CN107399870B - 一种德士古气化炉黑水热回收处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种德士古气化炉黑水热回收处理系统，包括多级闪蒸机系统和闪蒸换热系统，所述多级闪蒸机系统包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，闪蒸换热系统包括压缩机、冷却排管和加热换热器，高压闪蒸罐的气相出口与热水塔气相进口连接，热水塔内设有冷却排管，冷却排管的出口通过管道连接加热换热器的进口，冷却排管的进口通过膨胀阀连接加热换热器的冷媒出口；高压闪蒸罐的液相出口与加热换热器的进液口连接，加热换热器的出液口连接低压闪蒸罐的进口，低压闪蒸罐的液相出口与真空闪蒸罐的进口连接；本发明通过闪蒸换热系统将热水塔内的热量吸收用于闪蒸罐之间的黑水的加热，热量回收利用效率高，并且提高热水塔内的气液转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种德士古气化炉黑水热回收处理系统。
背景技术
近年来我国以生产洁净能源(如氢气、甲烷、甲醇等)或替代石油化工产品(如乙烯原料、聚丙烯原料、二甲醚等)为主的新型煤化工的产业发展势头强劲。其中德士古(GE)水煤浆气化技术是目前国内外应用较为成功的煤气化技术之一，在我国已经有30多年的应用历史。GE气化炉是德士古水煤浆加压气化装置的核心设备，它包括燃烧室和激冷室两部分，上部为燃烧室，下部为激冷室，内有激冷环、下降管、上升管和折流挡板等主要部件。和气化炉相连的渣水辅助设施有气化炉排渣系统、水煤浆洗涤、黑水闪蒸及黑水处理系统等。在气化炉燃烧室中水煤浆在高温高压通氧条件下转化为合成气和少量的熔渣，在下降管的引导下，出气化炉进入到气化炉激冷室液面下，在激冷水作用下急剧降温熔渣被冷却固化后经锁斗排出；合成气则进入洗涤塔进一步洗涤除尘。
从气化炉、洗涤塔底部直接排出温度、压力较高的工艺水，颜色发黑，含固量10-15％，称为黑水；
申请号：CN201710311764.6公开的发明专利“一种高热量回收效率的煤气化黑水和灰水处理系统及方法”公开了“本发明涉及一种高热量回收效率的煤气化黑水和灰水处理系统，所述处理系统将来自气化工段的灰/黑水经高压闪蒸、低压闪蒸、真空闪蒸等三级闪蒸处理，并通过热水塔进行直接换热。根据本发明的煤气化黑水和灰水处理系统，通过增加一台直接换热设备，减少了间接换热设备，提高了热量回收效率，提高了能量利用率”。
上述方法的缺陷是仅是通过热水塔内部换热来回收热量到气化工段的用水，这种回收方法较为粗糙，效率较低。本发明考虑到黑水处理工艺中的闪蒸罐为了提高效率在前端经常需要增加加热器，因此考虑将热量回收用于提高闪蒸罐效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过闪蒸换热系统将热水塔内的热量吸收用于闪蒸罐之间的黑水的加热的德士古气化炉黑水热回收处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种德士古气化炉黑水热回收处理系统，包括多级闪蒸系统和闪蒸换热系统，所述多级闪蒸系统包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，闪蒸换热系统包括压缩机、冷却排管和加热换热器，高压闪蒸罐的气相出口与热水塔气相进口连接，热水塔内设有冷却排管，冷却排管的出口通过管道连接加热换热器的进口，冷却排管的进口通过膨胀阀连接加热换热器的冷媒出口，加热换热器的冷媒入