专利名称：气流床生产煤气装置中回收含渣废水热量的热水塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热交换设备，具体涉及一种以煤、石油焦、生物质、可燃工业废弃物等为原料气流床气化生产煤气装置中回收含渣废水热量的热水塔。
以含碳氢化合物为原料气流床气化生产煤气的过程中(如发明人在中国专利《多喷嘴对置式水煤浆或干煤粉气化炉及其应用》专利号ZL98110616.1)公开的技术，煤气需进行初步净化，煤气初步净化系统产生的含渣废水，也被称为黑水，水中固体浓度是在约0.1～8.0％(wt)范围内。为了节省水资源和减少排放，含渣废水应循环使用。由于水处理技术(絮凝剂耐温)的限制，含渣废水只有降温后，才能实现净化。可看出含渣废水处理的关键是热回收，如何把含渣废水降温过程中释放的能量最大限度地高品质地返还给循环使用的净化水，将涉及到煤气化的能量消耗和生产成本，其中关键的设备为含渣废水与循环使用的净化水的热交换设备，即热水塔。
中国专利CN1104991A公开了一种通过两级或三级闪蒸和闪蒸汽与循环灰水间接换热的黑水热回收方法。实践表明(1)灰水经过间接换热器，易发生结垢，造成换热效率下降，导致闪蒸压力难以控制；(2)闪蒸汽间接加热灰水，由于间接传热温差的限制，最终进洗涤区和激冷区的灰水温度不够高，导致蒸汽无法完全利用，难以满足后续工段所需的煤气中汽气比；(3)闪蒸器底部出料有堵塞的隐忧；(4)闪蒸器和换热器分隔，设备多，流程复杂。
本实用新型的目的在于设计一种将蒸发、排渣、净化水直接加热多过程合为一体的热水塔，以克服现有技术存在的上述诸缺陷。
实现本实用新型目的的技术方案本实用新型所说的热水塔包括塔体、设有蒸汽分布装置的分隔板、汽液接触元件、净化水分布器、导流筒和环形加水器。
所说的设有蒸汽分布装置的分隔板固定在塔体中部，将塔体分隔为下部的蒸发段和上部的热水段；所说的汽液接触元件采用常规的机械方法安装在分隔板上方的热水段内，该汽液接触元件的主要作用是使上升的蒸汽与下降的液体能够充分接触，提高换热的效果，包括填料、具有浮阀塔板、具有泡罩的塔板或喷射塔板等；所说的净化水分布器固定在汽液接触元件的上方，使进入塔体的净化水能够均匀分布，可以采用管式、槽式、盘式或喷射式液体分布器等各种常见的液体分布器，该分布器与设置在塔体上方的净化水入水口相连通；所说的导流筒设置在蒸发段内，并与分隔板相固定；所说的环形加水器由一圆环和若干支管相互连接构成，圆环上设有进水口，支管与蒸发段底部相连通，用于通入少量的水，破坏灰渣架桥，以利于排放灰渣；蒸发段上方设有含渣废水入口，其数量视进入的含渣废水物流数而定，可以是一个或多个；蒸发段底部的侧面设有浓缩含渣废水出口；蒸发段的底部设有污渣出口；热水段的下方设有被加热的净化水出口；塔体的顶部设有蒸汽出口；为使所说的含渣废水进入塔体后蒸发产生的蒸汽迅速地与液体分离，最好在含渣废水入口设置一个旋流装置，使含渣废水旋转进入蒸发段。
上述的热水塔是这样运行的含渣废水由含渣废水入口进入蒸发段，由于压力的突降水蒸发而导致含渣废水的降温，把含渣废水的显热转化为潜热而产生蒸汽，蒸汽通过蒸汽分布装置进入热水段，浓缩的含渣废水进入蒸发段下方的液相主体，即得到蒸汽和浓缩的含渣废水，浓缩含渣废水由浓缩含渣废水出口排出塔体，进入后序工段，沉淀的污渣由污渣出口排出；通过蒸汽分布装置进入热水段的蒸汽在汽液接触元件中与通过液体分布器流下的净化水直接接触换热，净化水吸收热量，温度升高后由净化水出口流出塔体，送往净化工段，多余的蒸汽由塔体顶部的蒸汽出口排出；
