CN113387501A - 一种含固黑水处理再利用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含固黑水处理再利用装置及方法，属于黑水处理技术领域。该装置包括一级闪蒸罐、二级闪蒸罐及离心卧螺机；一级闪蒸罐设有用于输入待处理的含固黑水的入口以及用于输出一级闪蒸后的黑水的出口；二级闪蒸罐设有用于与一级闪蒸罐的出口连接的二级闪蒸罐入口以及用于输出经过二级闪蒸后的黑水的二级闪蒸罐出口；离心卧螺机设有用于与二级闪蒸罐出口连接的入口以及用于分别输出离心处理后得到的滤饼和滤液的第一出口和第二出口。该装置结构简单，能够有效处理黑水，建设投资少，对应的方法流程简短、操作简单、生产运行成本低，同时操作维护方便，可大大提高气化炉在线运行周期等。

Description

一种含固黑水处理再利用装置及方法

技术领域

本发明涉及黑水处理技术领域，具体而言，涉及一种含固黑水处理再利用装置及方法。

背景技术

传统煤气化含固黑水闪蒸及处理流程大致为：来自气化工序黑水经三级闪蒸浓缩后，黑水经闪蒸泵或重力流进入静态混合器与絮凝剂混合后进入澄清槽，黑水中细小颗粒、悬浮物在絮凝剂作用下抱团凝聚到一起，下沉到澄清槽底部，清液由下向上经溢流槽进入循环水罐，澄清槽底部高浓度泥浆由转耙刮到底部中心，通过泥浆泵送至过滤脱水系统进行固液分离后，固体物(滤饼)送至界外，滤液打回澄清槽；在澄清槽至循环水罐的溢流管线中加入分散剂阻止未絮凝的小颗粒和悬浮物的凝聚沉降及结垢，循环水罐的循环水经低压循环水泵加压后与低压闪蒸罐闪蒸出来的低压闪蒸气通过冷凝器间接换热，预热后的低压循环水进入增湿塔与高中压闪蒸罐闪蒸出来的高压闪蒸气在增湿塔内进行直接换热，循环水增质、增温后，经高压循环水泵加压后返回气化系统作为洗涤水，出增湿塔和冷凝器后的高低压闪蒸气分别经冷却器进一步冷却，再经气液分离罐分离，不凝气送界外处理，冷凝液靠重力流回至循环水罐，真空闪蒸罐顶部闪蒸气经冷却器冷却，进入气液分离罐，液相靠重力流回至循环水罐，不凝气经真空泵后排至大气(高点)，真空泵主要用来降低浓缩后黑水的温度，降低温度确保絮凝剂不被失活，同时确保固液分离设施(过滤系统)适宜温度。

上述过程能耗大，处理及维护成本高，并且，澄清槽易结垢，垢片积累至一定程度脱落后，会明显影响气化系统长周期在线运行率。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含固黑水处理再利用装置，该装置结构简单，建设投资少，处理及维护成本低，对气化系统长周期在线运行率影响小。

本发明的目的之二在于提供一种含固黑水处理再利用方法，该方法流程简短、操作简单、生产运行成本低，同时操作维护方便，可大大提高气化炉在线运行周期等。

本发明可这样实现：

第一方面，本发明提供一种含固黑水处理再利用装置，包括一级闪蒸罐、二级闪蒸罐以及离心卧螺机；

一级闪蒸罐设有用于输入待处理的含固黑水的一级闪蒸罐入口以及用于输出经过一级闪蒸后的黑水的一级闪蒸罐第一出口；二级闪蒸罐设有用于与一级闪蒸罐第一出口连接的二级闪蒸罐入口以及用于输出经过二级闪蒸后的黑水的二级闪蒸罐第一出口；离心卧螺机设有用于与二级闪蒸罐第一出口连接的离心卧螺机入口以及分别用于输出离心处理后得到的滤饼和滤液的离心卧螺机第一出口和离心卧螺机第二出口。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括增湿塔，增湿塔设有增湿塔第一入口，一级闪蒸罐设有用于排出一级闪蒸罐中的闪蒸气的一级闪蒸罐第二出口，一级闪蒸罐第二出口与增湿塔第一入口连接。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括循环水收集槽，循环水收集槽设有循环水收集槽第一入口和循环水收集槽第一出口，循环水收集第一入口与离心卧螺机第二出口连接；

