一种渣水处理装置排放汽回收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种渣水处理装置排放汽回收系统，该回收系统连接渣水处理装置的排放汽出口，所述的回收系统包括依次连接的排放汽压缩机(1)、工艺介质预热器(2)和气液分离器(3)，气液分离器(3)的顶部连接大气，底部连接凝液回收装置。与现有技术相比，本实用新型提供的排放汽回收系统应用压缩式热泵技术，利用渣水装置内难以利用的低品位废热，降低了气化及渣水装置蒸汽的消耗，操作简易，具有良好的经济及环境效益。
【专利说明】
一种渣水处理装置排放汽回收系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤气化技术领域，具体涉及一种渣水处理装置排放汽回收系统。
【背景技术】
[0002]煤气化渣水处理装置处理煤气化产生的高温、高压及含有一定浓度固体颗粒的黑水，并将处理后的灰水送回气化装置回用。渣水处理装置通常分为3个部分:闪蒸、沉降过滤及热回收。气化排放黑水首先通过多级闪蒸降温，其次与絮凝剂混和后进入澄清槽。澄清得到的灰水进入除氧器及灰水加热器，利用闪蒸产生的闪蒸汽进行加热后送回气化装置。澄清得到的底部黑水通过真空带式过滤机进一步提浓后送出界区。
[0003]在此过程中，气化排放黑水所含热量仅有部分用于加热灰水，其余大部分经冷却水冷却后通过除氧器放空。除氧器的排汽直排大气，既浪费工质，又损失了热量。若能将排汽回收利用，则起到一定的节能降耗的作用。
[0004]热栗技术是回收和利用低位热源的有效手段之一，广泛运用于钢铁、石化及煤炭等行业。热栗技术通过消耗少量电能或燃料能，可以将大量无用的低温热能变为有用的高温热能。按热栗的工作原理可分为机械压缩式热栗、吸收式热栗、化学热栗、蒸汽喷射式热栗及热电热栗等。采用热栗制取的有用热能总是大于所消耗的电能或燃料能，这是热栗技术最突出的优点。热栗装置性能通过制热系数(COPh)表示，制热系数一般定义为:
[0005 ] COPh =(用户获得的热能)/ (热栗消耗的电能或燃料能)。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用压缩式热栗技术回收利用除氧器的排放汽，不仅降低了装置排放汽的排放，还减少了装置公用工程消耗，提高了整个装置的环境及经济效益的渣水处理装置排放汽回收系统。
[0007]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种渣水处理装置排放汽回收系统，该回收系统连接渣水处理装置的排放汽出口，所述的回收系统包括依次连接的排放汽压缩机、工艺介质预热器和气液分离器，工艺介质预热器利用压缩后排放汽对装置内工艺介质进行预热;气液分离器的顶部连接大气，底部连接凝液回收装置，从而达到了回收能量及减少废气排放的目的。
[0008]所述的排放汽压缩机为离心式压缩机，将来自于渣水处理装置的微正压排放汽压缩至0.I?0.2MPag，所述微正压为压力< 0.05MPag。
[0009]所述的渣水处理装置包括依次连接的多级闪蒸罐、沉降过滤器和除氧器；
[0010]煤气化产生的黑水进入多级闪蒸罐进行气液分离，多级闪蒸罐底部液相与絮凝剂在混合器中混合均匀后送至沉降过滤器，分离其中的固体颗粒，沉降过滤得到的滤饼送至界区，澄清得到的灰水分成三部分，一小部分外排，一部分送至煤气化装置作为渣锁斗冲洗水，剩余部分进入除氧器，除氧器顶部连接所述的排放汽压缩机，除氧器底部通过高压灰水栗将除氧后的灰水送至灰水加热器中，与来自于多级闪蒸罐顶部气相换热后送回煤气化装置作洗涤水及激冷水用。
[0011]所述的工艺介质预热器利用所述的排放汽压缩机出口排放汽预热煤气化装置及渣水处理装置内需要加热的工艺介质，包括氧气、新鲜水及二氧化碳中的一种或多种。