为了防止灰渣架桥，以利于排放灰渣，可通过环形加水器向塔体内通入少量的水。
本实用新型具有十分显著的优点直接接触换热方式使净化水被加热到的温度和蒸汽温度之间的差值最小，因此待加热的净化水的温升得以提高，并且使含渣废水的热回收效率更高；采用热水塔，一个塔内同时实现了含渣废水的降温和净化水的升温，两个过程相互关联，设备的集成度高；直接换热使被加热的净化水的温升高，热回收效率高；消除了间接换热器内净化水造成的结垢；并且直接导致含渣废水处理流程的简化。热水塔这一关键设备的应用，将有效地促进含渣废水处理系统的节能和高效。
以下将通过附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为
图1中的A-A向示意图。
图3为具有螺旋板的热水塔的局部示意图。
图4为图3中的B-B向示意图。
图5为具有旋流板热水塔的局部示意图。
图6为图5中的C-C向示意图。
图7具有撞击板的热水塔局部示意图。
图8为图7中的D-D向示意图。
图9为环形加水器结构示意图。
图10为图9中的E-E向示意图。
由
图1和图2可见，本实用新型所说的热水塔包括塔体1、设有蒸汽分布装置10的分隔板11、汽液接触元件6、净化水分布器7、导流筒16和环形加水器14。
设有升气管式蒸汽分布装置10的分隔板11固定在塔体1的中部，将塔体1分隔为下部的蒸发段2和上部的热水段5；所说的汽液接触元件6采用常规的机械方法安装在分隔板11上方的热水段5内；所说的净化水分布器7固定在汽液接触元件6的上方，该分布器7与设置在塔体1上方的净化水入水口9相连通；由图9和
图10可见，所说的环形加水器14固定在蒸发段2底部，该环形加水器14由一圆环141和若干支管142相互连接构成，圆环141上设有进水口143，支管142与蒸发段2相连通；蒸发段2上方设有两个含渣废水入口3；蒸发段2底部的侧面设有浓缩含渣废水出口13；蒸发段2底部设有污渣出口15；热水段5的下方设有被加热的净化水出口4；塔体1的顶部设有蒸汽出口8；为使所说的含渣废水进入塔体1后蒸发产生的蒸汽迅速地与液体分离，由
图1和图2可见，含渣废水入口3与塔体1以切线相连接，使含渣废水旋转进入蒸发段2。
上述的热水塔是这样运行的含渣废水由含渣废水入口3旋转进入蒸发段2，由于压力的突降而导致含渣废水的降温，把含渣废水的显热转化为潜热而产生蒸汽，蒸汽通过导流筒16由升气管式蒸汽分布装置10进入热水段5，浓缩的含渣废水进入蒸发段2下方的液相主体，浓缩含渣废水由浓缩含渣废水出口13排出塔体，进入后序工段，沉滞的污渣由污渣出口15排出；通过蒸汽分布装置10进入热水段5的蒸汽在汽液接触元件6中与通过液体分布器7流下的净化水直接接触换热，蒸汽冷凝净化水吸收热量，温度升高后由净化水出口4流出塔体1，送往净化工段，多余的蒸汽由塔体1顶部的蒸汽出口8排出。
为了防止灰渣架桥，以利于排放灰渣，可通过环形加水器14向塔体1内通入少量的水。
图3和图4为另一种结构的热水塔，由图3和图4可见，在含渣废水入口3处的蒸发段2内，塔体1与导流筒16之间设有螺旋板19，使含渣废水进入蒸发段2后，产生旋转，加速汽液的分离。
图5和图6为另一种结构的热水塔，由图5和图6可见，在含渣废水入口3处的蒸发段2内，塔体1与导流筒16之间设有多块斜置的旋流板17，使含渣废水进入蒸发段后，产生旋转，加速汽液的分离。
