CN111544914A - 一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，包括低压闪蒸器，低压闪蒸器顶部与脱氧槽、变换汽提塔、低压闪蒸冷凝器和水蒸气喷射真空泵连接，低压闪蒸器底部与真空闪蒸器连接，低压闪蒸冷凝器与低压闪蒸分离器连接，真空闪蒸器顶部与真空闪蒸冷凝器连接，真空闪蒸冷凝器与真空闪蒸分离器连接，真空闪蒸分离器顶部分别与水蒸气喷射真空泵和水环式真空泵连接，水蒸气喷射真空泵和水环式真空泵均与真空泵分离器连接；低压闪蒸分离器、真空闪蒸分离器和真空泵分离器底部均与灰水槽连接。本发明将低压闪蒸系统处理后的闪蒸汽进行充分利用，减少热损失，提高热回收效率，减少生产运行成本。

Description

一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统
技术领域
本发明涉及一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，属于水煤浆气化工艺的低压闪蒸技术领域。
背景技术
气流床气化工艺的气化装置主要包括煤浆制备系统、气化系统及合成气初步净化系统和渣水处理系统三部分。水煤浆通过高压煤浆泵加压送至气化炉反应生产粗合成气，粗合成气在气化炉的激冷室内进行初步洗涤，然后进入到混合器、旋风分离器、水洗塔精细洗涤，洗涤后的带有饱和水蒸气的合成气含尘量＜1mg/Nm3；气化系统和合成气洗涤系统对合成气洗涤后均会有大量的高温黑水去渣水处理系统，高温的黑水经过渣水处理系统，经过去除酸性气体、进行热量回收，高温黑水经逐级减压闪蒸、降温；将黑水中的固体灰渣进行沉降分离，对分离固体灰渣后的灰水处理后的变成70～80℃的灰水返回系统重复利用。一般典型的水煤浆气化工艺的渣水系统黑水闪蒸根据气化系统压力采用二级或者三级闪蒸，分别是高压闪蒸系统、低压闪蒸系统、真空闪蒸系统。
现有低压闪蒸系统的闪蒸汽主要是通过换热冷凝器来利用循环水降温换热，换热后的不凝汽放空，冷凝液回收利用；闪蒸汽利用率不高，对环保不利，并造成资源的浪费。本发明提供一种煤气化低压黑水闪蒸汽热回收系统，通过低压闪蒸器处理后的闪蒸汽得到充分利用，减少热损失，提高热回收效率及节省生产运行成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，技术方案如下，
一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，包括低压闪蒸器，所述低压闪蒸器的顶部通过连接管线分别与脱氧槽、变换汽提塔、低压闪蒸冷凝器和水蒸气喷射真空泵连接，所述低压闪蒸器的底部通过连接管线与真空闪蒸器连接，所述低压闪蒸冷凝器通过连接管线与低压闪蒸分离器连接，所述真空闪蒸器的顶部通过连接管线与真空闪蒸冷凝器连接，所述真空闪蒸冷凝器通过连接管线与真空闪蒸分离器连接，所述真空闪蒸分离器的顶部通过连接管线分别与水蒸气喷射真空泵和水环式真空泵连接，所述水蒸气喷射真空泵和水环式真空泵均与真空泵分离器连接；所述低压闪蒸分离器、真空闪蒸分离器和真空泵分离器的底部均通过连接管线与灰水槽连接，所述低压闪蒸分离器顶部与酸性气火炬管线连接，真空泵分离器的顶部均通过连接管线与外界连通，所述真空闪蒸器的底部通过连接管线与澄清槽连接。
优选的，所述真空闪蒸分离器的顶部通过设有第一真空压力调节阀和第一手动调节阀的连接管线与水蒸气喷射真空泵连接，所述第一手动调节阀位于第一真空压力调节阀的下游管段，所述第一真空压力调节阀的上游管段连接设有第二真空压力调节阀的连接管线，所述水环式真空泵通过连接管线与第一真空压力调节阀和第一手动调节阀之间的管段上连接。
