CN112850829A - 一种渣水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种渣水处理系统，用以处理煤气化工艺中产生的渣水，包括：高压闪蒸罐、高压闪蒸汽提塔、高压闪蒸冷凝器、高压闪蒸分离罐、低压闪蒸汽提塔、低压闪蒸冷凝器和低压闪蒸分离罐；渣水能够进入高压闪蒸罐，高压闪蒸罐的排气口连接至高压闪蒸汽提塔，高压闪蒸汽提塔的排气口通过高压闪蒸冷凝器连接至高压闪蒸分离罐，高压闪蒸分离罐的排气口连接至外部设备；高压闪蒸分离罐的排液口连接至低压闪蒸汽提塔，低压闪蒸汽提塔的排气口通过低压闪蒸冷凝器连接至低压闪蒸分离罐，低压闪蒸分离罐的排气口连接至外部设备，其能够使渣水中的热量得到充分的吸收，进而降低了设备的热负荷。

Description

一种渣水处理系统
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，特别涉及一种渣水处理系统。
背景技术
煤气化是以煤、半焦或焦炭为原料，以空气、富氧(纯氧)、水蒸汽、二氧化碳或氢气为气化介质，使煤经过部分氧化和还原反应，将其中所含的碳、氢等物质转化为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。煤气化技术主要用于化工合成原料气、工业燃气、民用煤气、冶金还原气、循环联合发电、燃料油合成、煤炭气化制氢和煤炭气化燃料电池等领域。
煤气化生产中产生的渣水具有较高的热量，现有对渣水热量的吸收均是通过闪蒸装置对其进行吸热实现的，而闪蒸装置产生大量蒸汽中的热量没能得到有效释放，存在设备的热负荷大的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种渣水处理系统，能够使渣水中的热量得到充分的吸收，进而降低了设备的热负荷。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种渣水处理系统，用以处理煤气化工艺中产生的渣水，包括：高压闪蒸罐、高压闪蒸汽提塔、高压闪蒸冷凝器、高压闪蒸分离罐、低压闪蒸汽提塔、低压闪蒸冷凝器和低压闪蒸分离罐；
所述渣水能够进入所述高压闪蒸罐，所述高压闪蒸罐的排气口连接至所述高压闪蒸汽提塔，以使所述高压闪蒸罐内的气体能够流入所述高压闪蒸汽提塔内，所述高压闪蒸汽提塔的排气口通过所述高压闪蒸冷凝器连接至所述高压闪蒸分离罐，以使所述高压闪蒸汽提塔内的气体能够通过所述高压闪蒸冷凝器冷却后进入所述高压闪蒸分离罐，所述高压闪蒸分离罐的排气口连接至外部设备，以使所述高压闪蒸分离罐内的气体能够流向外部设备；
所述高压闪蒸分离罐的排液口连接至所述低压闪蒸汽提塔，以使所述高压闪蒸分离罐内的液体能够流入所述低压闪蒸汽提塔，所述低压闪蒸汽提塔的排气口通过所述低压闪蒸冷凝器连接至所述低压闪蒸分离罐，以使所述低压闪蒸汽提塔内的气体能够通过所述低压闪蒸冷凝器冷却后进入所述低压闪蒸分离罐，所述低压闪蒸分离罐的排气口连接至外部设备，以使所述低压闪蒸分离罐内的气体能够流向外部设备。
较优地，还包括冷却水管路；
所述高压闪蒸冷凝器和所述低压闪蒸冷凝器均设置在所述冷却水管路上，以使所述冷却水管路中的冷却水能够与流经所述高压闪蒸冷凝器和所述低压闪蒸冷凝器中的流体进行换热。
较优地，还包括洗涤塔给料泵；
