CN117088448A - 水煤浆黑水处理系统及沉降槽在线交出工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水煤浆黑水处理系统及沉降槽在线交出工艺，黑水处理系统包括通过管道依次连接的高压闪蒸罐、真空闪蒸罐、沉降槽及灰水槽，还包括大废浆池，大废浆池的进水口通过第二黑水管与真空闪蒸罐底部连通，第二黑水管上设置第二隔断阀，真空闪蒸罐连接沉降槽的第一黑水管上设置第一隔断阀，大废浆池的出水侧安装两台自吸泵，两台自吸泵的出口分别通过各自的泵出口管道与第三黑水管连接，第三黑水管与灰水槽的前仓和后仓连通，连通前仓的黑水管道上设置第三隔断阀，每一自吸泵的出口管道上都设置有泵出口阀门。本发明可以实现了当沉降槽刮泥耙、刮板等内部件出现故障时，在线切出沉降槽实施检修，避免系统停车。

Description

水煤浆黑水处理系统及沉降槽在线交出工艺
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体涉及一种水煤浆黑水处理系统及沉降槽在线交出工艺。
背景技术
GE水煤浆气化技术是一种较为成熟的煤气化工艺。水煤浆和氧气在气化炉炉膛内进行气化反应，粗合成气及熔融态灰渣向下进入激冷水室水浴，大部分熔渣经冷却固化后进入激冷室底部黑水中，粗合成气从下降管和上升管之间的环隙上升出激冷室去洗涤塔进行进一步洗涤冷却。洗涤冷却粗合成气及熔融态灰渣的灰水因含有大量脏污介质，变为黑水。为保证水煤浆装置安全长周期运行，现有水煤浆装置都设置黑水处理系统。如图1所示，来自气化炉和洗涤塔的黑水经角阀节流降压后依次进入高压闪蒸罐和真空闪蒸罐中进行闪蒸，浓缩后的黑水进入沉降槽中进行自然沉降。为加快沉降速度，在真空闪蒸罐底部排放管线中加入一定比例的絮凝剂。沉降槽中设有耙料机，将沉降在槽底的渣耙向锥部出口，由沉降槽底流泵加压送至真空过滤机或离心机进行脱水，脱水后的滤饼经下料管落入渣场进一步沥水后装车外运，分离滤液重新回到沉降槽。沉降槽上部的清液经过溢流进入灰水槽，为减轻灰水在循环使用过程中固体颗粒物在设备、管道中沉积，在沉降槽溢流的灰水中加入一定比例的分散剂。灰水槽中的灰水分别经低压灰水泵和高压灰水泵加压后返回气化炉和洗涤塔重新循环使用。
沉降槽在黑水处理系统中起着分离黑水浆液中的悬浮煤渣和细小灰颗粒，得到上层澄清溢流液和底部含固浓缩液的作用，是确保系统长周期运行的重要设备。现有黑水处理系统无法实现沉降槽的在线交出工艺，生产中若出现沉降槽搅拌轴、刮泥耙及刮板等水下工作内部件故障，将造成水煤浆装置的黑水无法正常沉降分离，沉降槽内大量积渣，灰水含渣量快速升高，激冷水过滤器压差迅速升高、SBR污水处理装置运行受到严重冲击等问题，系统只能被迫停车处理。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种水煤浆黑水处理系统及沉降槽在线交出工艺。
本发明采用的技术方案是：
一种水煤浆黑水处理系统，包括通过管道依次连接的高压闪蒸罐、真空闪蒸罐、沉降槽及灰水槽，还包括大废浆池，大废浆池的进水口通过第二黑水管与真空闪蒸罐底部连通，第二黑水管上设置第二隔断阀，真空闪蒸罐连接沉降槽的第一黑水管上设置第一隔断阀，大废浆池的出水侧安装两台自吸泵，两台自吸泵的出口分别通过各自的泵出口管道与第三黑水管连接，第三黑水管与灰水槽的前仓和后仓连通，连通前仓的黑水管道上设置第三隔断阀，每一自吸泵的出口管道上都设置有泵出口阀门。
进一步地，第二黑水管靠近真空闪蒸罐的一端设置冲洗水管线，第二隔断阀位于冲洗水管线的后侧。由于真空闪蒸罐至大废浆池的管线距离长、弯头多，易造成管线堵塞问题，在新配黑水管线根部上增加一路冲洗水管线，若黑水管线堵塞可使用清水冲洗疏通。
