公布日：2024.04.26
申請日：2024.01.26
分類號：C02F1/12(2023.01)I;C02F1/20(2023.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污水氣提處理系統(tǒng)，包括氣提塔，所述氣提塔包括：污水進(jìn)口、污水出口，所述污水進(jìn)口位于所述氣提塔的上部，所述污水出口位于所述氣提塔的塔底；氣化劑進(jìn)口、氣提氣出口，所述氣化劑進(jìn)口位于所述氣提塔的下部，所述氣提氣出口位于所述氣提塔的塔頂；其中，所述氣化劑為氧氣、或者氧氣與二氧化碳的混合氣，所述氣化劑在所述氣提塔內(nèi)被蒸汽加熱。本發(fā)明還公開了一種污水氣提處理方法。本發(fā)明能夠大幅降低水蒸汽的消耗量，并且不必另外單獨設(shè)置氧氣預(yù)熱器和氧氣/水蒸汽混合器，實現(xiàn)氣提后外排污水和水蒸汽的熱量充分利用，提高熱能的利用率。
權(quán)利要求書
1.污水氣提處理系統(tǒng)，包括氣提塔，其特征在于，所述氣提塔包括：污水進(jìn)口、污水出口，所述污水進(jìn)口位于所述氣提塔的上部，所述污水出口位于所述氣提塔的塔底；氣化劑進(jìn)口、氣提氣出口，所述氣化劑進(jìn)口位于所述氣提塔的下部，所述氣提氣出口位于所述氣提塔的塔頂；其中，所述氣化劑為氧氣、或者氧氣與二氧化碳的混合氣，所述氣化劑在所述氣提塔內(nèi)被蒸汽加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的污水氣提處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣提塔還包括：蒸汽入口，所述蒸汽入口位于所述循環(huán)污水進(jìn)口的上方、所述污水進(jìn)口的下方，蒸汽入口向所述氣提塔提供蒸汽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的污水氣提處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣提塔還包括：循環(huán)污水出口、循環(huán)污水進(jìn)口，所述循環(huán)污水出口位于所述氣化劑進(jìn)口的下方，所述循環(huán)污水進(jìn)口位于所述氣化劑進(jìn)口的上方、所述污水進(jìn)口的下方，所述循環(huán)污水出口、循環(huán)污水泵、再沸器、循環(huán)污水進(jìn)口依次連通，污水經(jīng)再沸器加熱后向所述氣提塔提供蒸汽。
4.如權(quán)利要求3所述的污水氣提處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣提氣出口通過氣提氣過熱器與氣化爐連通，煤氣化反應(yīng)的外排污水依次通過污水換熱器、污水預(yù)熱器與所述污水進(jìn)口連通，所述污水出口依次通過所述污水換熱器、脫鹽水冷卻器、循環(huán)水冷卻器與污水生化處理設(shè)備連通，其中，蒸汽依次與所述氣提氣過熱器、所述再沸器、所述污水預(yù)熱器連接進(jìn)行熱交換。
5.如權(quán)利要求4所述的污水氣提處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣提塔內(nèi)部安裝有塔盤，所述塔盤具有1～20層，所述污水進(jìn)口位于最上層塔盤的上方，所述氣化劑進(jìn)口位于最下層塔盤的下方。
6.如權(quán)利要求4所述的污水氣提處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣提塔內(nèi)部安裝有噴頭，所述噴頭與所述污水進(jìn)口連通。
7.污水氣提處理方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1～6任一項所述的污水氣提處理系統(tǒng)，所述方法包括：S1：煤氣化反應(yīng)的外排污水由所述污水進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，氣化劑從所述氣化劑進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，S2：氣化劑在所述氣提塔內(nèi)被蒸汽加熱，污水和氣化劑逆流接觸，污水中的酸性氣和氨氣揮發(fā)進(jìn)入氣相，被氣化劑攜帶從所述氣提氣出口流出，脫除酸性氣和氨氣的污水從所述污水出口流出。
