净化煤气化灰水的系统的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种净化煤气化灰水的系统。


背景技术：

2.煤化工是我国煤炭清洁利用的先导技术，产业规模每年以25～30％的复合增长率快速增长。随着我国新型煤化工产业的快速发展，气化灰水排放量也日益增加，因此有效地实现源头减碳、过程降碳才能促进煤化工行业的可持续发展。由于煤气化泥浆最终变为高压、高温水，所以在高温、高压、高硬度、高碱度、高固体悬浮物、易结垢的环境下，对灰水水质的要求较高。具有良好的阻煤气化装置的水系统是保障气化炉稳定运行的重要环节，而灰水固悬物又是影响水系统稳定运行的重要指标之一，灰水固悬物含量的高低直接影响灰水系统结垢效果。这些固悬物的存在不仅能诱发碳酸钙垢的形成.还能吸附阻垢分散剂，从而降低阻垢分散剂的活性，增加药剂的消耗，增加了固悬物在管道、设备中的沉积几率。
3.现有的煤气化泥浆处理主要依赖于化学沉降，即通过添加絮凝剂将固体物质沉淀出来进行分离，但这会增加化学药剂的使用，增加灰水外排放量，同时煤气化泥浆中的悬浮物指标控制不稳定，因此亟需提出一种净化煤气化灰水的系统，以解决上述任一问题。
4.鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种净化煤气化灰水的系统，其能够将煤气化泥浆分离成为滤液和滤渣，在降低滤渣含水率的同时，降低滤液的含固率。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型提供一种净化煤气化灰水的系统，包括依次连通的进料单元、物理脱水单元和电化学反应单元，电化学反应单元包括电化学反应器。
8.物理脱水单元包括压滤件、加热件和掺烧区，加热件与压滤件间隔设置，加热件和压滤件之间形成压榨腔，掺烧区与压榨腔对应间隔设置，以收集压榨腔中的滤渣；压滤件的进口分别通过进料管道与进料单元和压缩空气管线连接，压滤件的出口分别与电化学反应器和真空管线可选择性地连接。
9.本实用新型通过设置物理脱水单元可以将煤气化泥浆进行固液分离，进一步采用真空管线和压缩空气管线对滤饼进行除水，降低了滤饼中的水分含量，从而降低了滤饼后续处理工艺的成本，滤液中的含固率也同时降低。本实用新型通过将物理脱水单元和电化学反应单元合用，电化学反应器进一步将滤液中少量的固体悬浮物从液体中分离，使得滤饼的含水率和滤液的含固率均降低，达到较佳的固液分离效果。同时，电化学反应器还可以提高滤液的浓缩倍数，节水节能。
10.在可选地实施方式中，压滤件的进口分别通过进料管道与进料单元和压缩空气管线连接包括在进料管道上设置阀门，以控制压滤件与进料单元或压缩空气管线接通。
11.优选地，阀门可以是三通阀，也可以在与进料单元连接的管道上设置一个阀门，以
及在与压缩空气管线连接的管道上设置一个阀门进行控制。
12.在可选的实施方式中，压滤件的出口分别与电化学反应器和真空管线可选择性地连接包括在真空管线工作时，将真空管线与压滤件的出口接通，当真空管线不工作时，压滤件的出口与电化学反应器连通。因此，压滤件中滤出的滤液可以通过压滤件的出口直接流入电化学反应器进行反应。
13.在可选的实施方式中，还包括回用单元，回用单元包括地坑，地坑与电化学反应器连通，用于收集电化学处理后的灰水。
14.地坑连接有第一回用管道，进料单元包括气化泥浆储罐，气化泥浆储罐和压滤件接通；第一回用管道与气化泥浆储罐连接。
15.在可选的实施方式中，电化学反应器上还开设有与气化系统连接的接口。电化学反应器与气化系统连接的接口高于电化学反应器与第一回用管道连接的接口。