进一步地，大废浆池的进水端设置絮凝剂投加管线B，所述絮凝剂投加管线B与连接第一黑水管的絮凝剂投加管线A连通。通过絮凝剂投加管线B向大废浆池中投加絮凝剂，可以加快黑水中灰渣的沉降速度，提高黑水在大废浆池中的沉降效果。
进一步地，大废浆池的出水端设置分散剂投加管线B，所述分散剂投加管线B与连接灰水槽的分散剂投加管线A连通。通过分散剂投加管线B向大废浆池出水端添加分散剂，可以防止黑水沉淀，堵塞出水口或泵。
进一步地，大废浆池内前后交错设置有若干道拦水坝，拦水坝的一侧与大废浆池的侧壁连接，另一侧与大废浆池的另一侧壁保持1.5-2米的开口，开口处设有不锈钢框槽，不锈钢框槽内设置有可抽拔的金属滤网。金属滤网在大废浆池两边交替设置，以便灰水在大废浆池内迂回前进，延长沉降时间，提升沉降效果。
进一步地，进水端金属滤网的孔径大于出水端金属滤网的孔径。可使不同直径的杂质先后被滤网拦截，提高过滤效果。
进一步地，拦水坝将浆池内部横向分隔为若干流道，流道的宽度不小于挖渣斗宽度的1.5倍。便于挖渣斗的作业。
进一步地，所述大废浆池还用于收集渣场滤水、水煤浆装置应急排放废水、地面冲洗水和雨水；大废浆池的出水侧还安装有两台流量为40m3/h的研磨水泵和一台流量为100m3/h的事故水泵，自吸泵的流量为300m3/h，两台研磨水泵用于将经过初步沉淀的废水送至磨煤机磨煤，事故水泵用于研磨水泵故障时应急排水；两台研磨水泵的出水管与一台事故水泵的出水管通过第一连接管连接，第一连接管上设置第四隔断阀，两台研磨水泵的出水管通过第二连接管与第三黑水管连接，第二连接管上设置第五隔断阀。
一种上述水煤浆黑水处理系统的沉降槽在线交出工艺，包括以下步骤：
(1)打开第二隔断阀，关闭第一隔断阀，经闪蒸浓缩后的黑水在重力作用下由真空闪蒸罐自流进入大废浆池；
(2)打开第三隔断阀，打开一个泵出口阀门，启动对应的自吸泵；向大废浆池中投加絮凝剂和分散剂，黑水沿拦水坝迂回前进，灰渣被各道金属滤网拦截，过滤后的清液中加入分散剂后通过自吸泵送至灰水槽的前仓和后仓；
(3)使用临时潜水泵将沉降槽顶部较为干净的黑水送至灰水槽的前仓，沉降槽底部富渣黑水通过沉降槽底流泵送到过滤机；
(4)对沉降槽进行检修；
(5)检修完成后，打开第一隔断阀，关闭第二隔断阀，停止自吸泵，黑水进入沉降槽。
进一步，步骤(2)和步骤(3)之间还包括步骤(2.1)，步骤(2.1)包括：
2.1.1在第一隔断阀的出口法兰上安装8字盲板A28；
2.1.2关闭第三隔断阀，使黑水仅进入灰水槽的后仓，控制后仓的液位不高于前仓，打开灰水槽底部的排放球阀，待前仓的液位降至溢流口以下后，在灰水槽的出水口法兰上安装8字盲板B，8字盲板B安装完毕后，关闭排放球阀，打开第三隔断阀，使黑水进入灰水槽的前仓和后仓。
本发明的有益效果：
1、本发明的水煤浆黑水处理系统，当沉降槽出现刮泥耙、刮板等内部件故障时，可以实现在线切出沉降槽，使沉降槽独立出系统进行检修，经闪蒸浓缩后的黑水在重力作用下由真空闪蒸罐自流进入大废浆池，在大废浆池经过沉淀后返回灰水槽，从而避免了系统停车。
2、水煤浆装置中通常设有大废浆池，用于收集渣场滤水、装置应急排放废水、地面冲洗水和雨水。大废浆池内的各类废水经简单沉淀后送至磨煤机磨煤，池底沉积的灰渣用挖渣机挖出运至渣场沥干水分。本发明利用现有大废浆池，对大废浆池简单改造后，即不丧失其原有功能，又可实现水煤浆黑水处理系的沉降槽在线切出，可谓一举两得。
3、本发明的沉降槽在线交出工艺，操作简单，安全性高。
附图说明
图1是本发明的水煤浆黑水处理系统的工艺流程图。
图2是本发明的水煤浆黑水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步说明，以便于对本发明的理解，但并不因此而限制本发明。