所述高压闪蒸汽提塔的排液口通过所述洗涤塔给料泵连接至外部合成气洗涤塔，以使所述洗涤塔给料泵能够驱动所述高压闪蒸汽提塔内的液体流向外部合成气洗涤塔。
较优地，还包括除氧水泵；
所述低压闪蒸汽提塔的排液口通过所述除氧水泵连接至所述高压闪蒸汽提塔，以使所述除氧水泵能够驱动所述低压闪蒸汽提塔内的液体流入所述高压闪蒸汽提塔内。
较优地，还包括沉淀槽；
所述高压闪蒸罐的排液口连接至所述沉淀槽，以使所述高压闪蒸罐内的液体能够流向所述沉淀槽。
较优地，还包括淤浆泵；
所述淤浆泵与所述沉淀槽连接，用以驱动所述沉淀槽中沉积的物质，从所述沉淀槽中排出。
较优地，还包括低压闪蒸罐；
所述高压闪蒸罐的排液口连接至所述低压闪蒸罐，以使所述高压闪蒸罐内的液体能够进入所述低压闪蒸罐；
所述低压闪蒸罐的排气口连接至所述低压闪蒸汽提塔，以使所述低压闪蒸罐内的气体能够流入所述低压闪蒸汽提塔内，所述低压闪蒸罐的排液口连接至所述沉淀槽，以使所述低压闪蒸罐内的液体能够流向所述沉淀槽。
较优地，还包括真空闪蒸罐、真空闪蒸冷凝器和真空闪蒸分离罐；
所述低压闪蒸罐的排液口连接至所述真空闪蒸罐，以使所述低压闪蒸罐内的液体能够流如所述真空闪蒸罐内，所述真空闪蒸罐的排气口通过所述真空闪蒸冷凝器连接至所述真空闪蒸分离罐，以使所述真空闪蒸罐内的气体能够通过所述真空闪蒸冷凝器冷却后进入所述真空闪蒸分离罐；
所述真空闪蒸罐的排液口连接至所述沉淀槽，以使所述真空闪蒸罐内的液体能够流入所述沉淀槽。
较优地，当包括所述冷却水管路时，所述真空闪蒸冷凝器设置在所述冷却水管路上，以使所述冷却水管路内的冷却水能够与流经所述真空闪蒸冷凝器的流体进行换热。
较优地，还包括闪蒸真空泵；
所述真空闪蒸分离罐的排气口通过所述闪蒸真空泵连接至外部脱硫设备，以使所述闪蒸真空泵能够驱动所述真空闪蒸分离罐中的气体流向外部脱硫设备。
较优地，还包括灰水槽；
所述沉淀槽具有溢流沿，所述溢流沿连接至所述灰水槽，以使从所述沉淀槽溢出的液体能够流入所述灰水槽；
和/或，所述真空闪蒸分离罐的排液口连接至所述灰水槽，以使所述真空闪蒸分离罐内的液体能够流入所述灰水槽；
和/或，所述低压闪蒸分离罐的排液口连接至所述灰水槽，以使所述低压闪蒸分离罐内的液体能够流入所述灰水槽。
较优地，所述灰水槽与所述低压闪蒸汽提塔连接，以使所述灰水槽中的液体能够流入所述低压闪蒸汽提塔；
和/或，还包括废水冷却器，所述灰水槽通过所述废水冷却器连接至外部废水处理装置，以使所述灰水槽中的液体能够通过所述废水冷却器冷却后流入外部废水处理装置；
和/或，还包括冲洗水冷却器，所述灰水槽通过所述冲洗水冷却器连接至外部待冲洗设备，以使所述灰水槽中的液体能够通过所述冲洗水冷却器冷却后流向外部待冲洗设备。
较优地，当包括所述冷却水管路时，所述废水冷却器和/或所述冲洗水冷却器设置在所述冷却水管路上。
较优地，还包括灰水泵；
所述灰水槽通过所述灰水泵与所述低压闪蒸汽提塔连接；
和/或，所述灰水槽通过所述灰水泵与所述废水冷却器连接；
和/或，所述灰水槽通过所述灰水泵与所述冲洗水冷却器连接。
本发明的渣水处理系统通过采用所述渣水能够进入所述高压闪蒸罐，所述高压闪蒸罐的排气口连接至所述高压闪蒸汽提塔，所述高压闪蒸汽提塔的排气口通过所述高压闪蒸冷凝器连接至所述高压闪蒸分离罐，，所述高压闪蒸分离罐的排气口连接至外部设备，所述高压闪蒸分离罐的排液口连接至所述低压闪蒸汽提塔，所述低压闪蒸汽提塔的排气口通过所述低压闪蒸冷凝器连接至所述低压闪蒸分离罐，所述低压闪蒸分离罐的排气口连接至外部设备的技术方案，能够使渣水中的热量得到充分的吸收，进而降低了设备的热负荷。