优选的，所述低压闪蒸器与真空闪蒸器之间的连接管线上设有液位调节阀。
优选的，所述低压闪蒸器通过连接管线与蒸发热水塔连接。
优选的，所述脱氧槽与低压蒸汽管线和脱盐水管线连接。
本发明将低压闪蒸系统处理后的闪蒸汽进行充分利用，减少热损失，提高热回收效率及节省生产运行成本。
附图说明
图1是本发明一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统的结构示意图。
图中：1、低压闪蒸器；2、脱氧槽；3、低压闪蒸冷凝器；4、水蒸气喷射真空泵；5、真空闪蒸器；6、低压闪蒸分离器；7、真空闪蒸冷凝器；8、真空闪蒸分离器；9、水环式真空泵；10、真空泵分离器；11、第一真空压力调节阀；12、第一手动调节阀；13、第二真空压力调节阀；14、液位调节阀；15、低压蒸汽管线；16、脱盐水管线；17、第二手动调节阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，包括低压闪蒸器1，所述低压闪蒸器1通过连接管线与蒸发热水塔连接。所述低压闪蒸器1的顶部通过连接管线分别与脱氧槽2、变换汽提塔、低压闪蒸冷凝器3和水蒸气喷射真空泵4连接，所述脱氧槽2与低压蒸汽管线15和脱盐水管线16连接。所述低压闪蒸器1的底部通过连接管线与真空闪蒸器5连接，所述低压闪蒸器1与真空闪蒸器5之间的连接管线上设有液位调节阀14。所述低压闪蒸冷凝器3通过连接管线与低压闪蒸分离器6连接，所述真空闪蒸器5的顶部通过连接管线与真空闪蒸冷凝器7连接，所述真空闪蒸冷凝器7通过连接管线与真空闪蒸分离器8连接，所述真空闪蒸分离器8的顶部通过连接管线分别与水蒸气喷射真空泵4和水环式真空泵9连接，所述水蒸气喷射真空泵4和水环式真空泵9均与真空泵分离器10连接。所述低压闪蒸分离器6、真空闪蒸分离器8和真空泵分离器10的底部均通过连接管线与灰水槽连接，所述低压闪蒸分离器6顶部通过连接管线与酸性气火炬连接，真空泵分离器10的顶部均通过连接管线与外界连通，所述真空闪蒸器5的底部通过连接管线与澄清槽连接。
所述真空闪蒸分离器的顶部通过设有第一真空压力调节阀和第一手动调节阀的连接管线与水蒸气喷射真空泵连接，所述第一手动调节阀位于第一真空压力调节阀的下游管段，所述第一真空压力调节阀的上游管段连接设有第二真空压力调节阀的连接管线，所述水环式真空泵通过连接管线与第一真空压力调节阀和第一手动调节阀之间的管段上连接。
本发明的具体工作流程如下：
气化及合成气初步净化系统黑水经调节控制并减压后送入蒸发热水塔蒸发室。蒸发热水塔底部初步浓缩后的黑水通过液位调节阀控制送入低压闪蒸器1。
进入低压闪蒸器1的黑水在降压状态进行闪蒸，闪蒸后的闪蒸汽后分四路回收利用：
第一路：低压闪蒸器1的闪蒸汽主要是去变换汽提塔替代低压蒸汽使用。
第二路：低压闪蒸器1的闪蒸汽去脱氧槽2，在气化装置系统开车前，脱氧槽2的温度要在101℃左右，压力在0.015MPa的条件下,通过低压蒸汽管线15和脱盐水管线16向脱氧槽通入低压蒸汽和脱盐水，用低压蒸汽对脱盐水进行加热，除去氧的脱盐水通过泵输送到高压闪蒸系统中；当系统开车正常后，低压闪蒸器1的闪蒸汽正常后，即压力为0.15-0.2MPa，低压闪蒸汽通过第二手动调节阀17控制流量去脱氧槽2替代低压蒸汽使用。
第三路：少量低压闪蒸汽去水蒸气喷射真空泵4。在气化装置系统开车前期，黑水闪蒸系统不稳定，为了维持真空闪蒸器5的正常操作，维持温度在70～80℃，压力-0.056MPa，前期运行使用水环式真空泵9抽负压，此时，第一真空压力调节阀11开启，水环式真空泵9的工作，使得真空闪蒸器5、真空闪蒸冷凝器7及真空闪蒸分离器8均保持负压，通过第二真空压力调节阀13来配合控制控制真空闪蒸器5压力维持在-0.056MPa；当低压闪蒸器1的闪蒸汽正常后，通过第一手动调节阀12接入低压闪蒸汽启动水蒸气喷射真空泵4，停止水环式真空泵9，同时关闭第二真空压力调节阀13。所述第一真空压力调节阀11和第二真空压力调节阀13的配合调节可通过PLC控制器实现。