[0012]所述的工艺介质预热器为单个预热器或由多个预热器串联形成多级预热器，工艺介质预热器的热侧入口连接所述排放汽压缩机，工艺介质预热器的热侧出口连接所述的气液分离器。
[0013]所述的工艺介质预热器为多级预热器，一级至末级预热器采用串联连接，一级预热器热侧入口连接所述排放汽压缩机，末级预热器热侧出口连接所述的气液分离器。
[0014]所述的多级预热器分别预热煤气化装置及渣水处理装置内不同的工艺介质，预热顺序根据工艺介质所需温度从高至低依次设置。
[0015]所述的预热器为管壳式换热器，来自于排放汽压缩机的气体作为热源，煤气化装置及渣水处理装置内的工艺介质为冷源。
[0016]所述的气液分离器接受工艺介质预热器热侧出口的部分冷凝排放汽，分离后，顶部不凝气排至大气，底部凝液排至凝液回收装置。气液分离器采用普通立式分离器，用于分离排放汽冷凝后的气液两相。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在以下几方面:
[0018]1.采用热栗技术消耗少量电能，将装置内无用的低压废热转变为可用热能，降低了装置排放。
[0019]2.利用热栗技术得到的较高品位的热能，代替装置内部分中或低压蒸汽预热工艺介质，减少了公用工程消耗。
[0020]本系统中所涉及的设备主要包括:排放汽压缩机、工艺介质预热器，气液分离器。[°021 ]其中，排放汽压缩机为该技术中关键设备，米用尚心式压缩机。
[0022]—级至末级工艺介质预热器采用管壳式换热器，为化工行业常用设备。
[0023]气液分离器采用普通立式分离器，同样为化工行业常用设备。
【附图说明】
[0024]图1为渣水处理装置工艺流程图；
[0025]图2为本实用新型实施例中渣水处理装置排放汽多级预热回收系统工艺流程图；
[0026]图3为本实用新型实施例中渣水处理装置排放汽单级预热回收系统工艺流程图；
[0027]其中，I为排放汽压缩机，2为工艺介质预热器，21为一级预热器，22为二级预热器，23为三级预热器，3为气液分离器，4为除氧器，5为多级闪蒸罐，6为混合器，7为沉降过滤器，8为高压灰水栗，9为灰水加热器。
【具体实施方式】
[0028]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]实施例1
[0030]以惠生南京新型混合气化装置为例，对比分析原有渣水处理装置与在原有装置基础上增加一种渣水处理装置排放汽回收系统后的消耗变化及经济效益变化。
[0031]如图1所示，为原有渣水处理装置。该装置首先采用多级闪蒸罐5处理气化排放黑水，其次与絮凝剂在混合器6中混合后进入沉降过滤器7，分离黑水中的固体颗粒。沉降过滤得到的滤饼送至界区，澄清得到的灰水一小部分外排，一部分送至气化装置作渣锁斗冲洗水用，剩余部分进入除氧器4，除氧器4顶部排放汽直排大气，灰水除氧后通过高压灰水栗8送至灰水加热器9，利用多级闪蒸罐5闪蒸产生的蒸汽加热至一定温度后送回气化装置作洗涤水及激冷水用。
[0032]对上述渣水处理工艺流程进行热量分析，发现气化排放黑水中约45%的热量用于加热送回气化装置的灰水，约40.5 %的热量被循环冷却水带走，剩余约14.5 %的热量通过除氧器排放至大气。气化排放黑水中只有一半不到的热量被回收利用，且除氧器的排放汽还造成工质的损失，若能回收该部分排放汽，则能起到较为显著的节能效果。
[0033]如图2所示，为一种渣水处理装置排放汽多级预热回收系统。该多级预热回收系统与除氧器4顶部气相出口相连，包括依次连接的排放汽压缩机1、工艺介质预热器和气液分离器3。工艺介质预热器为多级预热器，包括依次串联连接的一级预热器21、二级预热器22和三级预热器23，气液分离器3的顶部连接大气，底部连接凝液回收装置。
[0034]通过新增的排放汽压缩机I，将渣水处理装置内除氧器4顶部排放汽从O?
