CN108452547A - 一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置和水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程。所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置包括：饱和热水塔，饱和热水塔包括塔体和多个塔盘，塔体内具有容纳腔，塔体上设有与容纳腔连通的灰水进口、饱和污蒸汽进口、灰水出口和气体出口，多个塔盘沿上下方向间隔开地设在容纳腔内，气体出口位于多个塔盘的上方，灰水进口位于多个塔盘中的最上方的两个之间，饱和污蒸汽进口和灰水出口位于多个塔盘的下方。根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置具有热量回收效率高、在线率高、结构简单、操作弹性大、安全可靠等优点，可以比较彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
Description
技术领域
本发明涉及一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程，还涉及一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置。
背景技术
煤气化装置产生的高温高压灰水在高压闪蒸罐中减压闪蒸，产生大量的污蒸气，由于所产生的污蒸气中含有微量的煤渣颗粒、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等，所以污蒸汽的回收利用一直受到一定的限制，热量回收效率较低，系统操作困难。
目前，高压闪蒸污蒸汽的回收利用流程设置为：污蒸汽首先进入灰水加热器，在灰水加热器内污蒸汽和高压灰水换热后把灰水加热到120摄氏度-130摄氏度内，出灰水加热器的污蒸气部分冷凝，变成148摄氏度左右的气水混合物(少量冷凝液)，然后进入闪蒸汽冷凝器内，和循环水换热后温度降为90摄氏度左右，然后进入气液分离器内，气液分离后的液相进入除氧器筒体，循环利用，气相进入火炬。
该工艺流程存在以下不足：(1)由于污蒸汽和高压灰水中都含有少量固体颗粒且灰水的硬度较高，所以灰水加热器易结垢，造成换热效果降低，严重时发生堵塞，运行一段时间后就必须切除灰水加热器进行机械清洗，灰水加热器不仅使用效果差、在线率低，而且灰水加热器寿命大大降低。(2)出灰水换热器的污蒸汽及部分冷凝液进入闪蒸汽冷凝器，和循环水换热，温度直接降为90摄氏度左右，造成大量的能量浪费。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有热量回收效率高的优点的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置可以比较彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
本发明还提出一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程。
根据本发明第一方面实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置包括：饱和热水塔，所述饱和热水塔包括塔体和多个塔盘，所述塔体内具有容纳腔，所述塔体上设有与所述容纳腔连通的灰水进口、饱和污蒸汽进口、灰水出口和气体出口，多个所述塔盘沿上下方向间隔开地设在所述容纳腔内，其中所述气体出口位于多个所述塔盘的上方，所述灰水进口位于多个所述塔盘中的最上方的两个之间，所述饱和污蒸汽进口和所述灰水出口位于多个所述塔盘的下方。
根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10具有热量回收效率高的优点，可以比较彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
另外，根据本发明上述实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置进一步包括气体分布器，所述气体分布器设在所述容纳腔内且位于多个所述塔盘的下方，其中所述气体分布器的进气口与穿过所述饱和污蒸汽进口且伸入到所述容纳腔内的进气管相连。
根据本发明的一个实施例，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置进一步包括集水器，所述集水器设在所述容纳腔内且位于所述气体分布器的下方，其中所述集水器与穿过所述灰水出口且伸入到所述容纳腔内的排水管相连。
根据本发明的一个实施例，所述塔体上还设有与所述容纳腔连通的原水进口，所述原水进口位于多个所述塔盘的上方。
根据本发明的一个实施例，相邻两个所述塔盘相对设置，相邻两个所述塔盘中的一个在水平面上的投影的一部分与相邻两个所述塔盘中的另一个在水平面上的投影的一部分重合。
根据本发明的一个实施例，每个所述塔盘包括水平板和设在所述水平板的边沿的竖直板。
根据本发明的一个实施例，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置进一步包括硫回收器，所述硫回收器的进口与所述气体出口相连。
根据本发明第二方面实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程通过根据本发明第一方面所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置来实施，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程包括以下步骤：