增湿塔还设有增湿塔第二入口，循环水收集槽第一出口与增湿塔第二入口连接。

在可选的实施方式中，循环水收集槽第一出口与增湿塔第二入口之间还设有第一循环水泵以将循环水收集槽内的循环水泵入增湿塔内。

在可选的实施方式中，增湿塔还设有增湿塔第一出口，增湿塔第一出口连接有第二循环水泵以将增湿塔内的循环水泵入洗涤系统。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括设置在第一循环水泵与增湿塔之间的冷凝器，冷凝器设有冷凝器第一入口和冷凝器第一出口，冷凝器第一入口与第一循环水泵连接，冷凝器第一出口与增湿塔第二入口连接。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括第一冷却器，第一冷却器设有第一冷却器第一入口、第一冷却器第二入口、第一冷却器第一出口和第一冷却器第二出口；

增湿塔设有增湿塔第二出口；

第一冷却器第一入口与增湿塔第二出口连接以将增湿塔内的不凝气输入至第一冷却器内进行降温冷却，第一冷却器第二入口用于向第一冷却器中输入冷却介质，第一冷却器第二出口用于排出使用后的冷却介质。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括第一气液分离罐，第一气液分离罐设有用于与第一冷却器第一出口连接的第一气液分离罐第一入口、用于排出气液分离后的气体的第一气液分离罐第一出口以及用于排出气液分离后的液体的第一气液分离罐第二出口。

在可选的实施方式中，循环水收集槽还设有循环水收集槽第二入口，第一气液分离罐第二出口与循环水收集槽第二入口连接。

在可选的实施方式中，二级闪蒸罐还设有二级闪蒸罐第二出口，冷凝器还设有冷凝器第二入口和冷凝器第二出口；

二级闪蒸罐第二出口与冷凝器第二入口连接以将二级闪蒸罐内的闪蒸气输入至冷凝器中进行冷凝，冷凝器第二出口用于输出不凝气。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括第二冷却器，第二冷却器设有第二冷却器第一入口、第二冷却器第二入口、第二冷却器第一出口和第二冷却器第二出口；

第二冷却器第一入口与冷凝器第二出口连接以将冷凝器内的不凝气输入至第二冷却器内进行降温冷却，第二冷却器第二入口用于向第二冷却器中输入冷却介质，第二冷却器第二出口用于排出使用后的冷却介质。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括第二气液分离罐，第二气液分离罐设有用于与第二冷却器第一出口连接的第二气液分离罐第一入口、用于排出气液分离后的气体的第二气液分离罐第一出口以及用于排出气液分离后的液体的第二气液分离罐第二出口。

在可选的实施方式中，第二气液分离罐第二出口也与循环水收集槽第二入口连接。

在可选的实施方式中，含固黑水处理再利用装置还包括第三冷却器，第三冷却器设有第三冷却器第一入口、第三冷却器第二入口、第三冷却器第一出口、第三冷却器第二出口和冷却器第三出口；循环水收集槽设有循环水收集槽第二出口和循环水收集槽第三入口；

第三冷却器第一入口与循环水收集槽第二出口连接以将循环水收集槽内的蒸汽输入至第三冷却器内进行降温冷却，第三冷却器第二入口用于向第三冷却器中输入冷却介质，第三冷却器第二出口用于排出使用后的冷却介质，第三冷却器第一出口用于排出冷却后的不凝气，冷却器第三出口与循环水收集槽第三入口连接以将第三冷却器内的冷凝液重新收集于循环水收集槽内。

第二方面，本发明提供一种含固黑水处理再利用方法，采用如前述实施方式任一项的含固黑水处理再利用装置对含固黑水进行处理。

在可选的实施方式中，一级闪蒸罐的闪蒸压力为0.4-0.7MPa，二级闪蒸罐的闪蒸压力为0.1-0.25MPa。

在可选的实施方式中，离心卧螺机的运行温度为120-145℃。

本发明的有益效果包括：

本申请通过采用两级闪蒸罐与离心卧螺机配合的方式，一方面可使整个装置具有较强的适应性和生产能力，能够连续操作，且维修方便；另一方面，可直接代替现有技术中所用的澄清槽系统(澄清槽、转耙拔料机、静态混合器、泥浆泵及絮凝剂添加系统等)和真空过滤系统(真空过滤机或板框过滤机、真空泵、滤液罐及滤液泵等)，避免了现有技术中絮凝剂活性容易改变以及澄清槽易结垢等问题，大大降低了相应的采购、建设及运行维护投资，尤其是杜绝了连续添加絮凝剂药剂的成本费，并有利于提高系统运行周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的含固黑水处理再利用装置的结构示意图。