口通过管道连接压缩机的出口；高压闪蒸罐的液相出口与加热换热器的进液口连接，加热换热器的出液口连接低压闪蒸罐的进口，低压闪蒸罐的气相出口连接至除氧器气相进口，低压闪蒸罐的液相出口与真空闪蒸罐的进口连接；真空闪蒸罐的气相出口与真空闪蒸冷凝器的进口连接，真空闪蒸罐的液相出口与污水处理系统连接；真空闪蒸冷凝器的气相出口与闪蒸真空泵气相进口连接，真空闪蒸冷凝器的液相出口连接至灰水槽的进口；闪蒸真空泵的出口与闪蒸真空泵分离罐的进口连接，闪蒸真空泵分离罐的液相出口连接至灰水槽的进口。
作为本发明进一步的方案：所述除氧器的气相出口与放空冷却器的进口端连接，放空冷却器的出口端连接至灰水槽的进口端。
作为本发明进一步的方案：所述高压闪蒸罐的进口连接气化黑水供管。
作为本发明进一步的方案：所述热水塔的液相出口通过水塔水泵连接气化工段。
一种德士古气化炉黑水热回收处理系统的工作原理，德士古气化炉排出的黑水通过多级闪蒸系统闪蒸完成气液分离，多级闪蒸系统排出的黑水通过加热换热器加热提高温度后再进入低压闪蒸管，加热换热器通过闪蒸换热系统与热水塔内的蒸汽换热。
作为本发明进一步的方案：所述污水处理系统包括初级沉淀池、反应沉淀池、灰水收集槽和过滤机给料池，初级沉淀池的上部出口连接反应沉淀池，反应沉淀池的上部出水口通过排水泵连接灰水收集槽；灰水收集槽的出口连接气化工段；初级沉淀池的底部出口连接过滤机给料池，过滤机给料池的出口连接过滤机给料泵，过滤机给料泵的出口连接粗轧过滤机。
作为本发明进一步的方案：所述加热换热器与冷却排管之间设有冷凝器。
作为本发明进一步的方案：所述低压闪蒸罐的气相出口连接第二热水塔的气相进口，第二热水塔内设有第二冷却排管，第二冷却排管的出口通过管道连接第二加热换热器的进口，第二冷却排管的进口通过膨胀阀连接第二加热换热器的冷媒出口，第二加热换热器的冷媒入口通过管道连接第二压缩机的出口；低压闪蒸罐的液相出口通过管道连接加热换热器的进液口，加热换热器的出液口通过管道连接真空闪蒸罐的进口。
作为本发明进一步的方案：所述加热换热器的冷媒出口通过膨胀阀连接冷水交换器的冷媒进口，冷水交换器的冷媒出口通过管道连接压缩机的进口，压缩机的出口连接加热换热器的冷媒进口，冷水交换器的出水口通过激冷水进水泵连接德士古气化炉，进水口连接供水管道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过闪蒸换热系统将热水塔内的热量吸收用于闪蒸罐之间的黑水的加热，热量回收利用效率高，并且提高热水塔内的气液转化效率。
另一方面本发明还可通过变换进行激冷水的降温。
附图说明
图1为德士古气化炉黑水热回收处理系统的工艺流程图。
图2为德士古气化炉黑水热回收处理系统中闪蒸换热系统的原理示意图。
图3为德士古气化炉黑水热回收处理系统中污水处理系统的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一
请参阅图1-3，一种德士古气化炉黑水热回收处理系统，包括多级闪蒸系统和闪蒸换热系统，所述多级闪蒸系统包括高压闪蒸罐1、低压闪蒸罐2和真空闪蒸罐3，闪蒸换热系统包括压缩机4、冷却排管8和加热换热器5，高压闪蒸罐1的气相出口与热水塔6气相进口连接，热水塔6内设有冷却排管8，冷却排管8的出口通过管道连接加热换热器5的进口，冷却排管8的进口通过膨胀阀连接加热换热器5的冷媒出口，加热换热器5的冷媒入口通过管道连接压缩机4的出口；高压闪蒸罐1的液相出口与加热换热器5的进液口连接，加热换热器5的出液口连接低压闪蒸罐2的进口，低压闪蒸罐2的气相出口连接至除氧器7气相进口，低压闪蒸罐2的液相出口与真空闪蒸罐3的进口连接；真空闪蒸罐3的气相出口与真空闪蒸冷凝器的进口连接，真空闪蒸罐3的液相出口与污水处理系统连接；真空闪蒸冷凝器的气相出口与闪蒸真空泵气相进口连接，真空闪蒸冷凝器的液相出口连接至灰水槽10的进口；闪蒸真空泵的出口与闪蒸真空泵分离罐的进口连接，闪蒸真空泵分离罐的液相出口连接至灰水槽10的进口。