实施例1
参阅图2，本实施例提供一种水煤浆黑水处理系统，包括通过管道依次连接的高压闪蒸罐、真空闪蒸罐1、沉降槽2及灰水槽，还包括大废浆池5。大废浆池5的进水口通过第二黑水管与真空闪蒸罐底部连通，第二黑水管上设置第二隔断阀7，第二黑水管上设置第二隔断阀7，真空闪蒸罐连接沉降槽的第一黑水管上设置第一隔断阀6，大废浆池5的出水侧安装两台自吸泵20，两台自吸泵20的出口分别通过各自的泵出口管道与第三黑水管连接，第三黑水管与灰水槽的前仓3和后仓4连通，连通前仓的黑水管道上设置第三隔断阀26，每一自吸泵20的出口管道上都设置有泵出口阀门21。
在本实施例中，大废浆池5为水煤浆装置中的现有设备，其平常用于收集渣场滤水、装置应急排放废水、地面冲洗水和雨水；各类废水在大废浆池中经简单沉淀后送至磨煤机磨煤，池底沉积的灰渣用挖渣机挖出运至渣场沥干水分。现有大废浆池5的出水侧安装有两台流量为40m3/h的研磨水泵19和一台流量为100m3/h的事故水泵18，两台研磨水泵19用于将经过初步沉淀的废水送至磨煤机磨煤，事故水泵18用于研磨水泵故障时应急排水。当沉降槽交出后，水煤浆气化装置维持最低负荷生产，进入大废浆池黑水流量约440m3/h。大废浆池5原设有1台大泵18和两台小泵19累计流量180m3/h，能力不足以将黑水全部送往灰水槽，故在大废浆池新增加两台流量为300m3/h的自吸泵20，一开一备，因正常工作时，大废浆池只作为收集渣场滤水、装置应急排放废水、地面冲洗水和雨水使用，选择更高流量的自吸泵20将增加设备投资成本。将大废浆池原1台大泵18和两台小泵19出口管线全部配管接至新增两台自吸泵20出口阀21后，随后统一配管至灰水槽的前仓3和后仓4。即，两台研磨水泵19的出水管与一台事故水泵18的出水管通过第一连接管连接，第一连接管上设置第四隔断阀23，两台研磨水泵19的出水管通过第二连接管与第三黑水管连接，第二连接管上设置第五隔断阀25。
具体实施时，首先对大废浆池5进行技术改造。在大废浆池5黑水进口处增设絮凝剂投加管线B12，并使絮凝剂投加管线B12与连接第一黑水管的絮凝剂投加管线A连通，絮凝剂投加管线B12和絮凝剂投加管线A上分别设置有隔断阀。在大废浆池内设置多道拦水坝13(本实施例中设有5道)，所述拦水坝13为梯形柱状体，不完全分隔大废浆池5，其末端与大废浆池5边沿保持1.5-2米的开口，开口处设有不锈钢框槽14，框槽14内设置可抽拔金属滤网。金属滤网在大废浆池两边交替设置，以便灰水在大废浆池内迂回前进，延长沉降时间，提升沉降效果。金属滤网采用前粗后细设置，前3道采用粗滤网15，后2道采用细滤网16。在末端拦水坝13后设置分散剂投加管线17。拦水坝与大废浆池前侧壁及后侧壁的间距，以及拦水坝13之间的间距，大于等于1.5倍挖渣斗9的宽度，方便挖渣斗9进行挖渣作业。挖渣斗9通过行车框架11可在大废浆池5上方进行上下左右前后移动。在末端拦水坝13后设置分散剂投加管线B17，并使所述分散剂投加管线B17与连接灰水槽的分散剂投加管线A连通，分散剂投加管线B17和分散剂投加管线A上分别设置隔断阀。
对现有水煤浆黑水处理系统工艺流程进行改造。从真空闪蒸罐1底部新配一路管线(即第二黑水管)，至大废浆池5，由于真空闪蒸罐1至大废浆池5的管线距离长、弯头多，易造成管线堵塞问题，在新配黑水管线根部上增加一路冲洗水管线8，若第二黑水管线堵塞可使用清水冲洗疏通。大废浆池5的进水口通过第二黑水管与真空闪蒸罐底部连通，第二黑水管上设置第二隔断阀7，第二黑水管上设置第二隔断阀7，真空闪蒸罐连接沉降槽的第一黑水管上设置第一隔断阀6，大废浆池5的出水侧安装两台自吸泵20，两台自吸泵20的出口分别通过各自的泵出口管道与第三黑水管连接，第三黑水管与灰水槽的前仓3和后仓4连通，连通前仓的黑水管道上设置第三隔断阀26，每一自吸泵20的出口管道上都设置有泵出口阀门21。
