申請(qǐng)日2013.09.17

　　公開(公告)日2014.03.26

　　IPC分類號(hào)C10J3/72; B01D3/06

　　摘要

　　本實(shí)用新型公開了一種煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置，解決了現(xiàn)有粉煤氣化技術(shù)的黑水處理過程中灰水循環(huán)回用量減少，新鮮水補(bǔ)充量提高，廢水處理系統(tǒng)負(fù)荷大增，可靠性差的問題。技術(shù)方案包括依次連接的減壓閥、閃蒸罐以及除塵節(jié)水塔，所述閃蒸罐的上段設(shè)有噴淋裝置，中段設(shè)有多層塔板，下段設(shè)有與閃蒸罐的黑水進(jìn)口連通的導(dǎo)流管以及位于導(dǎo)流管周部的分布板，所述分布板上開有導(dǎo)向開孔，所述分布板和導(dǎo)流管的出口端均位于液面以下。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資及運(yùn)行成本低、閃蒸分離效果好、閃蒸氣中不夾帶飛灰、換熱器無結(jié)垢、無腐蝕。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置，包括依次連接的 減壓閥、閃蒸罐以及除塵節(jié)水塔，其特征在于，所述閃蒸罐的上段設(shè) 有噴淋裝置，中段設(shè)有多層塔板，下段設(shè)有與閃蒸罐的黑水進(jìn)口連通 的導(dǎo)流管以及位于導(dǎo)流管周部的分布板，所述分布板上開有導(dǎo)向開 孔，所述分布板和導(dǎo)流管的出口端均位于液面以下。

　　2.如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置， 其特征在于，所述除塵節(jié)水塔的頂部出口裝有換熱器。

　　3.如權(quán)利要求2所述的煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置， 其特征在于，所述除塵節(jié)水塔的中部設(shè)有規(guī)整填料區(qū)，所述除塵節(jié)水 塔底部的排水口經(jīng)循環(huán)泵與閃蒸罐頂部的循環(huán)水進(jìn)口連通。

　　4.如權(quán)利要求2所述的煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置， 其特征在于，所述換熱器的上方設(shè)有帶噴淋裝置的噴淋區(qū)。

　　5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié) 水裝置，其特征在于，所述減壓閥經(jīng)限流緩沖裝置與閃蒸罐連接。

　　6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié) 水裝置，其特征在于，所述閃蒸罐經(jīng)安全閥與除塵節(jié)水塔連接。

　　說明書

　　一種煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實(shí)用新型涉及煤氣化行業(yè)的除塵裝置，具體的說是一種煤氣 化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置。

　　背景技術(shù)

　　煤的氣化進(jìn)而獲得清潔燃料或其它初級(jí)化工產(chǎn)品在我國(guó)具有廣 闊的應(yīng)用前景。為達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，氣化爐產(chǎn)生的含固廢水需要 進(jìn)行熱量回收，除去酸性氣體、固體雜質(zhì)等后循環(huán)利用。

　　國(guó)內(nèi)目前采用的灰水處理系統(tǒng)主要包括兩類，一類是中國(guó)專利 CN1104991A公開的一種通過兩級(jí)或三級(jí)閃蒸和閃蒸汽與循環(huán)灰水 間接換熱的黑水熱回收方法，另一類是中國(guó)專利CN2474538Y公開 的一種通過將蒸發(fā)、排渣、凈化水直接加熱多過程合為一體的熱水塔 來回收含渣廢水熱量的方法。

　　由于干粉煤氣化技術(shù)所采用的煤種灰含量通常較高，氣化爐飛灰 量相對(duì)較多，且采用激冷+濕法洗滌流程后，黑水中灰分含量較高， 不僅如此，采用干煤粉氣化技術(shù)所產(chǎn)生的固體顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)與 目前國(guó)內(nèi)采用水煤漿氣化裝置產(chǎn)生的灰渣特性也有很大不同，主要體 現(xiàn)在灰分顆粒直徑小，含碳量低等特性上，若要使這些灰分得到充分 脫除，勢(shì)必造成處理水量較大，是其它種類氣化裝置的數(shù)倍甚至數(shù)十 倍。