通过所述饱和污蒸汽进口向所述塔体内输送饱和污蒸气，通过所述灰水进口向所述塔体内输送灰水；
灰水逐级经过多个所述塔盘向下流动，饱和污蒸汽逐级经过多个所述塔盘向上流动，灰水和饱和污蒸汽在每个所述塔盘上进行换热、汽提；
从所述气体出口排出气体，从所述灰水出口排出灰水。
根据本发明的一个实施例，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程进一步包括：将从所述气体出口排出的气体通入到硫回收器内，以便回收所述气体中的硫。
附图说明
图1是根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置的结构示意图；
图2是图1中的A区域的放大图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10。如图1和图2所示，根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10包括饱和热水塔101。
饱和热水塔101包括塔体1011和多个塔盘1012，塔体1011内具有容纳腔1013，塔体1011上设有与容纳腔1013连通的灰水进口1014、饱和污蒸汽进口1015、灰水出口1016和气体出口1017。多个塔盘1012沿上下方向间隔开地设在容纳腔1013内。其中，气体出口1017位于多个塔盘1012的上方，灰水进口1014位于多个塔盘1012中的最上方的两个之间，饱和污蒸汽进口1015和灰水出口1016位于多个塔盘1012的下方。
下面参考图1和图2描述利用根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10实施的水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程。根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程包括以下步骤：
通过饱和污蒸汽进口1015向塔体1011内输送饱和污蒸气，通过灰水进口1014向塔体1011内输送灰水；
灰水逐级经过多个塔盘1012向下流动，饱和污蒸汽逐级经过多个塔盘1012向上流动，灰水和饱和污蒸汽在每个塔盘1012上进行换热、汽提；
从气体出口1017排出气体，从灰水出口1016排出灰水。
根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10通过利用设有多个塔盘1012的饱和热水塔101对饱和污蒸汽进行处理，从而可以使灰水与饱和污蒸汽在每个塔盘1012上都进行换热和汽提，以便在多个塔盘1012上逐级换热和汽提。由此不仅可以确保热量充分交换，极大地提高热量回收效率，而且可以比较彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
由于取消了灰水加热器、闪蒸汽冷凝器和除氧器，因此不仅可以避免因灰水加热器的结垢和堵塞而造成系统停车，从而可以提高系统连续运行率，而且可以简化水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10的结构，降低水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10的制造成本。
由于灰水的硬度较高，因此不会因为结垢而导致换热效率急剧下降。由此可以使水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10的操作更加稳定、更加简单，水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10在线率高且安全可靠，检修工作量小。
此外，水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10还具有流程简单、操作弹性大的优点。
因此，根据本发明实施例的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10具有热量回收效率高、在线率高、结构简单、操作弹性大、安全可靠等优点，可以比较彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
由于现有的饱和污蒸汽的回收利用装置的除氧器的工作压力是微正压，因此含硫尾气只能现场放空，造成环境污染。
在本发明的一些实施例中，水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10可以进一步包括硫回收器(图中未示出)，该硫回收器的进口与气体出口1017相连。
具体而言，将从气体出口1017排出的气体通入到该硫回收器内，以便回收气体中的硫。在经过饱和热水塔101处理饱和污蒸汽后得到的气体中，由于不凝气含量高，水蒸气相对较少，因此可以将该气体直接输送到该硫回收器内，以便回收该气体中的硫。由此不需对该气体进行就地放空，不会污染环境。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10可以进一步包括气体分布器102，气体分布器102设在容纳腔1013内，且气体分布器102位于多个塔盘1012的下方。其中，气体分布器102的进气口与穿过饱和污蒸汽进口1015且伸入到容纳腔1013内的进气管104相连。
通过设置气体分布器102，可以使饱和污蒸汽在饱和热水塔101内分布地更加均匀，从而可以进一步提高热量回收效率，且可以更加彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
有利地，如图1所示，水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10进一步包括集水器103，集水器103设在容纳腔1013内，且集水器103位于气体分布器102的下方。其中，集水器103与穿过灰水出口1016且伸入到容纳腔1013内的排水管105相连。