附图说明
图1为本发明的渣水处理系统一实施例结构示意图。
图中：1-高压闪蒸罐；2-高压闪蒸汽提塔；3-高压闪蒸冷凝器；4-高压闪蒸分离罐；5-低压闪蒸汽提塔；6-低压闪蒸冷凝器；7-低压闪蒸分离罐；8-冷却水管路；9-洗涤塔给料泵；10-除氧水泵；11-沉淀槽；12-淤浆泵；13-低压闪蒸罐；14-真空闪蒸罐；15-真空闪蒸冷凝器；16-真空闪蒸分离罐；17-闪蒸真空泵；18-灰水槽；19-废水冷凝器；20-冲洗水冷凝器；21-灰水泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的渣水处理系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种渣水处理系统，用以处理煤气化工艺中产生的渣水，包括：高压闪蒸罐1、高压闪蒸汽提塔2、高压闪蒸冷凝器3、高压闪蒸分离罐4、低压闪蒸汽提塔5、低压闪蒸冷凝器6和低压闪蒸分离罐7。渣水能够进入高压闪蒸罐1，并在高压闪蒸罐1内进行气液分离，其中高压闪蒸罐1的操作压力可以为0.7MPa。高压闪蒸罐1的排气口连接至高压闪蒸汽提塔2，以使高压闪蒸罐1内的气体能够流入高压闪蒸汽提塔2内，并在高压闪蒸汽提塔2内进行气液分离，其中高压闪蒸汽提塔2的操作压力可以为0.7MPa。高压闪蒸汽提塔2的排气口通过高压闪蒸冷凝器3连接至高压闪蒸分离罐4，以使高压闪蒸汽提塔2内的气体能够通过高压闪蒸冷凝器3冷却后进入高压闪蒸分离罐4，并在高压闪蒸分离罐4内进行气液分离。高压闪蒸分离罐4的排气口连接至外部设备(例如锅炉)，以使高压闪蒸分离罐4内的气体能够流向外部设备进行再次利用。
高压闪蒸分离罐4的排液口连接至低压闪蒸汽提塔5，以使高压闪蒸分离罐4内的液体能够流入低压闪蒸汽提塔5，并在低压闪蒸汽提塔5内进行气液分离，进而继续进行热量回收。低压闪蒸汽提塔5的排气口通过低压闪蒸冷凝器6连接至低压闪蒸分离罐7，以使低压闪蒸汽提塔5内的气体能够通过低压闪蒸冷凝器6冷却后进入低压闪蒸分离罐7，并在低压闪蒸分离罐7内进行气液分离。低压闪蒸分离罐7的排气口连接至外部设备，以使低压闪蒸分离罐7内的气体能够流向外部设备进行再次利用。具体地，如图中所示，还包括除氧水泵10，低压闪蒸汽提塔5的排液口通过除氧水泵10连接至高压闪蒸汽提塔2，以使除氧水泵10能够驱动低压闪蒸汽提塔5内的液体(约为120℃)流入高压闪蒸汽提塔2内。
采用这样的技术方案，能够使渣水中的热量得到充分的吸收，进而降低了设备的热负荷。
进一步地，如图1所示，还包括冷却水管路8。高压闪蒸冷凝器3和低压闪蒸冷凝器6均设置在冷却水管路8上，以使冷却水管路8中的冷却水能够与流经高压闪蒸冷凝器3和低压闪蒸冷凝器6中的流体进行换热。在实际制作时，冷却水管路8可以与外部管网(例如供热管网)连接，以使流经冷却水管路8的冷却水在吸收了流经高压闪蒸冷凝器3和低压闪蒸冷凝器6中的流体的热量后进入外部管网进行再次利用，这样无需引入循环冷却水，进而降低了能耗。
具体地，如图1所示，还包括洗涤塔给料泵9，高压闪蒸汽提塔2的排液口通过洗涤塔给料泵9连接至外部合成气洗涤塔，以使洗涤塔给料泵9能够驱动高压闪蒸汽提塔2内的液体流向外部洗涤塔。由于高压闪蒸汽提塔2内的液体具有一定的温度(约为162℃)，因此经洗涤塔给料泵9送入合成气洗涤塔可获得更高温度的粗合成气，实现了将流入渣水系统的热量重新回到合成中，提高了能量回收率。
