CN219950778U - 一种煤气化黑水中残碳回收的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种煤气化黑水中残碳回收的装置，包括黑水缓冲池、分散池、选择性絮凝池、浮选装置、浓缩装置、压滤装置，所述浓缩装置包括耙式浓缩池a和耙式浓缩池b；所述压滤装置包括压滤装置a和压滤装置b；所述黑水缓冲池的进水口通过管道a连接至煤气化黑水装置，所述黑水缓冲池的出水口与分散池进水口连通，分散池的出水口与选择性絮凝池的进水口连通，所述选择性絮凝池的出水口与浮选装置的进水口连通，浮选装置的浮选液出口与耙式浓缩池a的进口连通，浮选装置的黑水出口与耙式浓缩池b的进口连通。本实用新型解决了回收的精碳灰分含量少，且除碳后的细渣含碳量少，能够使现有煤气化黑水中的残碳和灰分得到资源化利用也使脱除残碳的煤气化细渣资源化利用性增强。
Description
技术领域
本实用新型属于煤气化黑水处理技术领域，尤其涉及一种煤气化黑水中残碳回收的装置。
背景技术
液态排渣煤气化炉是目前煤化工的主流工艺，其气化过程生成的高温高压的煤气，在激冷室和煤气洗涤系统的作用下，大量的灰分和未燃尽的碳粒进入水洗系统，产生的高温高压的黑水，通过多级闪蒸回收热量后成为含固量为1~3.5％的黑水，黑水通过在澄清槽里进行絮凝和沉淀，得以净化从而循环使用。澄清槽底部排出的浆液往往通过带式压滤机或隔膜压滤等机械脱水方式后，形成煤气化炉细渣。
气化炉细渣的组分主要是无机矿物质熔融形成的灰分和未燃尽的残碳，未燃尽的残碳存在多种形态，粒径普遍≤0.075毫米。现有工艺形成的气化炉细渣具有烧失量高、水分含量高和难以直接利用的技术缺陷，现阶段主要以堆存填埋处理为主，不仅占据大量的土地资源，并且其有毒有害的渗滤液会对土壤和水体造成严重污染。
一般情况下，在煤气化工艺中，合成气洗涤系统和高温气化炉会产生大量的黑水，这些黑水中的固体悬浮物浓度和浑浊度都很高，为了对黑水进行循环使用，现有工艺采用絮凝剂将黑水中的固体成分（残碳和灰分）全部絮凝沉降处理，沉降后的残碳和灰分浓缩过滤形成气化炉细渣。这一过程导致了气化炉细渣因絮凝剂的桥接作用，使细渣中的残碳和灰分难以分离。虽然可以采用反絮凝的工艺打破絮凝剂的桥接作用而分离脱除灰分，进而回收残碳，但是该工艺技术增加了煤气化细渣分选的成本和工艺难度。此外，残碳与灰分的疏水性差异小导致传统浮选起泡剂不能有效的吸附所需的残碳颗粒，导致浮选效率下降甚至无法分离，而且在经历高温气化过程后，黑水中的残碳表面形成含氧官能团，使得传统的捕收剂不能均匀铺展在氧化后残碳颗粒的表面，增加了传统浮选分离的难度。因此，有必要将黑水净化循环利用的同时使残碳与灰分分离，对残碳进行回收利用，脱除碳的细渣提高利用性。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种煤气化黑水中残碳回收的装置，本实用新型与煤气化黑水产生装置直接连接，将黑水引入本实用新型的装置中，采用分散、选择性絮凝的方式增大黑水中未燃尽残碳与灰分之间的表面疏水性，强化分选效果，使煤气化黑水中未燃尽残碳与灰分分离后得以回收利用，本发具有回收产出的精碳灰分含量少，且除碳后的细渣含碳量少，细渣可利用性强。