　　使用中國(guó)專利CN1104991A公開的一種通過兩級(jí)或三級(jí)閃蒸和 閃蒸汽與循環(huán)灰水間接換熱的熱回收方法來處理干粉煤氣化工藝的 黑水時(shí)，大量細(xì)小的飛灰易帶出，摻雜于水中經(jīng)過間接換熱器，不但 易發(fā)生結(jié)垢，造成換熱效率下降，導(dǎo)致閃蒸壓力難以控制，而且細(xì)灰 隨黑水不斷磨蝕換熱器的內(nèi)部構(gòu)件，給換熱器的壽命造成嚴(yán)重的損 害;同時(shí)閃蒸器底部出料有堵塞的潛在威脅。經(jīng)實(shí)踐表明，許多工廠 采用這類技術(shù)的灰水處理系統(tǒng)均出現(xiàn)過故障，出水經(jīng)常渾濁發(fā)黑。帶 來的主要影響是灰水循環(huán)回用量減少，新鮮水補(bǔ)充量提高，廢水處理 系統(tǒng)負(fù)荷大增。

　　若采用另一類中國(guó)專利CN2474538Y公開的一種通過將蒸發(fā)、 排渣、凈化水直接加熱多過程合為一體的熱水塔，如前所述，由于需 處理的水量特別大，若該設(shè)備用于此類上行發(fā)氣的干粉煤氣化裝置含 固廢水的處理，將造成設(shè)備外型巨大，加工、操作及維修較困難;同 時(shí)該種方式并不能從根本上解決閃蒸氣中夾帶飛灰的問題;另外由于 將蒸發(fā)和換熱系統(tǒng)等關(guān)鍵部件全部集中于熱水塔內(nèi)，一旦設(shè)備某一處 出現(xiàn)故障，整個(gè)熱水塔都要停車檢修，給生產(chǎn)線的運(yùn)行帶來不穩(wěn)定性， 這將造成煤氣化裝置所產(chǎn)含固廢水因得不到及時(shí)處理而嚴(yán)重影響工 業(yè)生產(chǎn)。

　　綜上所述，若采用現(xiàn)有類似的干粉氣化或水煤漿灰水閃蒸處理技 術(shù)與裝置，會(huì)存在一定的技術(shù)與設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，在生產(chǎn)過程中有影響主裝 置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行的不確定性。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、設(shè)備投資及運(yùn)行成本低、閃蒸分離效果好、閃蒸氣中不夾帶飛灰、 換熱器無結(jié)垢、無腐蝕的煤氣化廢水廢熱利用及除塵節(jié)水裝置。

　　技術(shù)方案包括包括依次連接的減壓閥、閃蒸罐以及除塵節(jié)水塔， 所述閃蒸罐的上段設(shè)有噴淋裝置，中段設(shè)有多層塔板，下段設(shè)有與閃 蒸罐的黑水進(jìn)口連通的導(dǎo)流管以及位于導(dǎo)流管周部的分布板，所述分 布板上開有導(dǎo)向開孔，所述分布板和導(dǎo)流管的出口端均位于液面以 下。

　　所述除塵節(jié)水塔的頂部出口裝有換熱器。

　　所述除塵節(jié)水塔的中部設(shè)有規(guī)整填料區(qū)，所述除塵節(jié)水塔底部的 排水口經(jīng)循環(huán)泵與閃蒸罐頂部的循環(huán)水進(jìn)口連通。

