CN112850828B - 黑水的处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及黑水的处理设备技术领域，具体地涉及一种黑水的处理系统。黑水的处理系统包括：所述闪蒸单元设置为能够对黑水进行闪蒸处理以得到处理水和闪蒸气，所述闪蒸单元包括供所述黑水流入的进液口和供所述闪蒸气排出的排气口；所述回收单元包括供所述闪蒸气流入的进气口，所述回收单元的进气口与所述闪蒸单元的排气口连通，并且所述回收单元设置为能够储存所述闪蒸气；所述检测单元设置在所述闪蒸单元和所述回收单元之间并且能够检测所述闪蒸单元和/或所述回收单元的泄漏信息。该黑水的处理系统设置回收单元和检测单元，便于对闪蒸单元排出的闪蒸气进行高效储存，防止闪蒸气泄露，避免了闪蒸气中的原料气浪费，更为安全环保。

Description

黑水的处理系统
技术领域
本发明涉及黑水的处理设备技术领域，具体地涉及一种黑水的处理系统。
背景技术
在煤气化领域，气化炉和洗涤塔排放的高温、高压黑水经过三级或四级闪蒸处理，黑水通过闪蒸降温、浓缩后送入沉降槽系统进行沉降分离，以备进一步地循环利用。而黑水经过三级或四级闪蒸处理得到的闪蒸气中含有一定的CO、H2、H2S、NH3、N2等气体成分，基本直接排放到大气中，不仅造成一部分原料气浪费，同时对大气和人体健康造成危害。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的黑水经过闪蒸处理后得到的闪蒸气直接排放到大气中导致的原料气浪费和环境污染的问题，提供一种黑水的处理系统，该黑水的处理系统通过设置回收单元和检测单元，便于对闪蒸单元排出的闪蒸气进行高效储存，防止闪蒸气泄露，避免了闪蒸气中的原料气浪费，更为安全环保。
为了实现上述目的，本发明提供一种黑水的处理系统，包括：闪蒸单元，所述闪蒸单元设置为能够对黑水进行闪蒸处理以得到处理水和闪蒸气，所述闪蒸单元包括供所述黑水流入的进液口和供所述闪蒸气排出的排气口；回收单元，所述回收单元包括供所述闪蒸气流入的进气口，所述回收单元的进气口与所述闪蒸单元的排气口连通，并且所述回收单元设置为能够储存所述闪蒸气；检测单元，所述检测单元设置在所述闪蒸单元和所述回收单元之间并且能够检测所述闪蒸单元和/或所述回收单元的泄漏信息。
可选的，所述回收单元的进气口和所述闪蒸单元的排气口之间设置有输送管道，所述检测单元包括设置在所述输送管道上的氧气检测仪，所述氧气检测仪设置为能够检测所述输送管道中的所述闪蒸气的含氧量以获取所述泄漏信息。
可选的，所述处理系统包括控制单元，所述回收单元包括排空管道、第一阀和第二阀，所述排空管道的两端分别与所述输送管道和外部空气连通，所述第一阀安装于所述输送管道，所述第二阀安装于所述排空管道，所述控制单元分别与所述第一阀、所述第二阀和所述氧气检测仪电连接并且能够根据所述氧气检测仪检测得到的含氧信息控制所述第一阀和所述第二阀的开关，以相应地控制所述闪蒸气能够流入所述回收单元或者排空。
可选的，所述闪蒸单元包括：真空闪蒸罐，所述真空闪蒸罐设置为能够对所述黑水进行真空闪蒸处理，所述真空闪蒸罐的排气口为所述闪蒸单元的排气口；和/或
低压闪蒸罐，所述低压闪蒸罐设置为能够对所述黑水进行低压闪蒸处理，所述低压闪蒸罐的排气口为所述闪蒸单元的排气口。
可选的，所述黑水为高温高压废液，所述回收单元包括冷却器，所述冷却器分别与所述回收单元的进气口和所述闪蒸单元的排气口连通并且能够对所述闪蒸气进行冷却处理，以去除所述闪蒸气中掺杂的水蒸气。