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种煤气化黑水中残碳回收的装置，包括黑水缓冲池、分散池、选择性絮凝池、浮选装置、浓缩装置、压滤装置，所述浓缩装置包括耙式浓缩池a和耙式浓缩池b；所述压滤装置包括压滤装置a和压滤装置b；所述黑水缓冲池的进水口通过管道a连接至煤气化黑水装置，所述黑水缓冲池的出水口与分散池进水口连通，分散池的出水口与选择性絮凝池的进水口连通，所述选择性絮凝池的出水口与浮选装置的进水口连通，浮选装置的浮选液出口与耙式浓缩池a的进口连通，浮选装置的黑水出口与耙式浓缩池b的进口连通；耙式浓缩池a的浓缩液出口与压滤装置a的进口连通，压滤装置a的固相出口与对辊成型机连接，压滤装置a的滤液出口与煤气化装置和/或废水处理装置连通；耙式浓缩池b的浓缩液出口与压滤装置b的进口连通，压滤装置b的滤液出口与煤气化装置和/或废水处理装置连通；所述耙式浓缩池a的清液出口和耙式浓缩池b的清液出口均与煤气化装置和/或废水处理装置连通；所述分散池设置分散剂和抑制剂加入口，所述选择性絮凝池设置絮凝剂加入口。
进一步地，所述黑水缓冲池的出水口与分散池进水口之间、分散池的出水口与选择性絮凝池的进水口之间、选择性絮凝池的出水口与浮选装置的进水口之间、耙式浓缩池a的浓缩液出口与压滤装置a的进口之间、耙式浓缩池b浓缩液出口与压滤装置b的进口之间均设置浆泵。
进一步地，所述浮选装置为微泡浮选柱。
本实用新型能够使现有煤气化黑水中的残碳和灰分得到资源化利用，避免了煤气化细渣中碳资源的浪费，同时也使脱除残碳的煤气化仔细资源化利用性增强。
附图说明
附图1为本实用新型装置的结构示意图；
附图1中1-黑水缓冲池；2-浆泵a；3-管道a；4-分散池；5-浆泵b；6-选择性絮凝池；7-浆泵c；8-浮选装置；9-耙式浓缩池a；10-浆泵d；11-压滤装置a；12-对辊成型机；13-耙式浓缩池b；14-浆泵e；15-压滤装置b。
实施方式
实施例
为了使煤气化黑水中的残碳最大限度地与灰分分离后进行回收，实现碳资源的最大化利用，同时，使煤气化黑水产生的细渣含碳量尽可能低，使细渣能够在建筑、修路等领域利用，提高可利用性，以及降低煤气化细渣场地堆存的占地面积和环保压力。本实用新型提供一种煤气化黑水中残碳回收的装置，包括黑水缓冲池1、分散池4、选择性絮凝池6、浮选装置8、浓缩装置、压滤装置，所述浮选装置8为微泡浮选柱；所述浓缩装置包括耙式浓缩池a9和耙式浓缩池b13；所述压滤装置包括压滤装置a11和压滤装置b15；所述黑水缓冲池1的进水口通过管道连接至煤气化黑水装置，所述黑水缓冲池1的出水口与分散池4进水口连通，分散池4的出水口与选择性絮凝池6的进水口连通，所述选择性絮凝池6的出水口与浮选装置8的进水口连通，浮选装置8的浮选液出口与耙式浓缩池a9的进口连通，浮选装置8的黑水出口与耙式浓缩池b13的进口连通；耙式浓缩池a9的浓缩液出口与压滤装置a11的进口连通，压滤装置a11的固相出口与对辊成型机12连接，压滤装置a11的滤液出口与煤气化装置连通；耙式浓缩池b13的浓缩液出口与压滤装置b15的进口连通，压滤装置b15的滤液出口与废水处理装置连通；所述耙式浓缩池a9的清液出口和耙式浓缩池b13的清液出口均与煤气化装置和废水处理装置连通；所述分散池4设置分散剂和抑制剂加入口，所述选择性絮凝池6设置絮凝剂加入口。
所述黑水缓冲池1的出水口与分散池4进水口之间、分散池4的出水口与选择性絮凝池6的进水口之间、选择性絮凝池6的出水口与浮选装置8的进水口之间、耙式浓缩池a9的浓缩液出口与压滤装置a11的进口之间、耙式浓缩池b13浓缩液出口与压滤装置b15的进口之间分别设置浆泵a2、浆泵b5、浆泵c7、浆泵d10、浆泵e14。
