申請(qǐng)日2013.09.27

　　公開(公告)日2014.01.22

　　IPC分類號(hào)C02F1/06

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種高溫高壓廢水熱量回收裝置，包括承壓外殼、閃蒸區(qū)、間接換熱區(qū)、直接換熱區(qū)和分離區(qū)五部分;集閃蒸、換熱、分離于一體，體積小，節(jié)約占地面積，省去設(shè)備之間相連管線，降低了設(shè)備制造及運(yùn)行成本，簡(jiǎn)化了工藝流程和生產(chǎn)操作程序;通過換熱內(nèi)件A和換熱內(nèi)件B的設(shè)置，在設(shè)備內(nèi)同時(shí)進(jìn)行了間接換熱和直接換熱，有效提高了廢水中熱量的回收利用率。

　　權(quán)利要求書

　　1.高溫高壓廢水熱量回收裝置，其特征在于：包括，內(nèi)部帶有密封容納腔 的承壓外殼體(2)和由下至上依次設(shè)置于承壓外殼體(2)內(nèi)容納腔中的閃蒸 區(qū)(3)、間接換熱區(qū)(6)、氣體分布器(8)、直接換熱區(qū)(9)和分離區(qū)(12); 所述閃蒸區(qū)(3)位于承壓外殼體(2)內(nèi)容納腔底部;所述承壓外殼體(2)頂 端設(shè)置有不凝氣出口(11)，底端設(shè)置有排液口(4);

　　所述承壓外殼體(2)上且位于閃蒸區(qū)(3)氣相空間設(shè)置有用于廢水進(jìn)入 承壓外殼體(2)內(nèi)容納腔中的廢水入口(1);

　　所述間接換熱區(qū)(6)位于廢水入口(1)上方;

　　所述間接換熱區(qū)(6)包括：固定于承壓外殼體(2)內(nèi)部的換熱內(nèi)件A(13)， 用于冷工藝介質(zhì)進(jìn)入的第一進(jìn)入口(5)和用于冷工藝介質(zhì)排出的第一排出口 (14);所述換熱內(nèi)件A(13)為單管程的管式換熱器或板式換熱器;

　　所述第一進(jìn)入口(5)與第一排出口(14)分別位于間接換熱區(qū)(6)兩個(gè) 相對(duì)側(cè)面的上部和下部，第一進(jìn)入口(5)與第一排出口(14)分別與換熱內(nèi)件 A(13)內(nèi)的兩個(gè)端口連通;

　　所述氣體分布器(8)固定于承壓外殼體(2)內(nèi)，且位于間接換熱區(qū)(6) 上方;

　　所述直接換熱區(qū)(9)位于氣體分布器(8)上方;

　　所述直接換熱區(qū)(9)包括：固定于承壓外殼體(2)內(nèi)部的換熱內(nèi)件B(15)， 用于冷工藝介質(zhì)進(jìn)入的第二進(jìn)入口(10)和用于冷工藝介質(zhì)排出的液體出口(7); 所述換熱內(nèi)件B(15)為塔板結(jié)構(gòu)或者填料結(jié)構(gòu);所述第二進(jìn)入口(10)位于換 熱內(nèi)件B(15)上方;所述液體出口(7)位于換熱內(nèi)件B(15)下方的氣體分 布器(8)上;

　　所述分離區(qū)(12)位于第二進(jìn)入口(10)上方，且所述分離區(qū)(12)由固 定在承壓外殼體(2)內(nèi)壁上的分離內(nèi)件(16)構(gòu)成。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓廢水熱量回收裝置，其特征在于：所述 承壓外殼體(2)底部為錐狀，且錐尖方向向下;所述排液口(4)設(shè)置于承壓 外殼體(2)底部錐尖處。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓廢水熱量回收裝置，其特征在于：所述 分離內(nèi)件(16)單獨(dú)采用葉片、折板、折流板、絲網(wǎng)、旋流板、旋流管結(jié)構(gòu)， 或者采用葉片、折板、折流板、絲網(wǎng)、旋流板、旋流管的組合裝配結(jié)構(gòu)。

　　說明書

　　高溫高壓廢水熱量回收裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水熱量回收裝置，特別涉及用于高溫高壓廢水的熱量回收裝 置。

　　背景技術(shù)

　　隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展，各種廢水的排放量逐年增加，如何將廢水進(jìn) 行有效利用，成為各界人士所關(guān)心解決的問題，其中煤氣化廢水的處理，一直 是國(guó)內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的一大難題，受到廣泛重視。

　　煤氣化廢水中除含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)外，一 般還具有高溫高壓的特點(diǎn)，因此在處理前，需要對(duì)其進(jìn)行熱量回收，實(shí)現(xiàn)能量 的有效利用，節(jié)約能源。