图标：11-一级闪蒸罐；111-一级闪蒸罐入口；112-一级闪蒸罐第一出口；113-一级闪蒸罐第二出口；12-二级闪蒸罐；121-二级闪蒸罐入口；122-二级闪蒸罐第一出口；123-二级闪蒸罐第二出口；20-离心卧螺机；21-离心卧螺机入口；22-离心卧螺机第一出口；23-离心卧螺机第二出口；30-增湿塔；31-增湿塔第一入口；32-增湿塔第二入口；33-增湿塔第一出口；34-增湿塔第二出口；40-循环水收集槽；41-循环水收集槽第一入口；42-循环水收集槽第二入口；43-循环水收集槽第一出口；44-循环水收集槽第二出口；45-循环水收集槽第三入口；50-冷凝器；51-冷凝器第一入口；52-冷凝器第一出口；53-冷凝器第二入口；54-冷凝器第二出口；61-第一冷却器；611-第一冷却器第一入口；612-第一冷却器第二入口；613-第一冷却器第一出口；614-第一冷却器第二出口；62-第二冷却器；621-第二冷却器第一入口；622-第二冷却器第二入口；623-第二冷却器第一出口；624-第二冷却器第二出口；63-第三冷却器；631-第三冷却器第一入口；632-第三冷却器第二入口；633-第三冷却器第一出口；634-第三冷却器第二出口；635-第三冷却器第三出口；71-第一气液分离罐；711-第一气液分离罐第一入口；712-第一气液分离罐第一出口；713-第一气液分离罐第二出口；72-第二气液分离罐；721-第二气液分离罐第一入口；722-第二气液分离罐第一出口；723-第二气液分离罐第二出口；81-第一循环水泵；82-第二循环水泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本申请提供的含固黑水处理再利用装置及方法进行具体说明。

请参照图1，本申请提出一种含固黑水处理再利用装置，其包括一级闪蒸罐11、二级闪蒸罐12以及离心卧螺机20。

一级闪蒸罐11设有用于输入待处理的含固黑水的一级闪蒸罐入口111以及用于输出经过一级闪蒸后的黑水的一级闪蒸罐第一出口112。二级闪蒸罐12设有用于与一级闪蒸罐第一出口112连接的二级闪蒸罐入口121以及用于输出经过二级闪蒸后的黑水的二级闪蒸罐第一出口122。离心卧螺机20设有用于与二级闪蒸罐第一出口122连接的离心卧螺机入口21以及分别用于输出离心处理后得到的滤饼和滤液的离心卧螺机第一出口22和离心卧螺机第二出口23。

其中，待处理的含固黑水可来自气化工序黑水，如气化炉激冷室产生的黑水、文丘里气液分离罐产生的黑水或合成气洗涤塔产生的黑水。

上述待处理的黑水经角阀减压及缓冲设施缓冲后，进入一级闪蒸罐11。

一级闪蒸罐11的闪蒸压力高于二级闪蒸罐12的闪蒸压力。也即，一级闪蒸罐11可理解为高中压闪蒸，二级闪蒸罐12可理解为低压闪蒸罐。在使用时，一级闪蒸罐11的闪蒸压力可设置为0.4-0.7MPa，如0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa或0.7MPa等，二级闪蒸罐12的闪蒸压力可设置为0.1-0.25MPa，如0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa或0.25MPa等。

离心卧螺机20的工作原理可参照：转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口(离心卧螺机第一出口22)排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口(离心卧螺机第二出口23)排出机外。

上述离心卧螺机20的运行温度可以为120-145℃，如120℃、125℃、130℃、135℃或140℃等。

通过使用离心卧螺机20，一方面具有较强的适应性和生产能力，能够连续操作，另一方面其维修方便。其可直接代替现有技术所用的澄清槽系统(澄清槽、转耙拔料机、静态混合器、泥浆泵及絮凝剂添加系统等)和真空过滤系统(真空过滤机或板框过滤机、真空泵、滤液罐及滤液泵等)，从而大大降低相应的采购、建设及运行维护投资。

进一步地，上述含固黑水处理再利用装置还包括增湿塔30，增湿塔30设有增湿塔第一入口31，一级闪蒸罐11设有用于排出一级闪蒸罐11中的闪蒸气的一级闪蒸罐第二出口113，一级闪蒸罐第二出口113与增湿塔第一入口31连接。

进一步地，上述含固黑水处理再利用装置还包括循环水收集槽40(也可称为循环水罐)，循环水收集槽40设有循环水收集槽第一入口41和循环水收集槽第一出口43，循环水收集第一入口与离心卧螺机第二出口23连接。

增湿塔30还设有增湿塔第二入口32，循环水收集槽第一出口43与增湿塔第二入口32连接以将循环水收集槽40内的循环水输入至增湿塔30内。

可参考地，循环水收集槽第一出口43与增湿塔第二入口32之间还设有第一循环水泵81(低压循环水泵)以将循环水收集槽40内的循环水泵入增湿塔30内。

上述增湿塔30还设有增湿塔第一出口33，增湿塔第一出口33连接有第二循环水泵82(高压循环水泵)以将增湿塔30内的循环水泵入洗涤系统。

进一步地，含固黑水处理再利用装置还包括设置在循环水泵与增湿塔30之间的冷凝器50，冷凝器50设有冷凝器第一入口51和冷凝器第一出口52，冷凝器第一入口51与第一循环水泵81连接，冷凝器第一出口52与增湿塔第二入口32连接。