一种煤气化黑水中残碳回收的方法，包含以下步骤：煤气化黑水装置的黑水中含碳的重量为0.8%，含灰分的重量为1.2%，将黑水通过管道a3送至黑水缓冲池1，调节pH值为7.1后，在微碱性条件下，提高抑制剂抑制效果，通过浆泵a2送至分散池4，依次加入分散剂六偏磷酸钠和抑制剂氢氧化钙，利用六偏磷酸钠与颗粒表面通过化学键结合吸附在其表面上，使黑水中的颗粒具有了一定厚度和弹性的水化膜，颗粒表面的水化膜与分散剂可产生静电斥力与空间位阻效应，保证黑水中的颗粒能够稳定、均匀地分散在水中。通过添加氢氧化钙抑制黑水中富含硅铝成分的灰分浮起，添加比例为六偏磷酸钠200克/吨黑水，氢氧化钙40克/吨黑水，以10转/分钟的转速搅拌10分钟，让黑水中的分散剂与残碳颗粒、灰分颗粒充分接触。通过浆泵b5送入选择性絮凝池6，加入分子量为350万的阴离子聚丙烯酰胺，添加比例为30克/吨黑水，以1转/分钟的转速搅拌3分钟，由于阴离子聚丙烯酰胺对黑水中残碳颗粒的吸附能力大于对灰分的吸附能力，阴离子聚丙烯酰胺吸附黑水中的碳粒形成精煤絮团，同时避免絮凝过程因机械搅拌将灰分带入絮团而造成机械夹杂而使精煤产品的灰分增大。阴离子聚丙烯酰胺与黑水中的碳粒形成精煤絮团后通过浆泵c7送入浮选装置8，在浮选过程中，因精煤絮团在体积、疏水性与黑水中的灰分颗粒存在较大差异，精煤絮团被浮选气泡带到浮选装置8液面上部，被浮选捕捉剂捕获形成泡沫层，经喷淋消泡后溢流送入耙式浓缩池a9，耙式浓缩池a9浓缩后的精煤经浆泵d10送入压滤装置a11脱水过滤后产出含水32%左右的精煤，含水32%左右的精煤送入对辊成型装置12与粘结料、短纤维充分搅拌后挤压产出型煤，型煤产品发热量为4600kcal；压滤装置a11过滤水返回煤气化生产系统。
浮选装置8底部的黑水送入耙式浓缩池b13，浓缩后经浆泵e14送入压滤装置b15，经压滤装置b15脱水后形成煤气化脱碳细渣，煤气化脱碳细渣烧失量≤5%。压滤装置b15产生的过滤水返回煤气化生产系统。
实施例
为了使煤气化黑水中的残碳最大限度地与灰分分离后进行回收，实现碳资源的最大化利用，同时，使煤气化黑水产生的细渣含碳量尽可能低，使细渣能够在建筑、修路等领域利用，提高可利用性，以及降低煤气化细渣场地堆存的占地面积和环保压力。本实用新型提供一种煤气化黑水中残碳回收的装置，包括黑水缓冲池1、分散池4、选择性絮凝池6、浮选装置8、浓缩装置、压滤装置，所述浮选装置8为微泡浮选柱；所述浓缩装置包括耙式浓缩池a9和耙式浓缩池b13；所述压滤装置包括压滤装置a11和压滤装置b15；所述黑水缓冲池1的进水口通过管道a3连接至煤气化黑水装置，所述黑水缓冲池1的出水口与分散池4进水口连通，分散池4的出水口与选择性絮凝池6的进水口连通，所述选择性絮凝池6的出水口与浮选装置8的进水口连通，浮选装置8的浮选液出口与耙式浓缩池a9的进口连通，浮选装置8的黑水出口与耙式浓缩池b13的进口连通；耙式浓缩池a9的浓缩液出口与压滤装置a11的进口连通，压滤装置a11的固相出口与对辊成型机12连接，压滤装置a11的滤液出口与废水处理装置连通；耙式浓缩池b13的浓缩液出口与压滤装置b15的进口连通，压滤装置b15的滤液出口与煤气化装置连通；所述耙式浓缩池a9的清液出口和耙式浓缩池b13的清液出口均与煤气化装置连通；所述分散池4设置分散剂和抑制剂加入口，所述选择性絮凝池6设置絮凝剂加入口。