作为一种可实施方式，如图1中所示，还包括沉淀槽11；
高压闪蒸罐1的排液口连接至沉淀槽11，以使高压闪蒸罐1内的液体能够流向沉淀槽11进行沉淀。进一步地，还包括淤浆泵12，淤浆泵12与沉淀槽11连接，用以驱动沉淀槽11中沉积的物质，从沉淀槽11中排出，也就是说淤浆泵12能够把在沉淀槽11中沉淀的固体物质清理掉。
具体地，如图1所示，还包括低压闪蒸罐13，高压闪蒸罐1的排液口连接至低压闪蒸罐13，以使高压闪蒸罐1内的液体能够进入低压闪蒸罐13。低压闪蒸罐13的排气口连接至低压闪蒸汽提塔5，以使低压闪蒸罐13内的气体能够流入低压闪蒸汽提塔5内，低压闪蒸罐13的排液口连接至沉淀槽11，以使低压闪蒸罐13内的液体能够流向沉淀槽11。这样低压闪蒸罐13内的气体进入低压闪蒸汽提塔5内，能够与低压闪蒸汽提塔5内的液体接触，进而回收气体中的热量并除去液体中的氧。其中低压闪蒸汽提塔5的操作压力可以是0.1MPa。
进一步地，如图1中所示，还包括真空闪蒸罐14、真空闪蒸冷凝器15和真空闪蒸分离罐16，低压闪蒸罐13的排液口连接至真空闪蒸罐14，以使低压闪蒸罐13内的液体能够流如真空闪蒸罐14内，真空闪蒸罐14的排气口通过真空闪蒸冷凝器15连接至真空闪蒸分离罐16，以使真空闪蒸罐14内的气体能够通过真空闪蒸冷凝器15冷却后进入真空闪蒸分离罐16。真空闪蒸罐14的排液口连接至沉淀槽11，以使真空闪蒸罐14内的液体能够流入沉淀槽11。需要说明的是，当包括冷却水管路8时，真空闪蒸冷凝器15设置在冷却水管路8上，以使冷却水管路8内的冷却水能够与流经真空闪蒸冷凝器15的流体进行换热。采用这样的技术方案可以通过冷却水管路8对高压闪蒸罐1排出的液体(约170℃)的热量进向吸收，进一步提高了热量的回收率。进一步地，如图1所示，还包括闪蒸真空泵17，真空闪蒸分离罐16的排气口通过闪蒸真空泵17连接至外部脱硫设备，以使闪蒸真空泵17能够驱动真空闪蒸分离罐16中的气体流向外部脱硫设备，已通过外部脱硫设备对从真空闪蒸分离罐16的排气口排出的气体进行脱硫处理，避免造成环境污染。
作为一种可实施方式，如图1所示，还包括灰水槽18，沉淀槽11具有溢流沿(图未示出)，溢流沿连接至灰水槽18，以使从沉淀槽11上部溢出的液体能够流入灰水槽18，和/或，真空闪蒸分离罐16的排液口连接至灰水槽18，以使真空闪蒸分离罐16内的液体能够流入灰水槽18，和/或，低压闪蒸分离罐7的排液口连接至灰水槽18，以使低压闪蒸分离罐7内的液体能够流入灰水槽18。
具体地，如图1中所示，灰水槽18与低压闪蒸汽提塔5连接，以使灰水槽18中的液体能够流入低压闪蒸汽提塔5。和/或，还包括废水冷却器19，灰水槽18通过废水冷却器19连接至外部废水处理装置，以使灰水槽18中的液体能够通过废水冷却器19冷却后(冷却后的温度约为45℃)流入外部废水处理装置进行处理。和/或，还包括冲洗水冷却器20，灰水槽18通过冲洗水冷却器20连接至外部待冲洗设备(例如锁斗)，以使灰水槽18中的液体能够通过冲洗水冷却器20冷却后(冷却后的温度约为45℃)流向外部待冲洗设备。