进一步地，含固黑水处理再利用装置还包括第一冷却器61，第一冷却器61设有第一冷却器第一入口611、第一冷却器第二入口612、第一冷却器第一出口613和第一冷却器第二出口614。

增湿塔30设有增湿塔第二出口34。

第一冷却器第一入口611与增湿塔第二出口34连接以将增湿塔30内的不凝气输入至第一冷却器61内进行降温冷却，第一冷却器第二入口612用于向第一冷却器61中输入冷却介质，第一冷却器第二出口614用于排出使用后的冷却介质。

进一步地，含固黑水处理再利用装置还包括第一气液分离罐71，第一气液分离罐71设有用于与第一冷却器第一出口613连接的第一气液分离罐第一入口711、用于排出气液分离后的气体的第一气液分离罐第一出口712以及用于排出气液分离后的液体的第一气液分离罐第二出口713。

可参考地，循环水收集槽40还设有循环水收集槽第二入口42，第一气液分离罐第二出口713与循环水收集槽第二入口42连接。

进一步地，二级闪蒸罐12还设有二级闪蒸罐第二出口123，冷凝器50还设有冷凝器第二入口53和冷凝器第二出口54。

二级闪蒸罐第二出口123与冷凝器第二入口53连接以将二级闪蒸罐12内的闪蒸气输入至冷凝器50中进行冷凝，冷凝器第二出口54用于输出不凝气。

进一步地，含固黑水处理再利用装置还包括第二冷却器62，第二冷却器62设有第二冷却器第一入口621、第二冷却器第二入口622、第二冷却器第一出口623和第二冷却器第二出口624。

第二冷却器第一入口621与冷凝器第二出口54连接以将冷凝器50内的不凝气输入至第二冷却器62内进行降温冷却，第二冷却器第二入口622用于向第二冷却器62中输入冷却介质，第二冷却器第二出口624用于排出使用后的冷却介质。

进一步地，含固黑水处理再利用装置还包括第二气液分离罐72，第二气液分离罐72设有用于与第二冷却器第一出口623连接的第二气液分离罐第一入口721、用于排出气液分离后的气体的第二气液分离罐第一出口722以及用于排出气液分离后的液体的第二气液分离罐第二出口723。

可参考地，第二气液分离罐第二出口723也与循环水收集槽第二入口42连接。

进一步地，含固黑水处理再利用装置还包括第三冷却器63，第三冷却器63设有第三冷却器第一入口631、第三冷却器第二入口632、第三冷却器第一出口633、第三冷却器第二出口634和冷却器第三出口635；循环水收集槽40设有循环水收集槽第二出口44和循环水收集槽第三入口45。

第三冷却器第一入口631与循环水收集槽第二出口44连接以将循环水收集槽40内的蒸汽输入至第三冷却器63内进行降温冷却，第三冷却器第二入口632用于向第三冷却器63中输入冷却介质，第三冷却器第二出口634用于排出使用后的冷却介质，第三冷却器第一出口633用于排出冷却后的不凝气，冷却器第三出口635与循环水收集槽第三入口45连接以将第三冷却器63内的冷凝液重新收集于循环水收集槽40内。

相应地，本申请还提供了一种含固黑水处理再利用方法，其采用上述含固黑水处理再利用装置对含固黑水进行处理。

其大致流程可参照如下内容：

将待处理的黑水依次进行高中压一级闪蒸和低压二级闪蒸。低压二级闪蒸浓缩后的黑水直接进离心卧螺机20，离心卧螺机20的一个出口直接输出滤饼，另一个出口将滤液直接排至循环收集槽。一级闪蒸罐11和二级闪蒸罐12闪蒸后的闪蒸气分别与循环水直接或间接换热，再经气液分离后，不凝气送至外界处理，冷凝液靠重力流回至循环水收集槽40；循环水收集槽40的循环水先后经预热、增质、增温、加压后返回系统循环使用。循环水收集槽40顶部设置第三冷却器63，冷凝液靠重力回流至循环水罐，不凝气高点放空。

具体的，来自气化工序黑水(气化炉激冷室、文丘里气液分离罐、合成气洗涤塔)经角阀减压及缓冲设施缓冲后，进入一级闪蒸罐11内，一级闪蒸罐11压力控制为0.4-0.7MPa，从而可将溶解在黑水里面酸性气等气体闪蒸解析出来，同时因压力降低，部分高温水随压力降低变为蒸汽与酸性气一并从一级闪蒸罐11顶部的一级闪蒸罐第二出口113排出。随着一级闪蒸罐11内闪蒸气排出，黑水温度随之降低，同时黑水含固量进一步提高，黑水进入二级闪蒸罐12内(低压闪蒸罐)进一步闪蒸，二级闪蒸罐12压力控制为0.1-0.25MPa，黑水含固量进一步提高，同时温度降低。