上述，除氧器7的气相出口与放空冷却器的进口端连接，放空冷却器的出口端连接至灰水槽10的进口端。
上述，高压闪蒸罐1的进口连接气化黑水供管。
上述，热水塔6的液相出口通过水塔水泵连接气化工段。
上述，除氧器7的液相出口和灰水槽10的出口通过除氧水泵连接污水处理系统。
本发明的工作原理是：德士古气化炉排出的黑水通过多级闪蒸系统闪蒸完成气液分离，多级闪蒸系统排出的黑水通过加热换热器5加热提高温度后再进入低压闪蒸罐2，加热换热器5通过闪蒸换热系统与热水塔6内的蒸汽换热。吸收热量，使热水塔6内的气相加快冷却呈为液相；吸收的热量经过加热换热器5传递到黑水，提高在低压闪蒸罐2内的闪蒸效率。
闪蒸换热系统的原理是，压缩机4将冷媒压缩为高温高压的液态，通过加热换热器5散热后成为常温高压的液态，液态的冷媒通过膨胀阀进入冷却排管8，冷却排管8与热水塔6内进行换热，使冷媒蒸发为低温低压的气态后回到压缩机4。
实施例二
污水处理系统包括初级沉淀池11、反应沉淀池12、灰水收集槽13和过滤机给料池14，初级沉淀池11的上部出口连接反应沉淀池12，反应沉淀池12的上部出水口通过排水泵连接灰水收集槽13。灰水收集槽13的出口连接气化工段。初级沉淀池11的底部出口连接过滤机给料池14，过滤机给料池14的出口连接过滤机给料泵，过滤机给料泵的出口连接粗轧过滤机。在普通的沉淀絮凝的处理工序上进行反应沉淀，降低水中Ca2+、Mg2+离子含量，避免管道结垢。
实施例三
与实施例二不同的是，初级沉淀池11连通加絮凝剂管道，反应沉淀池12内设有搅拌器，顶部连通NaOH管道、Na2CO3管道和加絮凝剂管道。
实施例四
与实施例一不同的是，加热换热器5与冷却排管8之间设有冷凝器。能够提高热水塔6内的冷却效率。
实施例五
与实施例一不同的是，低压闪蒸罐2的气相出口连接热水塔6的气相进口。
实施例六
与实施例一不同的是，低压闪蒸罐2的气相出口连接第二热水塔6的气相进口，第二热水塔6内设有第二冷却排管8，第二冷却排管8的出口通过管道连接第二加热换热器5的进口，第二冷却排管8的进口通过膨胀阀连接第二加热换热器5的冷媒出口，第二加热换热器5的冷媒入口通过管道连接第二压缩机4的出口；低压闪蒸罐2的液相出口通过管道连接加热换热器5的进液口，加热换热器5的出液口通过管道连接真空闪蒸罐3的进口。
实施例七
与实施例七不同的是，第二加热换热器5与第二冷却排管8之间设有冷凝器。能够提高第二热水塔6内的冷却效率。
实施例八
与实施例一不同的是，加热换热器5的冷媒出口通过膨胀阀连接冷水交换器的冷媒进口，冷水交换器的冷媒出口通过管道连接压缩机4的进口，压缩机4的出口连接加热换热器5的冷媒进口，冷水交换器的出水口通过激冷水进水泵连接德士古气化炉，进水口连接供水管道。回收热量的同时进行激冷水的降温，降低能耗。
实施例九
与实施例八不同的是，加热换热器5的冷媒出口与冷水交换器的冷媒进口之间设有冷凝器。提高冷水换热器的换热效率。
实施例十