图7和图8为另一种结构的热水塔，由图7和图8可见，在含渣废水入口3处的蒸发段2内，设置一个半球状的撞击板18，该撞击板18与两块挡板181构成一个U型，挡板181的一端与塔体1相固接，使含渣废水进入蒸发段后，撞击半球状的撞击板18，产生旋转，加速汽液的分离。
以下将通过应用实施例对本实用新型作说明，这也只是为了便于说明本实用新型，本实用新型不应受此限制。
实施例1采用
图1所示的热水塔对两股高温含渣废水进行热量回收两股高温含渣废水的流量分别为65m3/h和35m3/h，温度分别为245℃和240℃，净化水流量为70m3/h，温度为110℃。塔体1直径为2m。蒸发段2操作压力0.8MPa，温度170℃。蒸发段2高5m。蒸发段2可产生170℃的饱和蒸汽约13t/h。热水段5内汽液接触元件6装填3m拉西环(1.5″)。净化水可被加热到167℃，出口4的净化水流量80m3/h。约5t/h的富余蒸汽经蒸汽出口8排出作其他用途。
权利要求1.一种气流床生产煤气装置中回收含渣废水热量的热水塔，其特征在于，该热水塔包括塔体(1)、设有蒸汽分布装置(10)的分隔板(11)、汽液接触元件(6)、净化水分布器(7)、导流筒(16)和环形加水器(14)；所说的设有升气管式蒸汽分布装置(10)的分隔板(11)固定在塔体(1)的中部，将塔体(1)分隔为蒸发段(2)和热水段(5)；所说的汽液接触元件(6)安装在分隔板(11)上方的热水段(5)内；所说的净化水分布器(7)固定在汽液接触元件(6)的上方，该分布器(7)与设置在塔体(1)上方的净化水入水口(9)相连通；所说的环形加水器(14)固定在蒸发段(2)底部，该环形加水器(14)由一圆环(141)和若干支管(142)相互连接构成，圆环(141)上设有进水口(143)，支管(142)与蒸发段(2)相连通；蒸发段(2)上方至少设有一个含渣废水入口(3)；蒸发段(2)底部的侧面设有浓缩含渣废水出口(13)；蒸发段(2)底部设有污渣出口(15)；换热段(5)的下方设有被加热的净化水出口(4)；塔体(1)的顶部设有蒸汽出口(8)。
2.如权利要求1所述的热水塔，其特征在于，含渣废水入口(3)与塔体(1)以切线相连接。
3.如权利要求1所述的热水塔，其特征在于，在含渣废水入口(3)处的蒸发段(2)内，塔体(1)与导流筒(16)之间设有螺旋板(19)。
4.如权利要求1所述的热水塔，其特征在于，在含渣废水入口(3)处的蒸发段(2)内，塔体(1)与导流筒(16)之间设有多块斜置的旋流板(17)。
5.如权利要求1所述的热水塔，其特征在于，在含渣废水入口(3)处的蒸发段(2)内，设置一个半球状的撞击板(18)，该撞击板(18)与两块挡板(181)构成一个U型，挡板(181)的一端与塔体(1)相固接。
6.如权利要求1～5任一所述的热水塔，其特征在于，所说的汽液接触元件(6)包括填料、具有浮阀的塔板、具有泡罩的塔板或喷射塔板。
7.如权利要求1～5任一所述的热水塔，其特征在于，所说的净化水分布器(7)包括管式、槽式、盘式或喷射式液体分布器。
专利摘要本实用新型设计了一种气流床生产煤气装置中回收含渣废水热量的热水塔,将蒸发、排渣、净化水直接加热多过程合为一体,使净化水被加热到的温度和蒸汽温度之间的差值最小,提高了含渣废水的热回收效率,设备的集成度高,消除了间接换热器内净化水造成的结垢,流程简洁。
文档编号C10J3/86GK2474538SQ0123900
公开日2002年1月30日 申请日期2001年4月24日 优先权日2001年4月24日
发明者于广锁, 王辅臣, 龚欣, 周志杰, 刘海峰, 王亦飞, 刘小军, 于遵宏 申请人:华东理工大学