所述黑水缓冲池1的出水口与分散池4进水口之间、分散池4的出水口与选择性絮凝池6的进水口之间、选择性絮凝池6的出水口与浮选装置8的进水口之间、耙式浓缩池a9的浓缩液出口与压滤装置a11的进口之间、耙式浓缩池b13浓缩液出口与压滤装置b15的进口之间分别设置浆泵a2、浆泵b5、浆泵c7、浆泵d10、浆泵e14。
一种煤气化黑水中残碳回收的方法，包含以下步骤：煤气化黑水装置的黑水中含碳的重量为1.0%，含灰分的重量为1.8%，将黑水通过管道a3送至黑水缓冲池1，调节pH值为7.5后，在微碱性条件下，提高抑制剂抑制效果，通过浆泵a2送至分散池4，依次加入分散剂三聚磷酸钠和抑制剂硅酸钠，利用三聚磷酸钠与颗粒表面通过化学键结合吸附在其表面上，使黑水中的颗粒具有了一定厚度和弹性的水化膜，颗粒表面的水化膜与分散剂可产生静电斥力与空间位阻效应，保证黑水中的颗粒能够稳定、均匀地分散在水中；通过添加硅酸钠抑制黑水中富含硅铝成分的灰分浮起，添加比例为三聚磷酸钠90克/吨黑水，硅酸钠100克/吨黑水，以15转/分钟的转速搅拌20分钟，让黑水中的分散剂与残碳颗粒、灰分颗粒充分接触。通过浆泵b5送入选择性絮凝池6，加入聚甲基丙烯酸钠，添加比例为20克/吨黑水，以5转/分钟的转速搅拌14分钟，由于聚甲基丙烯酸钠对黑水中残碳颗粒吸附能力大于对灰分的吸附能力，聚甲基丙烯酸钠与黑水中的碳粒形成精煤絮团，同时避免絮凝过程因机械搅拌将灰分带入絮团而造成机械夹杂而使精煤产品的灰分增大；聚甲基丙烯酸钠与矿浆中的碳粒形成精煤絮团后通过浆泵c7送入浮选装置8，在浮选过程中，因精煤絮团在体积、疏水性与黑水中的灰分颗粒存在较大差异，精煤絮团被浮选气泡带到浮选装置8液面上部，被浮选捕捉剂捕获形成泡沫层，经喷淋消泡后溢流送入耙式浓缩池a9，耙式浓缩池a9浓缩后的精煤经浆泵d10送入压滤装置a11脱水过滤后产出含水32%左右的精煤，含水32%左右的精煤送入对辊成型装置12与粘结料、短纤维充分搅拌后挤压产出型煤，型煤产品发热量为4500kcal；压滤装置a11过滤水返回煤气化生产系统。
浮选装置8底部的黑水送入耙式浓缩池b13，浓缩后经浆泵e14送入压滤装置b15，经压滤装置b15脱水后形成煤气化脱碳细渣，煤气化脱碳细渣烧失量≤6%。压滤装置b15产生的过滤水返回煤气化生产系统。
实施例
为了使煤气化黑水中的残碳最大限度地与灰分分离后进行回收，实现碳资源的最大化利用，同时，使煤气化黑水产生的细渣含碳量尽可能低，使细渣能够在建筑、修路等领域利用，提高可利用性，以及降低煤气化细渣场地堆存的占地面积和环保压力。本实用新型提供一种煤气化黑水中残碳回收的装置，包括黑水缓冲池1、分散池4、选择性絮凝池6、浮选装置8、浓缩装置、压滤装置，所述浮选装置8为微泡浮选柱；所述浓缩装置包括耙式浓缩池a9和耙式浓缩池b13；所述压滤装置包括压滤装置a11和压滤装置b15；所述黑水缓冲池1的进水口通过管道a3连接至煤气化黑水装置，所述黑水缓冲池1的出水口与分散池4进水口连通，分散池4的出水口与选择性絮凝池6的进水口连通，所述选择性絮凝池6的出水口与浮选装置8的进水口连通，浮选装置8的浮选液出口与耙式浓缩池a9的进口连通，浮选装置8的黑水出口与耙式浓缩池b13的进口连通；耙式浓缩池a9的浓缩液出口与压滤装置a11的进口连通，压滤装置a11的固相出口与对辊成型机12连接，压滤装置a11的滤液出口与煤气化装置和废水处理装置连通；耙式浓缩池b13的浓缩液出口与压滤装置b15的进口连通，压滤装置b15的滤液出口与煤气化装置和废水处理装置连通；所述耙式浓缩池a9的清液出口和耙式浓缩池b13的清液出口均与废水处理装置连通；所述分散池4设置分散剂和抑制剂加入口，所述选择性絮凝池6设置絮凝剂加入口。