除氧器7的液相出口通过除氧水泵连接热水塔6。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种德士古气化炉黑水热回收处理系统，包括多级闪蒸系统和闪蒸换热系统，其特征在于，所述多级闪蒸系统包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，闪蒸换热系统包括压缩机、冷却排管和加热换热器，高压闪蒸罐的气相出口与热水塔气相进口连接，热水塔内设有冷却排管，冷却排管的出口通过管道连接加热换热器的进口，冷却排管的进口通过膨胀阀连接加热换热器的冷媒出口，加热换热器的冷媒入口通过管道连接压缩机的出口；高压闪蒸罐的液相出口与加热换热器的进液口连接，加热换热器的出液口连接低压闪蒸罐的进口，低压闪蒸罐的气相出口连接至除氧器气相进口，低压闪蒸罐的液相出口与真空闪蒸罐的进口连接；真空闪蒸罐的气相出口与真空闪蒸冷凝器的进口连接，真空闪蒸罐的液相出口与污水处理系统连接；真空闪蒸冷凝器的气相出口与闪蒸真空泵气相进口连接，真空闪蒸冷凝器的液相出口连接至灰水槽的进口；闪蒸真空泵的出口与闪蒸真空泵分离罐的进口连接，闪蒸真空泵分离罐的液相出口连接至灰水槽的进口；
德士古气化炉排出的黑水通过多级闪蒸系统闪蒸完成气液分离，多级闪蒸系统排出的黑水通过加热换热器加热提高温度后再进入低压闪蒸管，加热换热器通过闪蒸换热系统与热水塔内的蒸汽换热；
压缩机将冷媒压缩为高温高压的液态，通过加热换热器散热后成为常温高压的液态，液态的冷媒通过膨胀阀进入冷却排管，冷却排管与热水塔内进行换热，使冷媒蒸发为低温低压的气态后回到压缩机。
2.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述除氧器的气相出口与放空冷却器的进口端连接，放空冷却器的出口端连接至灰水槽的进口端。
3.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述高压闪蒸罐的进口连接气化黑水供管。
4.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述热水塔的液相出口通过水塔水泵连接气化工段。
5.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括初级沉淀池、反应沉淀池、灰水收集槽和过滤机给料池，初级沉淀池的上部出口连接反应沉淀池，反应沉淀池的上部出水口通过排水泵连接灰水收集槽；灰水收集槽的出口连接气化工段；初级沉淀池的底部出口连接过滤机给料池，过滤机给料池的出口连接过滤机给料泵，过滤机给料泵的出口连接粗轧过滤机。
6.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述加热换热器与冷却排管之间设有冷凝器。
7.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述低压闪蒸罐的气相出口连接第二热水塔的气相进口，第二热水塔内设有第二冷却排管，第二冷却排管的出口通过管道连接第二加热换热器的进口，第二冷却排管的进口通过膨胀阀连接第二加热换热器的冷媒出口，第二加热换热器的冷媒入口通过管道连接第二压缩机的出口；低压闪蒸罐的液相出口通过管道连接加热换热器的进液口，加热换热器的出液口通过管道连接真空闪蒸罐的进口。
8.根据权利要求1所述的德士古气化炉黑水热回收处理系统，其特征在于，所述加热换热器的冷媒出口通过膨胀阀连接冷水交换器的冷媒进口，冷水交换器的冷媒出口通过管道连接压缩机的进口，压缩机的出口连接加热换热器的冷媒进口，冷水交换器的出水口通过激冷水进水泵连接德士古气化炉，进水口连接供水管道。
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