可选的，所述回收单元包括回收罐，所述回收罐设置为能够储存并且冷却所述闪蒸气以将所述闪蒸气分离得到液体和气体，所述回收罐包括供所述闪蒸气流入的进气口和供所述气体排出的排气口，所述回收罐的进气口为所述回收单元的进气口。
可选的，所述回收单元包括用于输出所述气体的输出管道以及设置在所述输出管道上的升压装置和第三阀，所述升压装置设置为能够调节所述气体的输出气压，所述第三阀设置为能够控制所述输送管道的通断。
可选的，所述回收罐包括供所述气体从所述输出管道回流至所述回收罐内的回流口，所述回收单元包括回流管道以及设置在所述回流管道上的第四阀，所述回流管道分别与所述回收罐的回流口和所述输送管道连通，所述第四阀设置为能够控制所述回流管道的通断。
可选的，所述处理系统包括控制单元，所述回收罐设置有能够检测所述回收罐内的气压的压力表，所述控制单元分别与所述压力表、所述第三阀和所述第四阀电连接并且设置为能够根据所述压力表检测得到的气压情况控制所述第三阀和所述第四阀的启闭，以相应地控制所述气体排出或者回流至所述回收罐。
可选的，所述回收罐包括液位计，所述液位计设置为能够测量所述回收罐内的液位高度。
通过上述技术方案，本发明提供了一种黑水的处理系统，提供一种黑水的处理系统，该黑水的处理系统通过设置闪蒸单元、回收单元和检测单元，使得黑水能够在闪蒸单元进行闪蒸处理以得到闪蒸气，并且这部分闪蒸气能够通过回收单元进行储存，以备作为后续工艺流程的原料气进行再利用，还能通过检测单元及时观测闪蒸单元和/或回收单元是否泄露，防止闪蒸气的泄漏，避免了闪蒸气中的原料气浪费，更为安全环保。
附图说明
图1是本发明提供的一种黑水的处理系统中的闪蒸单元的结构示意图；
图2是本发明提供的一种黑水的处理系统中的回收单元的结构示意图。
附图说明标记
1、高压闪蒸罐；2、低压闪蒸罐；3、真空闪蒸罐；4、冷凝器；5、除氧器；6、真空冷凝器；7、真空泵；8、回收罐；9、冷却器；10、输送管道；11、第一阀；12、排空管道；13、第二阀；14、氧气检测仪；15、输出管道；16、升压装置；17、第三阀；18、回流管道；19、第四阀；20、压力表；21、液位计；22、液位控制阀；23、安全阀；24、放空阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种黑水的处理系统，如图1和2所示，包括：闪蒸单元，所述闪蒸单元设置为能够对黑水进行闪蒸处理以得到处理水和闪蒸气，所述闪蒸单元包括供所述黑水流入的进液口和供所述闪蒸气排出的排气口；回收单元，所述回收单元包括供所述闪蒸气流入的进气口，所述回收单元的进气口与所述闪蒸单元的排气口连通，并且所述回收单元设置为能够储存所述闪蒸气；检测单元，所述检测单元设置在所述闪蒸单元和所述回收单元之间并且能够检测所述闪蒸单元和/或所述回收单元的泄漏信息。
通过上述技术方案，本发明提供了一种黑水的处理系统，提供一种黑水的处理系统，该黑水的处理系统通过设置闪蒸单元、回收单元和检测单元，使得黑水能够在闪蒸单元进行闪蒸处理以得到闪蒸气，并且这部分闪蒸气能够通过回收单元进行储存，以备作为后续工艺流程的原料气进行再利用，还能通过检测单元及时观测处理系统中的闪蒸单元和/或回收单元是否发生泄露，有效防止了闪蒸气出现泄漏，避免了闪蒸气中的原料气浪费，更为安全环保。