二级闪蒸罐12底部的黑水不再经过真空闪蒸进一步浓缩及降温，直接经二级闪蒸罐第一出口122进入离心卧螺机20，经离心卧螺机20处理(离心卧螺机20运行温度约为120-145℃)后，离心卧螺机20前段的离心卧螺机第一出口22直接排出含固量在30-45wt％的滤饼，后续由饼车收集并输运至外界，离心卧螺机20后端的离心卧螺机第二出口23将带压(压力约为0.2MPa)滤液排至循环水收集槽40内，离心卧螺机20可设置备用机。

因离心卧螺机20带压、带温度将滤液排至循环水收集槽40内，滤液在循环水收集槽40内进行闪蒸，在循环水收集槽40的顶部设置第三冷却器63将闪蒸后的蒸汽进行冷凝，冷凝后的冷凝液靠重力经冷却器第三出口635和循环水收集槽第三入口45再回流至循环水收集槽40内，不凝气高点放空，循环水收集槽40内的循环水温度接近常压饱和状态水温，最大限度提高了气化洗涤系统水温，确保了合成气洗涤塔出口的水蒸气含量，降低变换工序额外增加蒸汽的能耗，或循环水收集槽40设置为带压设备，进一步提高洗涤水温；冷却器的冷却介质采用循环冷却水，该冷却介质所获得的温差可用于发电，从而有利于能量的综合利用，冷却后的不凝气高点放空。

一级闪蒸罐11闪蒸后闪蒸气与冷凝器50预热后的循环水在增湿塔30内进行直接传质、传热，循环水被闪蒸气增温，同时闪蒸气中的大部分蒸汽因温度降低，冷凝为冷凝液，也即循环水增温、增湿后，经与增湿塔第一出口33连接的第二循环水泵82加压后返回气化系统作为洗涤水。二级闪蒸罐12闪蒸后闪蒸气与经第一循环水泵81泵入的循环水(低压循环水)在冷凝器50内间接换热，低压循环水被预热后，进入增湿塔30内进一步提温，用于气化工序，作为洗涤水使用。增湿塔第二出口34和冷凝器第二出口54分别排出增湿塔30和冷凝器50内所含的少量蒸汽的不凝气，该部分不凝气分别经第一冷却器61和第二冷却器62进一步降温冷却，再分别经第一气液分离罐71和第二气液分离罐72分离后，凝液靠重力流排至循环水收集器内，闪蒸不凝气(酸性气)则送至外界硫回收装置进一步回收处理。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种含固黑水处理再利用装置，其包括一级闪蒸罐11、二级闪蒸罐12、离心卧螺机20、增湿塔30、循环水收集槽40、冷凝器50、第一循环水泵81、第二循环水泵82、第一冷却器61、第二冷却器62、第三冷却器63、第一气液分离罐71、第二气液分离罐72。一级闪蒸罐11的闪蒸压力高于二级闪蒸罐12的闪蒸压力。

其中，一级闪蒸罐11设有用于输入待处理的含固黑水的一级闪蒸罐入口111、用于输出经过一级闪蒸后的黑水的一级闪蒸罐第一出口112、用于排出一级闪蒸罐11中的闪蒸气的一级闪蒸罐第二出口113。一级闪蒸罐入口111前端还设有用于减压的角阀以及用于缓冲的缓冲设施。

二级闪蒸罐12设有二级闪蒸罐入口121、二级闪蒸罐第一出口122以及二级闪蒸罐第二出口123。二级闪蒸罐入口121用于与一级闪蒸罐第一出口112连接，二级闪蒸罐第一出口122用于输出经过二级闪蒸后的黑水。二级闪蒸罐第二出口123用于与冷凝器50连接。

离心卧螺机20设有用于与二级闪蒸罐第一出口122连接的离心卧螺机入口21、分别用于输出离心处理后得到的滤饼和滤液的离心卧螺机第一出口22和离心卧螺机第二出口23。

增湿塔30设有增湿塔第一入口31、增湿塔第二入口32、增湿塔第一出口33和增湿塔第二出口34。其中，增湿塔第一入口31与一级闪蒸罐第二出口113连接。增湿塔第一出口33连接第二循环水泵82以将增湿塔30内的循环水泵入洗涤系统。

循环水收集槽40设有循环水收集槽第一入口41、循环水收集槽第二入口42、循环水收集槽第一出口43、循环水收集槽第二出口44以及循环水收集槽第三入口45。循环水收集第一入口与离心卧螺机第二出口23连接，循环水收集槽第一出口43经第一循环水泵81与增湿塔第二入口32连接。

