方法的工艺流程图；

图3为本发明的煤气化灰水的处理方法的具体实施装置的工作原理图；

图中标志说明：在图3中，1、高压闪蒸塔；2、低压闪蒸塔；3、真空闪蒸塔；4、深锥浓缩机；5、漂珠提取装置；6、机械搅拌式浮选机；7、沉降槽；8、过滤机；9、灰水罐；10、蒸汽喷射泵；11、真空换热器；12、气液分离器；13、灰水加热器。

具体实施方式

实施例1

图2给出了本发明的一种煤气化灰水的处理方法的工艺流程图，它包含以下步骤

1)闪蒸浓缩

气化炉和洗涤塔排出来的黑水，经过2级或3级闪蒸浓缩，回收热量和分离酸性气体；

2)黑水浓缩分离

经过闪蒸浓缩后的黑水，进入浓缩机。浓缩机有两个作用，一是浓缩黑水，以利于浮选；二是分离漂珠；

在浓缩机内，漂珠上浮，其它成分因密度大于水而下沉，使黑水分为2层、上层是漂珠浆料，下层是浓缩黑水。浓缩黑水从下部进入浮选机；漂珠浆料从上部溢流而出，进入漂珠提取机，经处理后得到脱水漂珠和清液，清液进入灰水系统或沉降槽；浓缩机采用圆筒锥底的深锥浓缩机，内设转动耙；

控制黑水在浓缩机中的停留时间，可以控制从浓缩机底部出来的浓缩黑水浓度在20％-40％。根据实验，黑水在浓缩器内停留时间大于3分钟，大部分漂珠可以上浮溢流而出；

漂珠分离出来后，可以减轻后续沉降槽内黑水的处理难度，也可以减轻灰水系统的结垢和堵塞状况；

3)浮选残炭

从浓缩机下部出来的浓缩黑水，进入浮选装置，进行残炭分离。浮选出的残炭，可以掺入气化炉原料煤中回用，也可以作为燃料或者活性炭原料外送。

采用机械搅拌式浮选机进行残炭分离。机械搅拌式浮选机的核心部件是由定子和转子组成的机械搅拌部分。当搅拌装置强烈旋转时，在定子和转子之间产生一个负压区，黑水通过给料管被吸入定子和转子之间，同时空气也被吸入到这一空间。由于搅拌产生的小气泡，将残炭浮选出来。

4)沉降过滤

浮选尾砂浆，也就是分离了漂珠和残炭的黑水，进入沉降槽。沉降槽的上层清水溢流进入灰水罐，沉降槽的下层浊液进入过滤系统进行脱水。过滤机得到的灰水经过脱氧后回用，而产生的气化细渣(滤饼)，可用于建材生产、筑路或做为填充料。这一步骤与现有工艺不同的是，本工艺处理的物料是已经分选了漂珠和残炭的浊液。

采用这种方法，可以降低气化细渣的残炭含量，降低循环灰水中的悬浮颗粒，节约能源。

实施例2

图3给出了本发明的煤气化灰水的处理方法的具体实施装置的工作原理图，包括如下步骤：

1)闪蒸浓缩

来自德士古气化炉和洗涤塔的黑水，经过高压闪蒸塔1、低压闪蒸塔2和真空闪蒸塔3，闪蒸减压分离出酸性气体后，进入浓缩机4。

2)浓缩并分离漂珠

在浓缩机4搅拌作用下，漂珠上浮溢流而出，进入漂珠提取装置5提取漂珠。浓缩器下层黑水浓缩液进入浮选装置6。

提取了漂珠的清液进入灰水罐9。

3)浮选残炭

采用机械搅拌式浮选器6进行操作，残炭上浮而出，尾砂浆(黑水)进入沉降槽7。

4)沉降过滤

在沉降槽7中，上层清水进入灰水槽9。下层浊液进入过滤机8脱水，得到滤饼(气化细渣)。灰水一部分回用，另一部分进入污水处理系统。

来自高压闪蒸塔1的高压闪蒸汽进入灰水加热器13，在气液分离器12中除去冷凝液后，进入变换工段汽提塔。来自低压闪蒸塔2的低压闪蒸气进入洗涤塔给料槽，作脱氧器热源；来自真空闪蒸塔3的闪蒸汽，经真空换热器11冷凝后，由蒸汽喷射泵10(真空泵)抽出进入分离器，气体放空，冷凝液回用。

Claims (4)

1.一种煤气化灰水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)来自洗涤塔和气化炉的黑水，经过2级或3级闪蒸、浓缩后，进入浓缩机；

2)浓缩机上层漂珠浆液溢流而出，进入漂珠提取机分离漂珠，分离了漂珠的清液进入灰水系统或者沉降槽，浓缩机下层的黑水浓缩液进入浮选机；

3)黑水浓缩液在浮选机中，残炭被浮选出来，分离了残炭的尾砂浆进入沉降槽；

4)沉降槽的上层清液进入灰水系统，下层浊液进入过滤系统，进行脱水得到滤饼。

2.根据权利要求1所述煤气化灰水的处理方法，其特征在于，所述漂珠分选和残炭浮选只进行其中的一项。

3.根据权利要求2所述煤气化灰水的处理方法，其特征在于，进行残炭浮选时，浓缩机上层漂珠浆液溢流而出后，直接送入沉降槽，浓缩机下层的黑水浓缩液进入浮选机。

4.根据权利要求2所述煤气化灰水的处理方法，其特征在于，当只进行漂珠分选时，浓缩机上层的漂珠浆液溢流而出，进入漂珠提取机分离漂珠，分离了漂珠的清液进入灰水系统或者沉降槽，浓缩机下层的黑水浓缩液直接进入沉降槽。