如图2所示，所述回收单元的进气口和所述闪蒸单元的排气口之间设置有输送管道10，所述检测单元包括设置在所述输送管道10上的氧气检测仪14，所述氧气检测仪14设置为能够检测所述输送管道10中的所述闪蒸气的含氧量以获取所述泄漏信息，设计更为合理，防止闪蒸气内的含氧量过高，避免闪蒸气内的可燃气因接触到较多氧气而发生爆炸，从而保证了黑水的处理系统的安全运行。
根据本发明的一些具体实施方式，在煤化工领域，煤处理得到的黑水通过闪蒸单元进行闪蒸处理以得到闪蒸气，这部分闪蒸气中含有CO、H2、H2S、NH3、N2等多种气体组分(其中，CO、H2可以作为化工产品原料气进行再利用，H2S也可以进一步回收利用，而且，CO、H2S、NH3对人体和大气产生危害)，但几乎不包含氧气，此时，黑水的处理系统通过氧气检测仪14实时监测输送管道10中的闪蒸气的含氧量，一旦氧气检测仪14检测到含氧量超标(其中，含氧量的最高标准可以根据实际需求来设定)，则说明：黑水的处理系统出现泄漏，才致使外部空气流入到输送管道10中，当然，也会存在输送管道10中的闪蒸气泄漏到外部的现象，造成了环境污染，还浪费了一部分的原料气。
为了进一步保证回收单元能够更为安全地储存闪蒸气，所述处理系统包括控制单元，所述回收单元包括排空管道12、第一阀11和第二阀13，所述排空管道12的两端分别与所述输送管道10和外部空气连通，所述第一阀11安装于所述输送管道10，所述第二阀13安装于所述排空管道12，所述控制单元分别与所述第一阀11、所述第二阀13和所述氧气检测仪14电连接并且能够根据所述氧气检测仪14检测得到的含氧信息控制所述第一阀11和所述第二阀13的开关，以相应地控制所述闪蒸气能够流入所述回收单元或者排空(即，排放到外部空气中)，防止回收单元内混入氧气，从而保证了回收单元的安全运行。
使用时，当氧气检测仪14检测得到的含氧量不超标时，控制单元控制第一阀11开启并且第二阀13关闭，使得闪蒸单元排出的闪蒸气经过输送管道10流入到回收单元中进行储存；当氧气检测仪14检测得到的含氧量超标时，控制单元控制第一阀11关闭并且第二阀13开启，使得这部分混有过量氧气的闪蒸气经过排空管道12排到外部空气中。
进一步的，如图1和2所示，所述闪蒸单元包括真空闪蒸罐3，所述真空闪蒸罐3设置为能够对所述黑水进行真空闪蒸处理，所述真空闪蒸罐3的排气口为所述闪蒸单元的排气口(例如，真空闪蒸罐3排出的闪蒸气可以通过图1和图2所示的Ⅲ进行简单标示)，有利于对真空闪蒸罐3排出的闪蒸气进行净化处理。
进一步的，如图1和2所示，所述闪蒸单元包括低压闪蒸罐2，所述低压闪蒸罐2设置为能够对所述黑水进行低压闪蒸处理，所述低压闪蒸罐2的排气口为所述闪蒸单元的排气口(例如，低压闪蒸罐2排出的闪蒸气可以通过图1和图2所示的Ⅱ进行简单标示)，有利于对低压闪蒸罐2排出的闪蒸气进行净化处理。此外，闪蒸单元还包括高压闪蒸罐1，高压闪蒸罐1设置为能够对所述黑水进行高压闪蒸处理，此时，高压闪蒸罐1的排气口可以为所述闪蒸单元的排气口(例如，低压闪蒸罐2排出的闪蒸气可以通过图1所示的Ⅰ进行简单标示)；优选地，高压闪蒸罐1的排气口与其他反应器连通，为其他反应器直接供应原料气，充分利用了高压闪蒸罐1排出的闪蒸气所具有的高压优势，从而实现了闪蒸气的顺利输送。值得一提的是，真空闪蒸罐3和低压闪蒸罐2排出的闪蒸气可以分开回收，也可以采用同一回收单元进行回收处理。