冷凝器50设有冷凝器第一入口51、冷凝器第一出口52、冷凝器第二入口53和冷凝器第二出口54。冷凝器第一入口51与第一循环水泵81连接，冷凝器第一出口52与增湿塔第二入口32连接。冷凝器第二入口53与二级闪蒸罐第二出口123连接以将二级闪蒸罐12内的闪蒸气输入至冷凝器50中进行冷凝，冷凝器第二出口54用于输出不凝气。

第一冷却器61设有第一冷却器第一入口611、第一冷却器第二入口612、第一冷却器第一出口613和第一冷却器第二出口614。第一冷却器第一入口611与增湿塔第二出口34连接以将增湿塔30内的不凝气输入至第一冷却器61内进行降温冷却，第一冷却器第二入口612用于向第一冷却器61中输入冷却介质，第一冷却器第二出口614用于排出使用后的冷却介质。

第一气液分离罐71设有用于与第一冷却器第一出口613连接的第一气液分离罐第一入口711、用于排出气液分离后的气体的第一气液分离罐第一出口712以及用于排出气液分离后的液体的第一气液分离罐第二出口713。第一气液分离罐第二出口713与循环水收集槽第二入口42连接。

第二冷却器62设有第二冷却器第一入口621、第二冷却器第二入口622、第二冷却器第一出口623和第二冷却器第二出口624。第二冷却器第一入口621与冷凝器第二出口54连接以将冷凝器50内的不凝气输入至第二冷却器62内进行降温冷却，第二冷却器第二入口622用于向第二冷却器62中输入冷却介质，第二冷却器第二出口624用于排出使用后的冷却介质。

第二气液分离罐72设有用于与第二冷却器第一出口623连接的第二气液分离罐第一入口721、用于排出气液分离后的气体的第二气液分离罐第一出口722以及用于排出气液分离后的液体的第二气液分离罐第二出口723。第二气液分离罐第二出口723也与循环水收集槽第二入口42连接。

第三冷却器63设有第三冷却器第一入口631、第三冷却器第二入口632、第三冷却器第一出口633、第三冷却器第二出口634和第三冷却器第三出口635。第三冷却器第一入口631与循环水收集槽第二出口44连接以将循环水收集槽40内的蒸汽输入至第三冷却器63内进行降温冷却，第三冷却器第二入口632用于向第三冷却器63中输入冷却介质，第三冷却器第二出口634用于排出使用后的冷却介质，第三冷却器第一出口633用于排出冷却后的不凝气，冷却器第三出口635与循环水收集槽第三入口45连接以将第三冷却器63内的冷凝液重新收集于循环水收集槽40内。

实施例2

本实施例提供一种含固黑水处理再利用方法，其采用实施例1提供的含固黑水处理再利用装置进行处理，其过程如下：

将来自气化工序黑水(气化炉激冷室、文丘里气液分离罐、合成气洗涤塔)经角阀减压及缓冲设施缓冲后，通过一级闪蒸罐入口111进入一级闪蒸罐11内，一级闪蒸罐11压力控制为0.6MPa，从而可将溶解在黑水里面酸性气等气体闪蒸解析出来，同时因压力降低，部分高温水随压力降低变为蒸汽与酸性气一并从一级闪蒸罐11顶部的一级闪蒸罐第二出口113排出。随着一级闪蒸罐11内闪蒸气排出，黑水温度随之降低，同时黑水含固量进一步提高，黑水经一级闪蒸罐第一出口112以及二级闪蒸罐入口121进入二级闪蒸罐12内(低压闪蒸罐)进一步闪蒸，二级闪蒸罐12压力控制为0.2MPa，黑水含固量进一步提高，同时温度降低。

二级闪蒸罐12底部的黑水不再经过真空闪蒸进一步浓缩及降温，直接经二级闪蒸罐第一出口122以及离心卧螺机入口21进入离心卧螺机20，经离心卧螺机20处理(离心卧螺机20运行温度约为134℃)后，离心卧螺机20前段的离心卧螺机第一出口22直接排出滤饼，后续由饼车收集并输运至外界，离心卧螺机20后端的离心卧螺机第二出口23将带压(压力约为0.2MPa)滤液经循环水收集槽第一入口41排至循环水收集槽40内，离心卧螺机20可设置备用机。

滤液在循环水收集槽40内进行闪蒸，在循环水收集槽40的顶部设置第三冷却器63，通过循环水收集槽第二出口44以及第三冷却器第一入口631将循环水收集槽40内闪蒸后的蒸汽进行冷凝，冷凝后的冷凝液靠重力经冷却器第三出口635和循环水收集槽第三入口45再回流至循环水收集槽40内，不凝气通过第三冷却器第一出口633高点放空，上述过程中，通过第三冷却器第二入口632向第三冷却器63中输入冷却介质(循环冷却水)，再通过第三冷却器第二出口634排出使用后的冷却介质。