所述黑水缓冲池1的出水口与分散池4进水口之间、分散池4的出水口与选择性絮凝池6的进水口之间、选择性絮凝池6的出水口与浮选装置8的进水口之间、耙式浓缩池a9的浓缩液出口与压滤装置a11的进口之间、耙式浓缩池b13浓缩液出口与压滤装置b15的进口之间分别设置浆泵a2、浆泵b5、浆泵c7、浆泵d10、浆泵e14。
一种煤气化黑水中残碳回收的方法，包含以下步骤：煤气化黑水装置的黑水中含碳的重量为1.5%，含灰分的重量为2.0%，将黑水通过管道a3送至黑水缓冲池1，调节pH值为8.0后，在微碱性条件下，提高抑制剂抑制效果，通过浆泵a2送至分散池4，依次加入分散剂十二烷基苯磺酸钠和抑制剂氢氧化钙，利用十二烷基苯磺酸钠与颗粒表面通过化学键结合吸附在其表面上，使黑水中的颗粒具有了一定厚度和弹性的水化膜，颗粒表面的水化膜与分散剂可产生静电斥力与空间位阻效应，保证黑水中的颗粒能够稳定、均匀地分散在水中。通过添加氢氧化钙抑制黑水中富含硅铝成分的灰分浮起，添加比例为十二烷基苯磺酸钠60克/吨黑水，氢氧化钙40克/吨黑水，以20转/分钟的转速搅拌30分钟，让黑水中的分散剂与残碳颗粒、灰分颗粒充分接触。通过浆泵b5送入选择性絮凝池6，加入分子量＞300万的阴离子聚丙烯酰胺，添加比例为30克/吨黑水，以10转/分钟的转速搅拌20分钟，由于阴离子聚丙烯酰胺对黑水中残碳颗粒吸附能力大于对灰分的吸附能力，阴离子聚丙烯酰胺与黑水中的碳粒形成精煤絮团，同时避免絮凝过程因机械搅拌将灰分带入絮团而造成机械夹杂而使精煤产品的灰分增大；阴离子聚丙烯酰胺与矿浆中的碳粒形成精煤絮团后通过浆泵c7送入浮选装置8，在浮选过程中，因精煤絮团在体积、疏水性与黑水中的灰分颗粒存在较大差异，精煤絮团被浮选气泡带到浮选装置8液面上部，被浮选捕捉剂捕获形成泡沫层，经喷淋消泡后溢流送入耙式浓缩池a9，耙式浓缩池a9浓缩后的精煤经浆泵d10送入压滤装置a11脱水过滤后产出含水32%左右的精煤，含水32%左右的精煤送入对辊成型装置12与粘结料、短纤维充分搅拌后挤压产出型煤，型煤产品发热量为4600kcal；压滤装置a11过滤水返回煤气化生产系统。
浮选装置8底部的黑水送入耙式浓缩池b13，浓缩后经浆泵e14送入压滤装置b15，经压滤装置b15脱水后形成煤气化脱碳细渣，煤气化脱碳细渣烧失量≤8%；压滤装置b15产生的过滤水返回煤气化生产系统。
另一实施例与实施例1的不同之处在于：所述分散剂为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物；所述抑制剂为制剂为氢氧化钙和硅酸钠的混合物；
另一实施例与实施例1的不同之处在于：所述分散剂为六偏磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述选择性絮凝剂为分子量＞300万的阴离子聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酸钠的混合物；