　　現(xiàn)有回收煤氣化廢水熱量的方法主要可以歸納為兩種，一種是通過設(shè)置一 個(gè)或多個(gè)閃蒸罐，按照蒸汽壓力等級(jí)進(jìn)行逐級(jí)閃蒸，閃蒸蒸汽供換熱設(shè)備使用， 從而減少蒸汽管網(wǎng)的蒸汽需求量;另一種是通過換熱設(shè)備，直接將煤氣化廢水 對(duì)需要加熱的工藝介質(zhì)進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)熱量的回收。

　　這兩種方法中，第一種方法工藝流程長(zhǎng)，操作復(fù)雜，隨閃蒸蒸汽同時(shí)解析 出來的有害氣體處理困難，并且由于設(shè)置了多個(gè)閃蒸罐的緣故，需要的占地面 積也較大;而對(duì)于第二種方法，只能進(jìn)行間接換熱，廢水中的熱量并未得到充 分利用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提出一種高溫高壓廢水熱量回收裝置。

　　為達(dá)到以上目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

　　高溫高壓廢水熱量回收裝置，包括：內(nèi)部帶有密封容納腔的承壓外殼體和 由下至上依次設(shè)置于承壓外殼體內(nèi)容納腔中的閃蒸區(qū)、間接換熱區(qū)、氣體分布 器、直接換熱區(qū)和分離區(qū);閃蒸區(qū)位于承壓外殼體內(nèi)容納腔底部;承壓外殼體 頂端設(shè)置有不凝氣出口，底端設(shè)置有排液口;承壓外殼體底部為錐狀，且錐尖 方向向下;排液口設(shè)置于承壓外殼體底部錐尖處;

　　承壓外殼體上且位于閃蒸區(qū)氣相空間設(shè)置有用于廢水進(jìn)入承壓外殼體內(nèi)容 納腔中的廢水入口;

　　間接換熱區(qū)位于廢水入口上方;

　　間接換熱區(qū)包括：固定于承壓外殼體內(nèi)部的換熱內(nèi)件A，用于冷工藝介質(zhì)進(jìn) 入的第一進(jìn)入口和用于冷工藝介質(zhì)排出的第一排出口;換熱內(nèi)件A為單管程的 管式換熱器或板式換熱器;

　　第一進(jìn)入口與第一排出口分別位于間接換熱區(qū)兩個(gè)相對(duì)側(cè)面的上部和下 部，第一進(jìn)入口與第一排出口分別與換熱內(nèi)件A內(nèi)的兩個(gè)端口連通;

　　氣體分布器固定于承壓外殼體內(nèi)，且位于間接換熱區(qū)上方;

　　直接換熱區(qū)位于氣體分布器上方;

　　直接換熱區(qū)包括：固定于承壓外殼體內(nèi)部的換熱內(nèi)件B，用于冷工藝介質(zhì)進(jìn) 入的第二進(jìn)入口和用于冷工藝介質(zhì)排出的液體出口;換熱內(nèi)件B為塔板結(jié)構(gòu)或 者填料結(jié)構(gòu);(塔板：復(fù)合斜孔塔板、導(dǎo)向篩板塔板、浮閥塔板、泡罩塔板、 組合塔板、立體傳質(zhì)塔板(vsi)95型塔板、噴射浮動(dòng)塔、舌型塔板、多降液塔板、 氣液分布器、防堵型氣液分布器、液體收集器、除沫器、過濾器、浮閥、泡罩、 各種緊固件、鋼板網(wǎng);填料可使用散堆填料或規(guī)整填料，其中散堆填料：各種 規(guī)格型號(hào)的陶瓷、塑料、金屬,拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍環(huán)、階梯環(huán)等新型填料， 規(guī)整填料：各種材質(zhì)、規(guī)格型號(hào)的絲網(wǎng)填料、孔板波紋填料、復(fù)合填料、防堵 型組合規(guī)整填料、格利希格柵填料、蜂窩填料。)換熱內(nèi)件B可單一使用上述 塔板或填料的一種結(jié)構(gòu)，或者采用其中幾種的組合裝配結(jié)構(gòu)。

　　第二進(jìn)入口位于換熱內(nèi)件B上方;液體出口位于換熱內(nèi)件B下方的氣體分 布器上;

　　分離區(qū)位于第二進(jìn)入口上方，且分離區(qū)由固定在承壓外殼體內(nèi)壁上的分離 內(nèi)件構(gòu)成，分離內(nèi)件單獨(dú)采用葉片、折板、折流板、絲網(wǎng)、旋流板、旋流管結(jié) 構(gòu)，或者采用葉片、折板、折流板、絲網(wǎng)、旋流板、旋流管的組合裝配結(jié)構(gòu);

　　采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，高溫高壓廢水自廢水入口進(jìn)入承壓外殼的內(nèi) 部，在閃蒸區(qū)內(nèi)發(fā)生閃蒸，閃蒸后的液體自承壓外殼體底部的排液口排出，去 后續(xù)裝置進(jìn)行廢水處理后回收利用，閃蒸出的氣體則向上進(jìn)入間接換熱區(qū)(氣 體中包含裝置設(shè)定壓力下的飽和蒸汽和廢水中所溶解的不凝氣);