低压闪蒸器1底部黑水通过液位调节阀14送入真空闪蒸器5。由于水蒸气喷射真空泵4工作，进入真空闪蒸器5的黑水在负压状态进行闪蒸，闪蒸后的气体经真空闪蒸冷凝器7换热降温，进入真空闪蒸分离器8冷凝液进入灰水槽，气相通过水蒸气喷射真空泵4作用形成真空闪蒸器5负压，水蒸气喷射真空泵4的冷凝液进入真空泵分离器10进入灰水槽，微量不凝汽在高空安全处排放。真空闪蒸器5底部的黑水，通过静态混合器中的絮凝剂混合后进入澄清槽进行固液分离，澄清槽中澄清后的灰水溢流至灰水槽经泵输送到系统中重复利用。
第四路：在气化装置系统开停车时闪蒸系统中各设备不需要蒸汽时或者需要微量调整低压闪蒸器1的操作压力时，通过压力调节阀控制低压闪蒸汽进入低压闪蒸冷凝器3换热降温，冷凝液进入低压闪蒸分离器6然后进到灰水槽，少量的不凝汽去酸性气火炬。
考虑以上描述的闪蒸汽量能否满足四路供气要求，一般气化装置都是多个系列，足够四路闪蒸汽的需求量，保证了低压闪蒸汽的充分利用。本发明实现了低压闪蒸系统在逐级降压闪蒸后蒸汽的热量回收及有效利用，一般闪蒸汽主要是通过换热器利用循环水降温换热，换热后的不凝汽放空，闪蒸汽利用率不高，对环保不利，并造成资源的浪费，通过低压闪蒸系统处理后的闪蒸汽能够得到充分利用，减少热损失，提高热回收效率及节省生产运行成本。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，其特征在于：包括低压闪蒸器，所述低压闪蒸器的顶部通过连接管线分别与脱氧槽、变换汽提塔、低压闪蒸冷凝器和水蒸气喷射真空泵，所述低压闪蒸器的底部通过连接管线与真空闪蒸器连接，所述低压闪蒸冷凝器通过连接管线与低压闪蒸分离器连接，所述真空闪蒸器的顶部通过连接管线与真空闪蒸冷凝器连接，所述真空闪蒸冷凝器通过连接管线与真空闪蒸分离器连接，所述真空闪蒸分离器的顶部通过连接管线分别与水蒸气喷射真空泵和水环式真空泵连接，所述水蒸气喷射真空泵和水环式真空泵均与真空泵分离器连接；所述低压闪蒸分离器、真空闪蒸分离器和真空泵分离器的底部均通过连接管线与灰水槽连接，所述低压闪蒸分离器顶部通过连接管线与酸性气火炬连接；所述真空泵分离器的顶部均通过连接管线与外界连通，所述真空闪蒸器的底部通过连接管线与澄清槽连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，其特征在于：所述真空闪蒸分离器的顶部通过设有第一真空压力调节阀和第一手动调节阀的连接管线与水蒸气喷射真空泵连接，所述第一手动调节阀位于第一真空压力调节阀的下游管段，所述第一真空压力调节阀的上游管段连接设有第二真空压力调节阀的连接管线，所述水环式真空泵通过连接管线与第一真空压力调节阀和第一手动调节阀之间的管段上连接。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，其特征在于：所述低压闪蒸器与真空闪蒸器之间的连接管线上设有液位调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，其特征在于：所述低压闪蒸器通过连接管线与蒸发热水塔连接。
5.根据权利要求1所述的一种煤气化低压黑水闪蒸热回收系统，其特征在于：所述脱氧槽与低压蒸汽管线和脱盐水管线连接。
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