CN106365372B - 一种含有固体颗粒的酸性黑水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有固体颗粒的酸性黑水处理方法，技术方案包括将煤炭气化过程中产生酸性黑水进行初步沉降、过滤处理，除去黑水中的大颗粒固体，过滤后的酸性黑水进入汽提塔中汽提分离出酸性气体，汽提后的液体从塔釜进入旋流设备进行离心分离，由旋流设备顶部溢流出的溢流液体回送煤气洗涤系统，底部流出的含固液体进入下一步工序。本发明方法简单，易于操作，可以显著减少冷却水的用量，提高了能量的利用率，具有较好的经济效益。

Description

一种含有固体颗粒的酸性黑水处理方法
技术领域
本发明涉及一种干粉气化领域的黑水处理工艺，具体的说是一种含有固体颗粒的酸性黑水处理方法。
背景技术
煤炭是一种非常重要的化石能源，对国民经济的发展意义重大。气流床气化是利用煤炭资源的一种形式，常见的气流床气化技术主要有GSP、科林炉、Shell下行水激冷、多喷嘴水煤浆等。气流床气化工艺使用干煤粉或水煤浆为原料，在气化炉反应室内与气化剂进行剧烈反应并生成高温合成气，主要产物有一氧化碳、氢气、二氧化碳、硫化氢等，气化炉产生的高温合成气进行降温冷却、洗涤净化处理后送下游工序。
对于气化室产生的粗合成气，其温度可达1400～1600℃，同时含有大量的灰渣。常见的处理办法之一是使用大量的水喷淋冷却，对高温合成气进行降温、洗涤，降低合成气中的含尘量，该工艺过程中往往产生大量的洗涤黑水，需配置相应的黑水处理系统对黑水进行处理，脱除其中溶解的酸性气体，同时尽可能多回收利用其中的热量和水。
目前，这类酸性黑水的处理方法通常是采用多级闪蒸降压，脱除酸性气体的同时，用闪蒸气加热系统循环工艺灰水回收热能。由于真空闪蒸对应的闪蒸气温度为50～80℃，很难再回收利用，只能采用循环冷却水将闪蒸气冷却为水再回收利用，因此造成了能量的浪费。通过多级闪蒸脱除酸性气并降温的含固黑水再采用澄清分离的方法分离固体，澄清水回用，这种方法适用于高压煤炭气化系统，压力高(4.0～8.7MPaG)、温度高(220～290℃)的酸性黑水能有效回收热能；而对于低压的酸性黑水而言，由于其温度较低(约为110～200℃)，采用多级闪蒸和闪蒸气加热系统循环工艺灰水的方法，由于工艺水本身温度较低，传热温度差小，导致热回收效率低下、且耗费大量循环冷却水，效果不佳。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种可以减少循环冷却水用量、降低澄清系统负荷、提高能量利用效率、对环境友好的一种含有固体颗粒的酸性黑水处理方法。
技术方案包括将煤炭气化过程中产生酸性黑水进行初步沉降、过滤处理，除去黑水中的大颗粒固体，过滤后的酸性黑水进入汽提塔中汽提分离出酸性气体，汽提后的液体从塔釜进入旋流设备进行离心分离，由旋流设备顶部溢流出的溢流液体回送煤气洗涤系统，底部流出的含固液体进入下一步工序。
所述旋流设备底部流出的含固液体经换热冷却后经减压缓冲罐降至常压后送入澄清槽，澄清槽上部的澄清液进入循环水罐，下部泥浆送下游过滤处理。
所述酸性黑水温度为110～200℃，压力为0.3～2.5MPag。
经初步沉降、过滤处理后的酸性黑水中的含固量低于1.6wt％。
所述旋流设备底部流出的含固液体先经一级换热器回收热能，再经二级换热器降温至50℃以下。
所述循环水罐中的澄清液送入一级换热器中与含固液体间接换热回收热能再回送煤炭气化系统。
针对背景技术中存在的问题，发明人对现有的酸性黑水的处理方法进行了改进，不采用常规的闪蒸方法，不进行降压，而是先脱除大颗粒固体以防止固体颗粒在设备中造成堵塞，然后采用汽提的方法脱除黑水中溶解的CO2，SO2，H2S等大部分酸性气体，然后通过旋流设备(如水力旋流器)进一步实现固液分离，顶部溢流出的溢流液体可以直接回用于煤气洗涤系统，该部分液体未经降压降温，直接回送，与现有的多级闪蒸和闪蒸气加热系统循环工艺灰水的方法相比，一方面大幅减少了循环冷却水量，另一方面，使这种酸性黑水的低压低温热能得到有效回收，降压小、节能降耗，对环境友好。
进一步的，旋流设备底部的流出的含固液体仍保持相应温度和压力，可先经一级换热器回收热能，再经二级换热器进一步冷却，再经缓冲罐降至常压后送入澄清槽进一步进行固液分离，澄清槽上部澄清液进入循环水罐。
进一步的，一级换热器中用于加收热能的换热介质来自所述循环水罐中的澄清液，换热后的澄清液也回送煤气洗涤系统回用，整个工艺中仅在二级换热器中引入循环冷却水，绝大部分的酸性黑水均得到回收利用，大大降低了循环冷却水的循环量。
有益效果：
本发明特别适用于低压煤炭气化系统产生的酸性黑水的处理，能高效回收热量和压力，提高能量的利用率，较原有同样压力下的黑水处理工艺相比，能量利用效率可提高35％，循环冷却水用量可减少35％。本发明工艺简单、运行成本和设备投资低、安全可靠性高。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
1-缓冲罐、2-液体过滤器、3-汽提塔、4-水力旋流器、5-回用水储罐、6-回用水泵、7-一级换热器、8-二级换热器、9-减压缓冲罐、10-澄清槽、11-循环水罐、12-循环水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步解释说明：
参照附图，酸性黑水(温度为110～200℃，压力为0.3～2.5MPag，含有固含量低于2.8wt％的固体颗粒，100～2000ppm的CO2，SO2，H2S等酸性气体)进入缓冲罐1进行初步的沉降，再经液体过滤器2进行的过滤处理，初步沉降、过滤的目的在于防止固体颗粒在后续设备中造成堵塞。过滤后的滤液(含固量低于1.6wt％)进入汽提塔3汽提(汽提介质为蒸汽或惰性气体)，脱除黑水中溶解的CO2，SO2，H2S等酸性气体，汽提塔3产生的酸性气体进入后处理工序，如变换工序或热电站等。汽提后的液体进入水力旋流器4，经过水力旋流作用进一步实现固液分离，水力旋流器4上部溢流液(温度为110～200℃，压力为0.2～2.4MPag，酸性气体含量为20ppm以下，固含量降至0.1wt％以下)，进入回用水储罐5中存储备用，最后经回用水泵6送至煤气洗涤系统回用。水力旋流器4底部的含固液体经过两级换热器进行冷却处理，一级换热器7采用循环工艺灰水进行换热，可以回收部分热量，二级换热器8采用循环冷却水作为冷却介质，在液体降温至50℃以下后进入减压缓冲罐9减压，随后进入澄清槽10进行澄清处理，澄清槽上部澄清液经溢流进入循环水罐11备用，下部的泥浆则进行过滤处理，循环水罐11的澄清液(即循环工艺灰水)通过循环水泵12进入一级换热器7进行间接换热后再回送煤气洗涤系统回用可以减少热量的损耗，提高热量的利用效率。
所述缓冲罐1底部的含固液体、液体过滤器2的冲洗水也一并送入水力旋流器4进行离心分离。
本发明中使用水力旋流器4对黑水进行分离处理，使固含量较低的黑水直接回用，而不需要使用换热器进行降温，从而使循环冷却水的用量减少35％左右，同时也降低了澄清系统的处理负荷，同时由于黑水中的一部分热量经过回收利用，也提高了能量的利用效率，具有较好的操作性和经济性。