改造完成后，即可实现沉降槽2的在线安全交出。
参阅图1，本申请的水煤浆黑水处理系统的工作方式是：
正常生产时，来自气化系统的黑水经角阀节流降压后依次进入高压闪蒸罐和真空闪蒸罐1中进行闪蒸，浓缩后的黑水进入沉降槽2中进行自然沉降。沉降槽2中设有耙料机，将沉降在槽底的渣耙向锥部出口，由沉降槽底流泵加压送至真空过滤机或离心机进行脱水，脱水后的滤饼经下料管落入渣场进一步沥水后装车外运，分离滤液重新回到沉降槽。沉降槽2上部的清液经过溢流进入灰水槽前仓3，进一步沉淀溢流进入灰水槽后仓4。灰水槽后仓4中的灰水分别经低压灰水泵和高压灰水泵加压后返回气化炉和洗涤塔重新循环使用。
当沉降槽出现刮泥耙、刮板等内部件故障时，通过以下步骤实现沉降槽在线交出工艺。
(1)打开第二隔断阀7，关闭第一隔断阀6，经闪蒸浓缩后的黑水在重力作用下由真空闪蒸罐1自流进入大废浆池5；
(2)打开第三隔断阀26，打开一个泵出口阀门21，启动对应的自吸泵20；向大废浆池5中投加絮凝剂和分散剂，黑水沿拦水坝15迂回前进，灰渣被各道金属滤网拦截，过滤后的清液中加入分散剂后通过自吸泵20送至灰水槽的前仓和后仓；
(3)使用临时潜水泵20将沉降槽2顶部较为干净的黑水送至灰水槽的前仓3，沉降槽2底部富渣黑水通过沉降槽底流泵送到过滤机；
(4)对沉降槽2进行检修；
(5)检修完成后，打开第一隔断阀6，关闭第二隔断阀7，停止自吸泵20，黑水进入沉降槽2。
为进一步保证沉降槽2的安全交出，需在真空闪蒸罐1底部至沉降槽2的球阀6后法兰和沉降槽2至灰水槽前仓3溢流管线法兰处安装“8”字盲板，即在上述步骤(2)和步骤(3)之间还包括步骤(2.1)，步骤(2.1)包括：
2.1.1在第一隔断阀6的出口法兰上安装8字盲板A28；
2.1.2关闭第三隔断阀26，使黑水仅进入灰水槽的后仓，控制后仓4的液位不高于前仓3，打开灰水槽底部的排放球阀27，待前仓3的液位降至溢流口以下后，在灰水槽的出水口法兰上安装8字盲板B29，8字盲板B29安装完毕后，关闭排放球阀27，打开第三隔断阀26，使黑水进入灰水槽的前仓和后仓。原有管线上没有
8字盲板A28可以防止第一隔断阀6关闭不严，有毒有害物质流入沉降槽，危害检修人员。因大废浆池中沉淀后黑水通过自吸泵打入灰水槽中，当灰水槽中液位控制不稳定时，灰水槽中的灰水或有害气体可沿连接沉降槽和灰水槽的管线倒流进入沉降槽，危害检修人员，8字盲板B29的安装可以有效防止灰水倒流。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水煤浆黑水处理系统，包括通过管道依次连接的高压闪蒸罐、真空闪蒸罐(1)、沉降槽(2)及灰水槽，其特征在于，还包括大废浆池(5)，大废浆池(5)的进水口通过第二黑水管与真空闪蒸罐底部连通，第二黑水管上设置第二隔断阀(7)，真空闪蒸罐连接沉降槽的第一黑水管上设置第一隔断阀(6)，大废浆池(5)的出水侧安装两台自吸泵(20)，两台自吸泵(20)的出口分别通过各自的泵出口管道与第三黑水管连接，第三黑水管与灰水槽的前仓(3)和后仓(4)连通，连通前仓的黑水管道上设置第三隔断阀(26)，每一自吸泵(20)的出口管道上都设置有泵出口阀门(21)。
2.根据权利要求1所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，第二黑水管靠近真空闪蒸罐的一端设置冲洗水管线(8)，第二隔断阀(7)位于冲洗水管线(8)的后侧。
3.根据权利要求1所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，大废浆池(5)的进水端设置絮凝剂投加管线B(12)，所述絮凝剂投加管线B(12)与连接第一黑水管的絮凝剂投加管线A连通。