　　所述換熱器的上方設(shè)有帶噴淋裝置的噴淋區(qū)。

　　所述減壓閥經(jīng)限流緩沖裝置與閃蒸罐連接。

　　所述閃蒸罐經(jīng)安全閥與除塵節(jié)水塔連接。

　　本申請(qǐng)人發(fā)明人對(duì)化工行業(yè)產(chǎn)生的煤氣化黑水處理工藝進(jìn)行了 仔細(xì)研究分析，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的黑水經(jīng)閃蒸罐閃蒸后的閃蒸氣均帶有 較大量的細(xì)小顆�；覊m，究其原因，是由于傳統(tǒng)的閃蒸罐或高溫飽和 熱水塔結(jié)構(gòu)設(shè)置及閃蒸氣氣速較大從根本上決定了閃蒸氣中很難不 夾帶細(xì)小顆�；覊m。本申請(qǐng)通過改進(jìn)傳統(tǒng)的閃蒸罐結(jié)構(gòu)，在液面下設(shè) 置分布板，同時(shí)在分布板上設(shè)置導(dǎo)向開孔，配合閃蒸罐上段的噴淋裝 置，使閃蒸氣有效分離可能夾帶的細(xì)小顆�；覊m，從而減緩或徹底杜 絕了閃蒸氣中因可能夾帶的細(xì)小顆�；覊m而造成對(duì)后續(xù)設(shè)備的磨蝕 與結(jié)垢堵塞現(xiàn)象，也能使氣體中含有的硫化氫溶入水中，氣體中硫化 氫的含量。

　　進(jìn)一步的，對(duì)黑水閃蒸除塵方面，發(fā)明人特別選用了閃蒸罐和除 塵節(jié)水塔配合除塵的方法，利用閃蒸罐對(duì)黑水進(jìn)行閃蒸分離，使 閃蒸罐頂分離出的閃蒸氣基本不含灰塵。即使閃蒸氣夾帶極少量 灰塵，通過裝有規(guī)整填料的除塵節(jié)水塔也能將經(jīng)閃蒸罐分離除塵后的 閃蒸氣中的余量灰塵高效去除，因此最終得到的產(chǎn)品閃蒸氣中含塵量 極少，提高了產(chǎn)品閃蒸氣的品質(zhì)。這種閃蒸罐和除塵節(jié)水塔配合除塵 的方法不僅分離及除塵效率高，而且從設(shè)備制造體積、制造成本、使 用壽命考慮，是最為優(yōu)化的選擇。

　　另外，發(fā)明人將換熱器與除塵節(jié)水塔合二為一，即將換熱器安裝 于除塵節(jié)水塔頂部，增大傳熱效果，有效減緩換熱器的硫化氫腐蝕。 利用換熱器直接冷卻除塵節(jié)水塔頂部排出的廢氣，可使去下游工序中 的廢氣盡可能地少帶水，從而達(dá)到系統(tǒng)節(jié)水的目的。在換熱器上方加 設(shè)一個(gè)噴淋區(qū)，進(jìn)一步對(duì)由換熱器換熱后的廢氣加濕，使廢氣中含有 的微量硫化氫進(jìn)一步溶解至水中，以免其帶入下游工序。

　　通過在除塵節(jié)水塔中部設(shè)置規(guī)整填料區(qū)，以替換傳統(tǒng)的塔盤結(jié) 構(gòu)，可減小除塵節(jié)水塔直徑及高度，降低了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本，特 別適用于大型煤氣化工藝中的黑水處理。以年產(chǎn)50萬噸甲醇項(xiàng)目為 例，一般傳統(tǒng)塔盤結(jié)構(gòu)的除塵節(jié)水塔直徑需3400mm，高度約 15300mm，若采用規(guī)整填料，除塵節(jié)水塔直徑可減小至約2500mm， 高度減小至11300mm，大大節(jié)約設(shè)備費(fèi)用及設(shè)備占地。

　　在減壓閥后加設(shè)限流緩沖裝置用于對(duì)高壓的含固含氣黑水進(jìn) 行限流和緩沖控制，有效保障價(jià)格昂貴的減壓閥使用壽命。

　　本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資和運(yùn)行成本低，除塵節(jié)水效果好 (以年處理80萬噸煤氣化廢水規(guī)模為例，可節(jié)約工藝水2萬噸/年)， 送入下游工序的閃蒸氣幾乎不含灰塵及硫化氫(灰塵含量 <1mg/Nm3，硫化氫含量<0.1ppm)，無需作進(jìn)一步處理，換熱器無結(jié) 垢、無腐蝕，不會(huì)因結(jié)垢而導(dǎo)致對(duì)后續(xù)設(shè)備的堵塞，亦不會(huì)因濕硫化 氫而導(dǎo)致對(duì)后續(xù)設(shè)備的腐蝕，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。