8.如權(quán)利要求7所述的污水氣提處理方法，其特征在于，蒸汽由設(shè)置于所述循環(huán)污水進(jìn)口的上方、所述污水進(jìn)口的下方的蒸汽入口進(jìn)入所述氣提塔，向所述氣提塔提供蒸汽；和/或，脫除酸性氣和氨氣的污水由設(shè)置于所述氣化劑進(jìn)口下方的循環(huán)污水出口流出，經(jīng)由所述循環(huán)污水泵加壓，送往再沸器加熱，通過設(shè)置于所述氣化劑進(jìn)口上方、所述污水進(jìn)口下方的循環(huán)污水進(jìn)口返回所述氣提塔，循環(huán)污水經(jīng)再沸器加熱后向所述氣提塔提供蒸汽。
9.如權(quán)利要求8所述的污水氣提處理方法，其特征在于，包括：S1：蒸汽依次與氣提氣過熱器、再沸器、污水預(yù)熱器連接進(jìn)行熱交換，煤氣化反應(yīng)的外排污水依次經(jīng)由污水換熱器、污水預(yù)熱器、所述污水進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，氣化劑從所述氣化劑進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，經(jīng)由氣提氣過熱器的一部分蒸汽直接由所述蒸汽入口進(jìn)入所述氣提塔，S2：污水和氣化劑逆流接觸，污水中的酸性氣和氨氣揮發(fā)進(jìn)入氣相，被氣化劑攜帶從所述氣提氣出口流出，經(jīng)由氣提氣過熱器被蒸汽過熱后進(jìn)入氣化爐，脫除酸性氣和氨氣的污水一部分從所述污水出口流出，經(jīng)由所述污水換熱器對煤氣化反應(yīng)的外排污水預(yù)熱，而后經(jīng)由脫鹽水冷卻器、循環(huán)水冷卻器流入污水生化處理設(shè)備；脫除酸性氣和氨氣的另一部分污水從所述循環(huán)污水出口流出，經(jīng)由所述循環(huán)污水泵加壓、送往所述再沸器被蒸汽間接加熱、由循環(huán)污水進(jìn)口返回所述氣提塔。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種污水氣提處理系統(tǒng)及方法，其能夠大幅降低水蒸汽的消耗量，并且不必另外單獨設(shè)置氧氣預(yù)熱器和氧氣/水蒸汽混合器，實現(xiàn)氣提后外排污水和水蒸汽的熱量充分利用，提高熱能的利用率。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種污水氣提處理系統(tǒng)，包括氣提塔，所述氣提塔包括：
污水進(jìn)口、污水出口，所述污水進(jìn)口位于所述氣提塔的上部，所述污水出口位于所述氣提塔的塔底；
氣化劑進(jìn)口、氣提氣出口，所述氣化劑進(jìn)口位于所述氣提塔的下部，所述氣提氣出口位于所述氣提塔的塔頂；
其中，所述氣化劑為氧氣、或者氧氣與二氧化碳的混合氣，所述氣化劑在所述氣提塔內(nèi)被蒸汽加熱。
優(yōu)選的是，所述氣提塔還包括：
蒸汽入口，所述蒸汽入口位于所述循環(huán)污水進(jìn)口的上方、所述污水進(jìn)口的下方，蒸汽入口向所述氣提塔提供蒸汽。
優(yōu)選的是，所述氣提塔還包括：
循環(huán)污水出口、循環(huán)污水進(jìn)口，所述循環(huán)污水出口位于所述氣化劑進(jìn)口的下方，所述循環(huán)污水進(jìn)口位于所述氣化劑進(jìn)口的上方、所述污水進(jìn)口的下方，所述循環(huán)污水出口、循環(huán)污水泵、再沸器、循環(huán)污水進(jìn)口依次連通，污水經(jīng)再沸器加熱后向所述氣提塔提供蒸汽。
優(yōu)選的是，
所述氣提氣出口通過氣提氣過熱器與氣化爐連通，
煤氣化反應(yīng)的外排污水依次通過污水換熱器、污水預(yù)熱器與所述污水進(jìn)口連通，
所述污水出口依次通過所述污水換熱器、脫鹽水冷卻器、循環(huán)水冷卻器與污水生化處理設(shè)備連通，
其中，蒸汽依次與所述氣提氣過熱器、所述再沸器、所述污水預(yù)熱器連接進(jìn)行熱交換。