根据本发明的一些具体实施方式，在煤化工领域，煤处理得到的黑水通过闪蒸单元进行闪蒸处理以得到闪蒸气，如图1所示，闪蒸单元可以包括依次连通的高压闪蒸罐1、低压闪蒸罐2和真空闪蒸罐3，以对黑水(例如，低压闪蒸罐2排出的闪蒸气可以通过图1所示的A和B进行简单标示)依次进行高压闪蒸处理、低压闪蒸处理和真空闪蒸处理，得到的闪蒸气可以排到回收单元，得到的废水(例如，低压闪蒸罐2排出的闪蒸气可以通过图1所示的AB进行简单标示)可以进入到下游闪蒸罐进行闪蒸处理；具体的，高压闪蒸罐1得到的闪蒸气可以通过冷凝器4进行冷凝处理后直接排到其他反应器中，得到的废水进入到低压闪蒸罐2；低压闪蒸罐2得到的闪蒸气可以通过除氧器5进行热交换除氧处理后直接排到回收单元进行储存，得到的废水进入到真空闪蒸罐3，此时，如果除氧器5出现泄漏，氧气检测仪14也能及时检测到闪蒸气的含氧量超标；真空闪蒸罐3得到的闪蒸气可以先通过真空冷凝器7进行冷凝处理再通过真空泵7进行抽真空处理后排到回收单元进行储存，得到的废水通过真空泵7抽送到沉降槽中进行沉降处理，此时，如果真空闪蒸罐3出现泄漏或者真空泵7出现漏气故障，氧气检测仪14也能及时检测到闪蒸气的含氧量超标。值得一提的是，除氧器5可以采用真空闪蒸罐3排出的废水在沉降槽进行沉降处理后分离得到的上层清液作为冷却液进行热交换除氧处理。具体的，气化炉产生的高温(温度值＞200℃)高压(压力值＞4.0MPa)黑水A和洗涤塔产生的高温(温度值＞200℃)高压(压力值＞4.0MPa)黑水B同时进入高压闪蒸罐1(例如，一级闪蒸罐)进行降压闪蒸，压力一般降至05～0.8MPa，闪蒸气Ⅰ(即，高压闪蒸气)通过冷凝器4进行回收热量后可以进一步回收利用，例如，可以直接排放到其他反应器中；通过高压闪蒸罐1(例如，一级闪蒸罐)浓缩后的黑水AB进入低压闪蒸罐2(例如，二级闪蒸罐)进一步降压闪蒸，压力一般降至0.1～0.2MPa，闪蒸气Ⅱ(即，低压闪蒸气)进入灰水除氧器5与低温灰水直接换热后可以输送至回收单元进行储存；通过低压闪蒸罐2(例如，二级闪蒸罐)浓缩后的黑水AB进入真空闪蒸罐3(例如，上部为三级闪蒸罐，下部为四级闪蒸罐)进一步降压闪蒸，压力一般降至-0.05～-0.08MPa，闪蒸气Ⅲ(即，真空闪蒸气)通过真空冷凝器6进行冷却降温后在真空泵7的作用下可以输送至回收单元进行储存，而且，浓缩后的黑水AB被送往沉降槽进行沉降分离后进一步循环利用。
进一步的，所述黑水为高温高压废液，所述回收单元包括冷却器9，所述冷却器9分别与所述回收单元的进气口和所述闪蒸单元的排气口连通并且能够对所述闪蒸气进行冷却处理，以去除所述闪蒸气中掺杂的水蒸气，减少了水蒸气在回收单元的占用空间，从而保证了回收单元的高效利用，解决了现有技术中闪蒸单元排出的闪蒸气因含有饱和蒸汽而导致的难以回收的问题。
进一步的，如图2所示，所述回收单元包括回收罐8，所述回收罐8设置为能够储存并且冷却所述闪蒸气以将所述闪蒸气分离得到液体和气体，所述回收罐8包括供所述闪蒸气流入的进气口和供所述气体排出的排气口，所述回收罐8的进气口为所述回收单元的进气口，结构更为简单，设计更为合理，使用成本低。
进一步的，如图2所示，所述回收单元包括用于输出所述气体的输出管道15以及设置在所述输出管道15上的升压装置16和第三阀17，所述升压装置16设置为能够调节所述气体的输出气压，所述第三阀17设置为能够控制所述输出管道15的通断。使用时，通过控制单元控制升压装置16对回收罐8中的闪蒸气进行升压处理，同时控制第三阀17开启，以便于向外部设备顺利输送闪蒸气，结构简单，有利于回收罐8中的闪蒸气进行二次利用。