一级闪蒸罐11闪蒸后经一级闪蒸罐第二出口113排出的闪蒸气与冷凝器50预热后经冷凝器第一出口52排出的循环水分别通过增湿塔第一入口31和增湿塔第二入口32进行增湿塔30内进行直接传质、传热，循环水被闪蒸气增温，同时闪蒸气中的大部分蒸汽因温度降低，冷凝为冷凝液，也即循环水增温、增湿后，经与增湿塔第一出口33连接的第二循环水泵82加压后返回气化系统作为洗涤水。增湿塔第二出口34排出增湿塔30内所含的少量蒸汽的不凝气，该部分不凝气经第一冷却器第一入口611进入第一冷却器61，与由第一冷却器第二入口612输入的冷却介质进行降温冷却，随后由第一冷却器第一出口613和第一气液分离罐第一入口711进入第一气液分离罐71中分离，使用后的冷却介质由第一冷却器第二出口614排出。第一气液分离罐71内分离后的凝液靠重力经第一气液分离罐第二出口713以及循环水收集槽第二入口42流排至循环水收集器内，闪蒸不凝气(酸性气)则通过第一气液分离罐第一出口712送至外界硫回收装置进一步回收处理。

二级闪蒸罐12闪蒸经二级闪蒸罐第二出口123排出的闪蒸气与经第一循环水泵81泵入的循环水(低压循环水)在冷凝器50内间接换热，低压循环水被预热后，经增湿塔第二入口32进入增湿塔30内进一步提温，用于气化工序，作为洗涤水使用。

冷凝器第二出口54排出冷凝器50内所含的少量蒸汽的不凝气，该部分不凝气经第二冷却器第一入口621进入第二冷却器62，与由第二冷却器第二入口622输入的冷却介质进行降温冷却，随后由第二冷却器第一出口623和第二气液分离罐第一入口721进入第二气液分离罐72中分离，使用后的冷却介质由第二冷却器第二出口624排出。第二气液分离罐72内分离后的凝液靠重力经第二气液分离罐第二出口723以及循环水收集槽第二入口42流排至循环水收集器内，闪蒸不凝气(酸性气)则通过第二气液分离罐第二出口723送至外界硫回收装置进一步回收处理。

承上，本申请提供的装置和方法主要是通过生产实际需求、对流程进行优化，将建设投资大，不易维护，尤其是影响长周期运行及生产运行、维护成本高的部分进行优化替代。本申请提供的装置较现有技术节省了真空闪蒸系统(真空闪蒸罐、闪蒸泵、部分气液分离罐及真空泵等)、澄清槽系统(澄清槽、转耙拔料机、静态混合器、泥浆泵及絮凝剂添加系统等)和真空过滤系统(真空过滤机或板框过滤机、真空泵、滤液罐及滤液泵等)，并对应节省了上述设备的采购、建设及运行维护投资等；同时节省连续添加絮凝剂的生产成本，以及提高了气化洗涤系统洗涤水温，确保出洗涤塔合成气的水气比，从而确保了变换工序最低能耗。此外，本申请不仅有效解决了澄清槽易结垢问题，避免了垢片积累到一定程度脱落后影响气化系统长周期在线运行率，而且杜绝了过滤系统滤布消耗费用(易消耗品)和滤布洗涤水成本。

也即本申请提供的含固黑水再利用装置及方法具有流程简短、建设投资少、生产运行、维护成本低；同时操作维护方便，以及大大提高气化炉在线运行周期等显著特点。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种含固黑水处理再利用装置，其特征在于，包括一级闪蒸罐、二级闪蒸罐以及离心卧螺机；

所述一级闪蒸罐设有用于输入待处理的含固黑水的一级闪蒸罐入口以及用于输出经过一级闪蒸后的黑水的一级闪蒸罐第一出口；所述二级闪蒸罐设有用于与所述一级闪蒸罐第一出口连接的二级闪蒸罐入口以及用于输出经过二级闪蒸后的黑水的二级闪蒸罐第一出口；所述离心卧螺机设有用于与所述二级闪蒸罐第一出口连接的离心卧螺机入口以及分别用于输出离心处理后得到的滤饼和滤液的离心卧螺机第一出口和离心卧螺机第二出口。

2.根据权利要求1所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述含固黑水处理再利用装置还包括增湿塔，所述增湿塔设有增湿塔第一入口，所述一级闪蒸罐设有用于排出所述一级闪蒸罐中的闪蒸气的一级闪蒸罐第二出口，所述一级闪蒸罐第二出口与所述增湿塔第一入口连接。