優(yōu)選的是，所述氣提塔內(nèi)部安裝有塔盤，所述塔盤具有1～20層，所述污水進(jìn)口位于最上層塔盤的上方，所述氣化劑進(jìn)口位于最下層塔盤的下方。
優(yōu)選的是，所述氣提塔內(nèi)部安裝有噴頭，所述噴頭與所述污水進(jìn)口連通。
污水氣提處理方法，基于所述的污水氣提處理系統(tǒng)，所述方法包括：
S1：煤氣化反應(yīng)的外排污水由所述污水進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，氣化劑從所述氣化劑進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，
S2：氣化劑在所述氣提塔內(nèi)被蒸汽加熱，污水和氣化劑逆流接觸，污水中的酸性氣和氨氣揮發(fā)進(jìn)入氣相，被氣化劑攜帶從所述氣提氣出口流出，脫除酸性氣和氨氣的污水從所述污水出口流出。
優(yōu)選的是，
蒸汽由設(shè)置于所述循環(huán)污水進(jìn)口的上方、所述污水進(jìn)口的下方的蒸汽入口進(jìn)入所述氣提塔，向所述氣提塔提供蒸汽；和/或，
脫除酸性氣和氨氣的污水由設(shè)置于所述氣化劑進(jìn)口下方的循環(huán)污水出口流出，經(jīng)由所述循環(huán)污水泵加壓，送往再沸器加熱，通過設(shè)置于所述氣化劑進(jìn)口上方、所述污水進(jìn)口下方的循環(huán)污水進(jìn)口返回所述氣提塔，循環(huán)污水經(jīng)再沸器加熱后向所述氣提塔提供蒸汽。
優(yōu)選的是，包括：
S1：蒸汽依次與氣提氣過熱器、再沸器、污水預(yù)熱器連接進(jìn)行熱交換，
煤氣化反應(yīng)的外排污水依次經(jīng)由污水換熱器、污水預(yù)熱器、所述污水進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，氣化劑從所述氣化劑進(jìn)口進(jìn)入所述氣提塔，經(jīng)由氣提氣過熱器的一部分蒸汽直接由所述蒸汽入口進(jìn)入所述氣提塔，
S2：污水和氣化劑逆流接觸，污水中的酸性氣和氨氣揮發(fā)進(jìn)入氣相，被氣化劑攜帶從所述氣提氣出口流出，經(jīng)由氣提氣過熱器被蒸汽過熱后進(jìn)入氣化爐，
脫除酸性氣和氨氣的污水一部分從所述污水出口流出，經(jīng)由所述污水換熱器對煤氣化反應(yīng)的外排污水預(yù)熱，而后經(jīng)由脫鹽水冷卻器、循環(huán)水冷卻器流入污水生化處理設(shè)備；
脫除酸性氣和氨氣的另一部分污水從所述循環(huán)污水出口流出，經(jīng)由所述循環(huán)污水泵加壓、送往所述再沸器被蒸汽間接加熱、由循環(huán)污水進(jìn)口返回所述氣提塔。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
第一、本發(fā)明能夠解決污水來流直接進(jìn)行氣提導(dǎo)致水蒸汽消耗量大的問題，通過一部分氣提效果由氣化劑氣體實現(xiàn)，與原來只有水蒸汽氣提相比，大幅降低了水蒸汽的消耗量，或者大幅降低了氣提所需的能量用量。
第二、本發(fā)明能夠解決氧氣預(yù)熱和氣提分開設(shè)置造成系統(tǒng)復(fù)雜的問題，通過在氣提塔中同時實現(xiàn)了氧氣的加熱和氧氣與水蒸汽的混合，不必另外單獨在后續(xù)煤氣化前設(shè)置氧氣預(yù)熱器和氧氣/水蒸汽混合器，系統(tǒng)配置簡單，而且可以降低所需能量品質(zhì)要求。
第三、本發(fā)明通過對循環(huán)污水熱能利用，使得氧化劑中補入的水蒸汽來自于污水中的水汽化，來自界外的潔凈水蒸汽對再沸器只提供熱量而不受污染，實現(xiàn)了污水的循環(huán)利用。
第四、本發(fā)明從污水中氣提出來的酸性氣和氨氣還能隨著氣化劑返回氣化爐中處理，其中酸性氣中的二氧化碳可以用于氣化反應(yīng)，氨氣在燃燒反應(yīng)區(qū)被氧化為氮氣，不必另外設(shè)置單獨的氣提氣處理系統(tǒng)。
第五、本發(fā)明通過設(shè)置多級換熱器將氣提后外排污水和水蒸汽的熱量充分利用，熱能利用率高。
（發(fā)明人：管清亮;張本鳳;裴世釗;馬東鈺;馬宏波;岳軍;岳博;王云杰）