根据本发明的一些具体实施方式，在煤化工领域，煤处理得到的黑水通过闪蒸单元进行闪蒸处理以得到闪蒸气，如图1和图2所示，闪蒸单元可以包括依次连通的高压闪蒸罐1、低压闪蒸罐2和真空闪蒸罐3，以对黑水(例如，低压闪蒸罐2排出的闪蒸气可以通过图1所示的A和B进行简单标示)依次进行高压闪蒸处理、低压闪蒸处理和真空闪蒸处理，高压闪蒸罐1得到的闪蒸气由于自身的高压特点，可以直接输送至其他反应器中进行二次利用，低压闪蒸罐2和真空闪蒸罐3得到的闪蒸气由于自身压力较低的特点，无法直接输送至其他反应器中进行二次利用，可以先行输送至回收罐8中进行储存，待使用时，可以先通过升压装置16对回收罐8中的闪蒸气进行升压处理再通过输出管道15排出。
如图2所示，所述回收罐8包括供所述气体从所述输出管道15回流至所述回收罐8内的回流口，所述回收单元包括回流管道18以及设置在所述回流管道18上的第四阀19，所述回流管道18分别与所述回收罐8的回流口和所述输出管道15连通，所述第四阀19设置为能够控制所述回流管道18的通断，保证了回收罐8的安全运行。使用时，当回收罐8中的压力过低时，可以打开第四阀19，使输出管道15中的闪蒸气经由回流管道18回流到回收罐8中，以向回收罐8中及时补给闪蒸气，直至回收罐8内的压力升高至正常范围为止，防止了回收罐8因压力过低而出现抽瘪等变形情况，从而保证了回收罐8的安全运行。进一步的，处理系统还包括安全阀23和放空阀24，当压力表20检测得到回收罐8内的压力过高时，可以开启安全阀23或者放空阀24，以向外部大气释放部分闪蒸气，直至回收罐8内的压力降低至正常范围为止，从而保证了回收罐8的安全运行。
可选的，所述处理系统包括控制单元，所述回收罐8设置有能够检测所述回收罐8内的气压的压力表20，所述控制单元分别与所述压力表20、所述第三阀17和所述第四阀19电连接并且设置为能够根据所述压力表20检测得到的气压情况控制所述第三阀17和所述第四阀19的启闭，以相应地控制所述气体排出或者回流至所述回收罐8，实现了智能化控制回收罐8内的气压。
根据本发明的一些具体实施方式，控制单元可以预设两个压力值X和Y，其中，X<Y，具体的，当回收罐8中的压力过低时，即压力表测得的压力值<X，控制单元控制第四阀19开启，输出管道15中的闪蒸气经由回流管道18回流到回收罐8中，直至回收罐8内的压力升高至正常范围为止，即压力表测得的压力值≥X，防止了回收罐8因压力过低而出现抽瘪等变形情况，从而保证了回收罐8的安全运行；当然，如果第四阀19全开，压力表测得的压力值还在继续下降，并且下降至压力值为Z(其中，Z<X)时，则，控制单元控制升压装置16和第三阀17关闭，以使得闪蒸气不再经由输出管道15排出，直至回收罐8内的压力升高至正常范围为止；当回收罐8中的压力过高时，即压力表测得的压力值>Y，控制单元控制安全阀23或者放空阀24开启，使得回收罐8能够向外部大气释放部分闪蒸气，直至回收罐8内的压力降低至正常范围为止，即压力表测得的压力值≤Y，从而保证了回收罐8的安全运行。
进一步的，所述回收罐8包括液位计21，所述液位计21设置为能够测量所述回收罐8内的液位高度，防止了回收罐8因液位过高而浪费过多空间，从而保证了闪蒸气的充分回收。值得一提的是，回收罐8的底部包括液位控制阀22，控制单元分别与液位控制阀22和液位计21电连接，控制单元设置为能够根据液位计21测得的液位信息来控制液位控制阀22的运行情况。使用时，当液位计21检测得到回收罐8内的液位过高(例如，超过预设液位值)时，可以开启液位控制阀22，以向外部排出积液(其中，积液可以为流入闪蒸气携带的少量水蒸气冷凝得到的，还可以为闪蒸气中的其他低沸点气体冷凝得到的)，直至回收罐8内的液位降低至正常范围为止，从而保证了回收罐8的高效运行；当液位计21检测得到回收罐8内的液位正常(例如，低于预设液位值)时，液位控制阀22关闭。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种黑水的处理系统，其特征在于，包括：