在实际制作中，当包括冷却水管路8时，废水冷却器19和/或冲洗水冷却器20设置在冷却水管路8上，以使流经废水冷却器19和/或冲洗水冷却器20能够与冷却水管路8内的冷却水进行换热。具体地，如图中所示，还包括灰水泵21，灰水槽18通过灰水泵21与低压闪蒸汽提塔5连接。和/或，灰水槽18通过灰水泵21与废水冷却器19连接。和/或，灰水槽18通过灰水泵21与冲洗水冷却器20连接。
在实际工作中，冷却水可通过冷却水管分别进入废水冷却器19冷测和冲洗水冷却器20冷测，利用废水冷却器19和冲洗水冷却器20低位余热预热冷却水水，使冷却水水温度升高10～15℃；预热后的冷却水水(约40～45℃)继续进入真空闪蒸冷凝器15冷测进行换热，回收流经真空闪蒸冷凝器15的流体的热量；然后一部分可以作为低压闪蒸汽提塔5补水进入低压闪蒸汽提塔5，另一部分进入低压闪蒸冷凝器6冷侧进行换热，回收低压闪蒸气热量；经所述低压闪蒸冷凝器加热的冷却水(约75～90℃)进入高压闪蒸冷凝器3冷侧进行换热，回收流经高压闪蒸冷凝器3的流体的热量，最后成为低压热水或低压蒸汽进入外部管网使用。
按照单炉产气220000NM3有效气(CO+H2)规模项目为例，高压闪蒸冷凝器3、低压闪蒸冷凝器6、真空闪蒸冷凝器15、废水冷却器19和冲洗水冷却器20总热负荷为约68MJ/h，按循环冷却水给水温度32℃计算，此处可省循环水2040t/h。且根据冷凝器热侧的温度梯度，依次回收低位热能到高位热能，可减少各冷凝器由于温差较大出现热膨胀而造成泄露。将通过各个冷凝器预热的冷却水向外部管网供应，单气化炉规模为可节省热量19MW以上，大大提高了热量回收率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种渣水处理系统，用以处理煤气化工艺中产生的渣水，其特征在于：
包括：高压闪蒸罐(1)、高压闪蒸汽提塔(2)、高压闪蒸冷凝器(3)、高压闪蒸分离罐(4)、低压闪蒸汽提塔(5)、低压闪蒸冷凝器(6)和低压闪蒸分离罐(7)；
所述渣水能够进入所述高压闪蒸罐(1)，所述高压闪蒸罐(1)的排气口连接至所述高压闪蒸汽提塔(2)，以使所述高压闪蒸罐(1)内的气体能够流入所述高压闪蒸汽提塔(2)内，所述高压闪蒸汽提塔(2)的排气口通过所述高压闪蒸冷凝器(3)连接至所述高压闪蒸分离罐(4)，以使所述高压闪蒸汽提塔(2)内的气体能够通过所述高压闪蒸冷凝器(3)冷却后进入所述高压闪蒸分离罐(4)，所述高压闪蒸分离罐(4)的排气口连接至外部设备，以使所述高压闪蒸分离罐(4)内的气体能够流向外部设备；
所述高压闪蒸分离罐(4)的排液口连接至所述低压闪蒸汽提塔(5)，以使所述高压闪蒸分离罐(4)内的液体能够流入所述低压闪蒸汽提塔(5)，所述低压闪蒸汽提塔(5)的排气口通过所述低压闪蒸冷凝器(6)连接至所述低压闪蒸分离罐(7)，以使所述低压闪蒸汽提塔(5)内的气体能够通过所述低压闪蒸冷凝器(6)冷却后进入所述低压闪蒸分离罐(7)，所述低压闪蒸分离罐(7)的排气口连接至外部设备，以使所述低压闪蒸分离罐(7)内的气体能够流向外部设备。
2.根据权利要求1所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括冷却水管路(8)；
所述高压闪蒸冷凝器(3)和所述低压闪蒸冷凝器(6)均设置在所述冷却水管路(8)上，以使所述冷却水管路(8)中的冷却水能够与流经所述高压闪蒸冷凝器(3)和所述低压闪蒸冷凝器(6)中的流体进行换热。