4.根据权利要求1所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，大废浆池(5)的出水端设置分散剂投加管线B(17)，所述分散剂投加管线B(17)与连接灰水槽的分散剂投加管线A连通。
5.根据权利要求1所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，大废浆池(5)内前后交错设置有若干道拦水坝(13)，拦水坝的一侧与大废浆池的侧壁连接，另一侧与大废浆池的另一侧壁保持1.5-2米的开口，开口处设有不锈钢框槽(14)，不锈钢框槽(14)内设置有可抽拔的金属滤网。
6.根据权利要求5所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，进水端金属滤网的孔径大于出水端金属滤网的孔径。
7.根据权利要求5所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，拦水坝(13)将浆池内部横向分隔为若干流道，流道的宽度不小于挖渣斗宽度的1.5倍。
8.根据权利要求1所述的一种水煤浆黑水处理系统，其特征在于，所述大废浆池(5)还用于收集渣场滤水、水煤浆装置应急排放废水、地面冲洗水和雨水；大废浆池(5)的出水侧还安装有两台流量为40m3/h的研磨水泵(19)和一台流量为100m3/h的事故水泵(18)，自吸泵(20)的流量为300m3/h，两台研磨水泵(19)用于将经过初步沉淀的废水送至磨煤机磨煤，事故水泵(18)用于研磨水泵故障时应急排水；两台研磨水泵(19)的出水管与一台事故水泵(18)的出水管通过第一连接管连接，第一连接管上设置第四隔断阀(23)，两台研磨水泵(19)的出水管通过第二连接管与第三黑水管连接，第二连接管上设置第五隔断阀(25)。
9.一种如权利要求1-8任一项所述水煤浆黑水处理系统的沉降槽在线交出工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)打开第二隔断阀(7)，关闭第一隔断阀(6)，经闪蒸浓缩后的黑水在重力作用下由真空闪蒸罐(1)自流进入大废浆池(5)；
(2)打开第三隔断阀(26)，打开一个泵出口阀门(21)，启动对应的自吸泵(20)；向大废浆池(5)中投加絮凝剂和分散剂，黑水沿拦水坝(15)迂回前进，灰渣被各道金属滤网拦截，过滤后的清液中加入分散剂后通过自吸泵(20)送至灰水槽的前仓和后仓；
(3)使用临时潜水泵(20)将沉降槽(2)顶部较为干净的黑水送至灰水槽的前仓(3)，沉降槽(2)底部富渣黑水通过沉降槽底流泵送到过滤机；
(4)对沉降槽(2)进行检修；
(5)检修完成后，打开第一隔断阀(6)，关闭第二隔断阀(7)，停止自吸泵(20)，黑水进入沉降槽(2)。
10.根据权利要求9所述的沉降槽在线交出工艺，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)之间还包括步骤(2.1)，步骤(2.1)包括：
2.1.1在第一隔断阀(6)的出口法兰上安装8字盲板A28；
2.1.2关闭第三隔断阀(26)，使黑水仅进入灰水槽的后仓，控制后仓(4)的液位不高于前仓(3)，打开灰水槽底部的排放球阀(27)，待前仓(3)的液位降至溢流口以下后，在灰水槽的出水口法兰上安装8字盲板B(29)，8字盲板B(29)安装完毕后，关闭排放球阀(27)，打开第三隔断阀(26)，使黑水进入灰水槽的前仓和后仓。
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