闪蒸单元，所述闪蒸单元设置为能够对黑水进行闪蒸处理以得到处理水和闪蒸气，所述闪蒸单元包括供所述黑水流入的进液口和供所述闪蒸气排出的排气口；
回收单元，所述回收单元包括供所述闪蒸气流入的进气口，所述回收单元的进气口与所述闪蒸单元的排气口连通，并且所述回收单元设置为能够储存所述闪蒸气；
检测单元，所述检测单元设置在所述闪蒸单元和所述回收单元之间并且能够检测所述闪蒸单元和/或所述回收单元的泄漏信息；
所述回收单元的进气口和所述闪蒸单元的排气口之间设置有输送管道，所述检测单元包括设置在所述输送管道上的氧气检测仪，所述氧气检测仪设置为能够检测所述输送管道中的所述闪蒸气的含氧量以获取所述泄漏信息；
所述处理系统包括控制单元，所述回收单元包括排空管道、第一阀和第二阀，所述排空管道的两端分别与所述输送管道和外部空气连通，所述第一阀安装于所述输送管道，所述第二阀安装于所述排空管道，所述控制单元分别与所述第一阀、所述第二阀和所述氧气检测仪电连接并且能够根据所述氧气检测仪检测得到的含氧信息控制所述第一阀和所述第二阀的开关，以相应地控制所述闪蒸气能够流入所述回收单元或者排空；
所述回收单元包括回收罐，所述回收罐设置为能够储存并且冷却所述闪蒸气以将所述闪蒸气分离得到液体和气体，所述回收罐包括供所述闪蒸气流入的进气口和供所述气体排出的排气口，所述回收罐的进气口为所述回收单元的进气口；
所述回收单元包括用于输出所述气体的输出管道以及设置在所述输出管道上的升压装置和第三阀，所述升压装置设置为能够调节所述气体的输出气压，所述第三阀设置为能够控制所述输出管道的通断；
所述回收罐包括供所述气体从所述输出管道回流至所述回收罐内的回流口，所述回收单元包括回流管道以及设置在所述回流管道上的第四阀，所述回流管道分别与所述回收罐的回流口和所述输出管道连通，所述第四阀设置为能够控制所述回流管道的通断。
2.根据权利要求1所述的黑水的处理系统，其特征在于，所述闪蒸单元包括：真空闪蒸罐，所述真空闪蒸罐设置为能够对所述黑水进行真空闪蒸处理，所述真空闪蒸罐的排气口为所述闪蒸单元的排气口；和/或
低压闪蒸罐，所述低压闪蒸罐设置为能够对所述黑水进行低压闪蒸处理，所述低压闪蒸罐的排气口为所述闪蒸单元的排气口。
3.根据权利要求1所述的黑水的处理系统，其特征在于，所述黑水为高温高压废液，所述回收单元包括冷却器，所述冷却器分别与所述回收单元的进气口和所述闪蒸单元的排气口连通并且能够对所述闪蒸气进行冷却处理，以去除所述闪蒸气中掺杂的水蒸气。
4.根据权利要求1所述的黑水的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括控制单元，所述回收罐设置有能够检测所述回收罐内的气压的压力表，所述控制单元分别与所述压力表、所述第三阀和所述第四阀电连接并且设置为能够根据所述压力表检测得到的气压情况控制所述第三阀和所述第四阀的启闭，以相应地控制所述气体排出或者回流至所述回收罐。
5.根据权利要求1所述的黑水的处理系统，其特征在于，所述回收罐包括液位计，所述液位计设置为能够测量所述回收罐内的液位高度。
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