另一实施例与实施例1的不同之处在于：所述分散剂为三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠。
另一实施例与实施例1的不同之处在于：所述分散剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠三种物质的混合物；
本实用新型的工作原理是：本实用新型将煤气化装置产生的黑水调节PH至7.1~8后加入分散剂，使黑水中碳颗粒和灰分颗粒的充分分散，然后再加入选择性絮凝剂将黑水中的碳颗粒絮凝成絮团，并通过浮选的方法将碳颗粒絮团与灰分分离，进而浓缩碳颗粒絮团后脱水处理，从产出精碳并制成型煤产品，浮选除去碳颗粒絮团后的黑水浓缩后进行脱水处理后制成煤气化脱碳细渣，本实用新型解决了黑水中因残碳粒径和表面疏水性差异小造成难以分选的技术问题，本实用新型回收制成的型煤产品灰分含量少，使煤气化细渣中的残碳得以资源化利用；同时，提碳后的脱碳细渣含碳量少，可用于建筑、修路等领域，解决了煤气化细渣的难以利用的问题，同时解决了煤气化细渣堆存占地面积大的问题和环保压力大的问题。
以上具体实施方式所述，仅为本实用新型的内容的实施例，任何熟悉本实用新型者对本创作的修改和变化，均属于本实用新型的专利范围内，而不仅限于实施例所述。
Claims (3)
1.一种煤气化黑水中残碳回收的装置，其特征在于：包括黑水缓冲池、分散池、选择性絮凝池、浮选装置、浓缩装置、压滤装置，所述浓缩装置包括耙式浓缩池a和耙式浓缩池b；所述压滤装置包括压滤装置a和压滤装置b；所述黑水缓冲池的进水口通过管道a连接至煤气化黑水装置，所述黑水缓冲池的出水口与分散池进水口连通，分散池的出水口与选择性絮凝池的进水口连通，所述选择性絮凝池的出水口与浮选装置的进水口连通，浮选装置的浮选液出口与耙式浓缩池a的进口连通，浮选装置的黑水出口与耙式浓缩池b的进口连通；耙式浓缩池a的浓缩液出口与压滤装置a的进口连通，压滤装置a的固相出口与对辊成型机连接，压滤装置a的滤液出口与煤气化装置和/或废水处理装置连通；耙式浓缩池b的浓缩液出口与压滤装置b的进口连通，压滤装置b的滤液出口与煤气化装置和/或废水处理装置连通；所述耙式浓缩池a的清液出口和耙式浓缩池b的清液出口均与煤气化装置和/或废水处理装置连通；所述分散池设置分散剂和抑制剂加入口，所述选择性絮凝池设置絮凝剂加入口。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化黑水中残碳回收的装置，其特征在于：所述黑水缓冲池的出水口与分散池进水口之间、分散池的出水口与选择性絮凝池的进水口之间、选择性絮凝池的出水口与浮选装置的进水口之间、耙式浓缩池a的浓缩液出口与压滤装置a的进口之间、耙式浓缩池b浓缩液出口与压滤装置b的进口之间均设置浆泵。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化黑水中残碳回收的装置，其特征在于：所述浮选装置为微泡浮选柱。
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| CN202321358949.XU CN219950778U (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种煤气化黑水中残碳回收的装置 |
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