0.05MPag压缩至0.1?0.2MPag，以提升除氧器排放汽的品位。
[0035]压缩后的排放汽进入一级预热器21，代替中压饱和蒸汽将界区至气化装置的常温氧气预热至120?180°C。
[0036]经计算，预热氧气后的排放汽的热量还有大量富余，继续进入二级预热器22，代替低压饱和蒸汽预热从界区至气化装置的二氧化碳至100?120°C。
[0037]经计算，预热二氧化碳后的排放汽仍有部分热量可以利用，因此，继续进入三级预热器23，代替低压饱和蒸汽预热进入除氧器的补充新鲜水。
[0038]经计算，排放汽经三级预热后大部分冷凝，进入气液分离器3进行气液分离，不凝气顶部放空，冷凝液排至全厂凝液回收装置。
[0039]与原有渣水装置进行比较，最终排放至大气的排放汽量减少了约70%，排放热量降低了约70%。整个回收系统的制热系数COPh经理论计算可达到8，具备显著的节能效果。
[0040]此外，排放汽压缩机通过消耗少量电能来提升排放排放汽品位，代替了部分蒸汽作为热源加热工艺介质。通过计算分析公用工程的消耗变化及投资操作费用，采用排放汽多级预热回收系统后，年操作费用可减少约300万元，大半年即可收回投资，具有良好的经济效益。
[0041 ] 实施例2
[0042]如图3所示，为一种渣水处理装置排放汽单级预热回收系统。该回收系统采用与实施例I类似的设备与连接方式，包括依次连接的排放汽压缩机1、工艺介质预热器2和气液分离器3。工艺介质预热器2为单级预热器，气液分离器3的顶部连接大气，底部连接凝液回收
目.ο
[0043]经排放汽压缩机I压缩后的排放汽进入工艺介质预热器2，代替中压饱和蒸汽将界区至气化装置的常温氧气预热至120?180°C，排放汽部分冷凝，进入气液分离器3进行气液分离，不凝气顶部放空，冷凝液排至全厂凝液回收装置。
[0044]与原有渣水装置进行比较，最终排放至大气的排放汽量减少了约20%，排放热量降低了约19%。整个回收系统的制热系数⑶Ph经理论计算可达到3，具备一定的节能效果。通过计算分析公用工程的消耗变化及投资操作费用，采用排放汽单级预热回收系统后，年操作费用可减少约160万元，约一年半即可收回投资，具有良好的经济效益。
【主权项】
1.一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，该回收系统连接渣水处理装置排放汽出口，所述的回收系统包括依次连接的排放汽压缩机(1)、工艺介质预热器(2)和气液分离器(3)，该气液分离器(3)的顶部连接大气，底部连接凝液回收装置。2.根据权利要求1所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的排放汽压缩机(I)为离心式压缩机，将来自于渣水处理装置的微正压排放汽压缩至0.1?0.2MPag03.根据权利要求1所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的工艺介质预热器(2)中的工艺介质包括氧气、新鲜水及二氧化碳中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的工艺介质预热器(2)为单个预热器或由多个预热器串联形成多级预热器，工艺介质预热器(2)的热侧入口连接所述排放汽压缩机(I)，工艺介质预热器(2)的热侧出口连接所述的气液分离器⑶。5.根据权利要求4所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的工艺介质预热器(2)为多级预热器，一级至末级预热器采用串联连接，一级预热器热侧入口连接所述排放汽压缩机(I)，末级预热器热侧出口连接所述的气液分离器(3)。6.根据权利要求5所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的多级预热器分别预热煤气化装置及渣水处理装置内不同的工艺介质，预热顺序根据工艺介质所需温度从高至低依次设置。7.根据权利要求4所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的预热器为管壳式换热器。8.根据权利要求1所述的一种渣水处理装置排放汽回收系统，其特征在于，所述的气液分离器(3)接受工艺介质预热器(2)热侧出口的部分冷凝排放汽，分离后，顶部不凝气排至大气，底部凝液排至凝液回收装置。
【文档编号】C02F9/10GK205590485SQ201620088621
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】邓慧, 李勇斌, 曹振岩, 辛呈钦
【申请人】惠生工程（中国）有限公司