Claims (4)

1.一种含有固体颗粒的酸性黑水处理方法，其特征在是：将煤炭气化过程中产生酸性黑水进行初步沉降、过滤处理，除去黑水中的大颗粒固体，过滤后的酸性黑水进入汽提塔中汽提分离出酸性气体，汽提后的液体从塔釜进入旋流设备进行离心分离，由旋流设备顶部溢流出的溢流液体回送煤气洗涤系统，所述旋流设备底部流出的含固液体经换热冷却后经减压缓冲罐降至常压后送入澄清槽，澄清槽上部的澄清液进入循环水罐，下部泥浆送下游过滤处理；
所述酸性黑水温度为110~200℃，压力为0.3~2.5MPag。
2.如权利要求1所述的酸性黑水方法，其特征是：经初步沉降、过滤处理后的酸性黑水中的含固量低于1.6wt%。
3.如权利要求1所述的含有固体颗粒的酸性黑水处理方法，其特征是：所述旋流设备底部流出的含固液体先经一级换热器回收热能，再经二级换热器降温至50℃以下。
4.如权利要求3所述的含有固体颗粒的酸性黑水处理方法，其特征是： 所述循环水罐中的澄清液送入一级换热器中与含固液体间接换热回收热能再回送煤气洗涤系统。
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