3.根据权利要求1所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括洗涤塔给料泵(9)；
所述高压闪蒸汽提塔(2)的排液口通过所述洗涤塔给料泵(9)连接至外部合成气洗涤塔，以使所述洗涤塔给料泵(9)能够驱动所述高压闪蒸汽提塔(2)内的液体流向外部合成气洗涤塔。
4.根据权利要求1所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括除氧水泵(10)；
所述低压闪蒸汽提塔(5)的排液口通过所述除氧水泵(10)连接至所述高压闪蒸汽提塔(2)，以使所述除氧水泵(10)能够驱动所述低压闪蒸汽提塔(5)内的液体流入所述高压闪蒸汽提塔(2)内。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括沉淀槽(11)；
所述高压闪蒸罐(1)的排液口连接至所述沉淀槽(11)，以使所述高压闪蒸罐(1)内的液体能够流向所述沉淀槽(11)。
6.根据权利要求5所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括淤浆泵(12)；
所述淤浆泵(12)与所述沉淀槽(11)连接，用以驱动所述沉淀槽(11)中沉积的物质，从所述沉淀槽(11)中排出。
7.根据权利要求5所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括低压闪蒸罐(13)；
所述高压闪蒸罐(1)的排液口连接至所述低压闪蒸罐(13)，以使所述高压闪蒸罐(1)内的液体能够进入所述低压闪蒸罐(13)；
所述低压闪蒸罐(13)的排气口连接至所述低压闪蒸汽提塔(5)，以使所述低压闪蒸罐(13)内的气体能够流入所述低压闪蒸汽提塔(5)内，所述低压闪蒸罐(13)的排液口连接至所述沉淀槽(11)，以使所述低压闪蒸罐(13)内的液体能够流向所述沉淀槽(11)。
8.根据权利要求7所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括真空闪蒸罐(14)、真空闪蒸冷凝器(15)和真空闪蒸分离罐(16)；
所述低压闪蒸罐(13)的排液口连接至所述真空闪蒸罐(14)，以使所述低压闪蒸罐(13)内的液体能够流如所述真空闪蒸罐(14)内，所述真空闪蒸罐(14)的排气口通过所述真空闪蒸冷凝器(15)连接至所述真空闪蒸分离罐(16)，以使所述真空闪蒸罐(14)内的气体能够通过所述真空闪蒸冷凝器(15)冷却后进入所述真空闪蒸分离罐(16)；
所述真空闪蒸罐(14)的排液口连接至所述沉淀槽(11)，以使所述真空闪蒸罐(14)内的液体能够流入所述沉淀槽(11)。
9.根据权利要求8所述的渣水处理系统，其特征在于：
当包括所述冷却水管路(8)时，所述真空闪蒸冷凝器(15)设置在所述冷却水管路(8)上，以使所述冷却水管路(8)内的冷却水能够与流经所述真空闪蒸冷凝器(15)的流体进行换热。
10.根据权利要求8所述的渣水处理系统，其特征在于：
还包括闪蒸真空泵(17)；
所述真空闪蒸分离罐(16)的排气口通过所述闪蒸真空泵(17)连接至外部脱硫设备，以使所述闪蒸真空泵(17)能够驱动所述真空闪蒸分离罐(16)中的气体流向外部脱硫设备。
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