3.根据权利要求2所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述含固黑水处理再利用装置还包括循环水收集槽，所述循环水收集槽设有循环水收集槽第一入口和循环水收集槽第一出口，所述循环水收集第一入口与所述离心卧螺机第二出口连接；

所述增湿塔还设有增湿塔第二入口，所述循环水收集槽第一出口与所述增湿塔第二入口连接；

优选地，所述循环水收集槽第一出口与所述增湿塔第二入口之间还设有第一循环水泵以将所述循环水收集槽内的循环水泵入所述增湿塔内；

优选地，所述增湿塔还设有增湿塔第一出口，所述增湿塔第一出口连接有第二循环水泵以将所述增湿塔内的循环水泵入洗涤系统。

4.根据权利要求3所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述含固黑水处理再利用装置还包括设置在第一循环水泵与所述增湿塔之间的冷凝器，所述冷凝器设有冷凝器第一入口和冷凝器第一出口，所述冷凝器第一入口与所述第一循环水泵连接，所述冷凝器第一出口与所述增湿塔第二入口连接。

5.根据权利要求4所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述含固黑水处理再利用装置还包括第一冷却器，所述第一冷却器设有第一冷却器第一入口、第一冷却器第二入口、第一冷却器第一出口和第一冷却器第二出口；

所述增湿塔设有增湿塔第二出口；

所述第一冷却器第一入口与所述增湿塔第二出口连接以将所述增湿塔内的不凝气输入至所述第一冷却器内进行降温冷却，所述第一冷却器第二入口用于向所述第一冷却器中输入冷却介质，所述第一冷却器第二出口用于排出使用后的冷却介质；

优选地，所述含固黑水处理再利用装置还包括第一气液分离罐，所述第一气液分离罐设有用于与所述第一冷却器第一出口连接的第一气液分离罐第一入口、用于排出气液分离后的气体的第一气液分离罐第一出口以及用于排出气液分离后的液体的第一气液分离罐第二出口；

优选地，所述循环水收集槽还设有循环水收集槽第二入口，所述第一气液分离罐第二出口与所述循环水收集槽第二入口连接。

6.根据权利要求5所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述二级闪蒸罐还设有二级闪蒸罐第二出口，所述冷凝器还设有冷凝器第二入口和冷凝器第二出口；

所述二级闪蒸罐第二出口与所述冷凝器第二入口连接以将所述二级闪蒸罐内的闪蒸气输入至所述冷凝器中进行冷凝，所述冷凝器第二出口用于输出不凝气。

7.根据权利要求6所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述含固黑水处理再利用装置还包括第二冷却器，所述第二冷却器设有第二冷却器第一入口、第二冷却器第二入口、第二冷却器第一出口和第二冷却器第二出口；

所述第二冷却器第一入口与所述冷凝器第二出口连接以将所述冷凝器内的不凝气输入至所述第二冷却器内进行降温冷却，所述第二冷却器第二入口用于向所述第二冷却器中输入冷却介质，所述第二冷却器第二出口用于排出使用后的冷却介质；

优选地，所述含固黑水处理再利用装置还包括第二气液分离罐，所述第二气液分离罐设有用于与所述第二冷却器第一出口连接的第二气液分离罐第一入口、用于排出气液分离后的气体的第二气液分离罐第一出口以及用于排出气液分离后的液体的第二气液分离罐第二出口；

优选地，所述第二气液分离罐第二出口也与所述循环水收集槽第二入口连接。

8.根据权利要求7所述的含固黑水处理再利用装置，其特征在于，所述含固黑水处理再利用装置还包括第三冷却器，所述第三冷却器设有第三冷却器第一入口、第三冷却器第二入口、第三冷却器第一出口、第三冷却器第二出口和冷却器第三出口；所述循环水收集槽设有循环水收集槽第二出口和循环水收集槽第三入口；

所述第三冷却器第一入口与所述循环水收集槽第二出口连接以将所述循环水收集槽内的蒸汽输入至所述第三冷却器内进行降温冷却，所述第三冷却器第二入口用于向所述第三冷却器中输入冷却介质，所述第三冷却器第二出口用于排出使用后的冷却介质，所述第三冷却器第一出口用于排出冷却后的不凝气，所述冷却器第三出口与所述循环水收集槽第三入口连接以将所述第三冷却器内的冷凝液重新收集于所述循环水收集槽内。

9.一种含固黑水处理再利用方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的含固黑水处理再利用装置对含固黑水进行处理。

10.根据权利要求9所述的含固黑水处理再利用方法，其特征在于，所述一级闪蒸罐的闪蒸压力为0.4-0.7MPa，所述二级闪蒸罐的闪蒸压力为0.1-0.25MPa；

优选地，所述离心卧螺机的运行温度为120-145℃。

Images