　　間接換熱區(qū)包括：固定于承壓外殼體內(nèi)部的換熱內(nèi)件A，用于冷工藝介質(zhì)進(jìn) 入的第一進(jìn)入口和用于冷工藝介質(zhì)排出的第一排出口;換熱內(nèi)件A為單管程的 管式換熱器或板式換熱器;第一進(jìn)入口與第一排出口分別位于間接換熱區(qū)兩個(gè) 相對(duì)側(cè)面的上部和下部，第一進(jìn)入口與第一排出口分別與換熱內(nèi)件A內(nèi)的兩個(gè) 端口連通;

　　間接換熱區(qū)位于承壓外殼的中下部，閃蒸區(qū)之上，由固定于承壓外殼體內(nèi) 部的換熱內(nèi)件A，用于冷工藝介質(zhì)進(jìn)入的第一進(jìn)入口和用于冷工藝介質(zhì)排出的第 一排出口構(gòu)成;換熱內(nèi)件A可以為管式結(jié)構(gòu)或板式結(jié)構(gòu)，其作用相當(dāng)于單管程 的管式換熱器或板式換熱器;閃蒸出的氣體走管程，需要加熱的工藝介質(zhì)(冷 工藝介質(zhì))走殼程，兩者在換熱內(nèi)件A中進(jìn)行間接換熱;

　　閃蒸氣體在加熱工藝介質(zhì)的過程中，部分蒸汽冷凝為液滴，沿?fù)Q熱內(nèi)件A 回流到閃蒸區(qū)，隨閃蒸后的液體一同自排液口排出，未冷凝的氣體繼續(xù)向上流 動(dòng)，經(jīng)過設(shè)置在換熱內(nèi)件A上部的氣體分布器(主要用于使氣體實(shí)現(xiàn)均勻分布)， 進(jìn)入直接換熱區(qū)，氣體分布器固定在承壓外殼體內(nèi)壁上;

　　直接換熱區(qū)位于氣體分布器上方;

　　直接換熱區(qū)包括：固定于承壓外殼體內(nèi)部的換熱內(nèi)件B，用于冷工藝介質(zhì)進(jìn) 入的第二進(jìn)入口和用于冷工藝介質(zhì)排出的液體出口;換熱內(nèi)件B為塔板結(jié)構(gòu)或 者填料結(jié)構(gòu);

　　直接換熱區(qū)位于承壓外殼的中上部，氣體分布器上方，由固定在承壓外殼 體內(nèi)壁上的換熱內(nèi)件B構(gòu)成，換熱內(nèi)件B可以為塔板結(jié)構(gòu)或者填料結(jié)構(gòu);另一 股需要加熱的工藝介質(zhì)(冷工藝介質(zhì))，自換熱內(nèi)件B上部的液體入口進(jìn)入設(shè)備， 與閃蒸氣體在換熱內(nèi)件B上通過直接接觸進(jìn)行換熱;此過程中，閃蒸氣體中的 蒸汽基本上全部被工藝介質(zhì)冷凝為凝液，隨同加熱后的工藝介質(zhì)一起，自氣體 分布器上部的液體出口流出，供下游工序使用;閃蒸氣體中的不凝氣則夾帶著 少量液滴向上進(jìn)入分離區(qū);

　　分離區(qū)位于承壓外殼的上部，直接換熱區(qū)之上，由固定在承壓外殼內(nèi)壁上 的分離內(nèi)件構(gòu)成，具有氣液分離作用的分離器內(nèi)件均可作為分離內(nèi)件使用，如 葉片、折板、折流板、絲網(wǎng)、旋流板、旋流管等或者為葉片、折板、折流板、 絲網(wǎng)、旋流板、旋流管的組合結(jié)構(gòu)，不凝氣在分離內(nèi)件上經(jīng)過氣液分離后，氣 體中所夾帶的液滴下落到直接換熱區(qū)，隨直接換熱區(qū)中的工藝介質(zhì)流出設(shè)備， 不凝氣則通過承壓外殼頂部的氣體出口排出設(shè)備。

　　相對(duì)于以往技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1.集閃蒸、換熱、分離于一體，體積小，節(jié)約占地面積，省去設(shè)備之間相 連管線，降低了設(shè)備制造及運(yùn)行成本，簡(jiǎn)化了工藝流程和生產(chǎn)操作程序。

　　2.通過換熱內(nèi)件A和換熱內(nèi)件B的設(shè)置，在設(shè)備內(nèi)同時(shí)進(jìn)行了間接換熱和 直接換熱，有效提高了廢水中熱量的回收利用率。

　　3.不凝氣在排出裝置前，在分離區(qū)進(jìn)行了水汽分離，不凝氣中的水汽比較 低，可以有效簡(jiǎn)化下游工藝處理不凝氣的流程。

　　4.廢水中含有固體雜質(zhì)時(shí)，固體雜質(zhì)可以在閃蒸區(qū)通過沉降分離的方式， 隨閃蒸后的液體一同排出設(shè)備，因此本裝置同樣可以用來回收含固體雜質(zhì)的高 溫高壓廢水的熱量。