集水器103可以用于收集与饱和污蒸汽进行换热的灰水，并将收集到的灰水排出。具体而言，排水管105可以与高压灰水泵106相连，以便利用高压灰水泵106将灰水输送到洗涤塔。
如图1和图2所示，在本发明的一些示例中，塔体1011上还设有与容纳腔1013连通的原水进口1018，原水进口1018位于多个塔盘1012的上方。也就是说，多个塔盘1012的位于最上方的一个在上下方向上位于原水进口1018与灰水进口1014之间。由此可以利用原水对饱和污蒸气进行处理，从而可以更加彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
在本发明的一个示例中，如图1和图2所示，相邻两个塔盘1012相对设置，相邻两个塔盘1012中的一个在水平面上的投影的一部分与相邻两个塔盘1012中的另一个在水平面上的投影的一部分重合。由此不仅可以进一步提高水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10的热量回收效率，而且可以更加彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
如图1和图2所示，有利地，每个塔盘1012包括水平板10121和设在水平板10121的边沿的竖直板10122。由此不仅可以进一步提高水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置10的热量回收效率，而且可以更加彻底地除去饱和污蒸汽中的溶解性气体和硫化物。
在本发明的一个具体示例中，出高压闪蒸罐的0.5MPa(G)、149摄氏度左右的饱和污蒸气直接进入饱和热水塔101的中部，从低压灰水泵来的0.8MPa(G)、50摄氏度左右的灰水进入饱和热水塔101的上部的塔盘1012，灰水逐级经过塔盘1012向下流动，饱和污蒸汽向上经过塔盘1012流动。在每块塔盘1012上，灰水和饱和污蒸汽经过逐级换热、汽提后，在最下一块塔盘1012出灰水被加热到135摄氏度，出最上一块塔盘1012的气相温度降为75摄氏度左右。饱和热水塔101的0.5MPa(G)、135摄氏度灰水经高压灰水泵106加压后进入洗涤塔，循环使用。塔顶出来的0.5MPa(G)、75高压灰水泵106左右且含有大量不凝气、硫化物的气体，送硫回收进一步处理。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，包括：
饱和热水塔，所述饱和热水塔包括塔体和多个塔盘，所述塔体内具有容纳腔，所述塔体上设有与所述容纳腔连通的灰水进口、饱和污蒸汽进口、灰水出口和气体出口，多个所述塔盘沿上下方向间隔开地设在所述容纳腔内，其中所述气体出口位于多个所述塔盘的上方，所述灰水进口位于多个所述塔盘中的最上方的两个之间，所述饱和污蒸汽进口和所述灰水出口位于多个所述塔盘的下方。
2.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，进一步包括气体分布器，所述气体分布器设在所述容纳腔内且位于多个所述塔盘的下方，其中所述气体分布器的进气口与穿过所述饱和污蒸汽进口且伸入到所述容纳腔内的进气管相连。
3.根据权利要求2所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，进一步包括集水器，所述集水器设在所述容纳腔内且位于所述气体分布器的下方，其中所述集水器与穿过所述灰水出口且伸入到所述容纳腔内的排水管相连。
4.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，所述塔体上还设有与所述容纳腔连通的原水进口，所述原水进口位于多个所述塔盘的上方。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，相邻两个所述塔盘相对设置，相邻两个所述塔盘中的一个在水平面上的投影的一部分与相邻两个所述塔盘中的另一个在水平面上的投影的一部分重合。
6.根据权利要求5所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，每个所述塔盘包括水平板和设在所述水平板的边沿的竖直板。
7.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置，其特征在于，进一步包括硫回收器，所述硫回收器的进口与所述气体出口相连。
8.一种水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程，其特征在于，利用根据权利要求1-7中任一项所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用装置实施所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程，所述水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程包括以下步骤：
通过所述饱和污蒸汽进口向所述塔体内输送饱和污蒸气，通过所述灰水进口向所述塔体内输送灰水；
灰水逐级经过多个所述塔盘向下流动，饱和污蒸汽逐级经过多个所述塔盘向上流动，灰水和饱和污蒸汽在每个所述塔盘上进行换热、汽提；
从所述气体出口排出气体，从所述灰水出口排出灰水。
9.根据权利要求8所述的水煤浆加压气化污蒸气回收利用新流程，其特征在于，进一步包括：将从所述气体出口排出的气体通入到硫回收器内，以便回收所述气体中的硫。
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