16.滤液在电化学反应器中经过处理后，由于易结垢物质在电极上生长出沉淀，先将电化学反应器中的滤液排出至气化系统，电化学反应器中剩余的固体污垢液排入地坑，在地坑中通过第一回用管道将污垢液排至气化泥浆储罐，不仅可以稀释气化泥浆储罐中的物料；同时，污垢液中的固体悬浮物可以进一步通入压滤件中进行固液分离。
17.在可选的实施方式中，电化学反应器与气化系统连接的管道上安装有滤液泵，用于将滤液泵入气化系统。
18.在可选的实施方式中，第一回用管道上还设置有地坑泵，用于将地坑中含有灰水和沉淀的污垢液泵入气化泥浆储罐。
19.在可选的实施方式中，还包括控制元件，控制元件用于控制加热件和压滤件之间的距离，使得加热件和压滤件闭合时二者之间形成压榨腔，当加热件和压滤件分开时，滤饼进入掺烧区进行后续处理。
20.在可选的实施方式中，压滤件为隔膜压滤板，控制元件为隔膜压滤机中的油缸。
21.在可选的实施方式中，加热件和压滤件的数量均≥2个，且压滤件和加热件交替设置，每个加热件和相邻的一个压滤件形成压榨腔。
22.每个加热件均设置有进口，且加热件的进口与压滤件的进口连通。
23.在可选的实施方式中，每个加热件均设置有出口，且加热件的出口与压滤件的出口连通。
24.在可选的实施方式中，加热件的出口与压滤件的出口个数相等，压滤件的出口为至少4个，且均匀间隔分布在压滤件的四周。
25.在可选的实施方式中，电化学反应器的顶部还设置有刮垢器，刮垢器与电化学反应器中的电极可选择性地接触，用于刮除电极表面的沉淀。
26.可以理解的是，电化学反应器在排放滤液的过程中，可以在刮电极之前将滤液排出至气化系统，也可以刮完电极后，将液体静置一段时间再将滤液排出至气化系统。
27.在可选的实施方式中，进料单元和物理脱水单元连接的管道上还设置有送料泵。
28.优选地，送料泵位于灰水缓存罐与压滤件连接的管道上。
29.本实用新型实施例的有益效果是：
30.本实用新型通过设置物理脱水单元可以将煤气化泥浆进行固液分离，进一步采用真空管线和压缩空气管线对滤饼进行除水，降低了滤饼中的水分含量，从而降低了滤饼后
续处理工艺的成本，滤液中的含固率也同时降低。本实用新型通过将物理脱水单元和电化学反应单元合用，电化学反应器进一步将滤液中少量的固体悬浮物从液体中分离，使得滤饼的含水率和滤液的含固率均降低，达到较佳的固液分离效果。同时，电化学反应器还可以提高滤液的浓缩倍数，节水节能。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本实用新型第一实施例提供的净化煤气化灰水的系统的结构示意图；
33.图2为本实用新型第一实施例提供的压滤件的结构示意图；
34.图3为本实用新型第一实施例提供的物理脱水单元压滤状态下的中心位置截面图；
35.图4为本实用新型第一实施例提供的物理脱水单元下渣状态下的中心位置截面图。
36.图标:100-净化煤气化灰水的系统；110-气化泥浆储罐；120-物理脱水单元；121-压滤件；1211-压滤件的进口；1212-压滤件的出口；122-加热件；123-压榨腔；130-电化学反应器；141-地坑；142-第一回用管道；200-掺烧区。
具体实施方式
37.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完
全水平，而是可以稍微倾斜。
42.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.第一实施例
44.请参照图1，本实施例提供一种净化煤气化灰水的系统100，其包括依次连通的进料单元、物理脱水单元120和电化学反应单元，电化学反应单元包括电化学反应器130。
45.进料单元包括气化泥浆储罐110，待处理的煤气化泥浆从气化泥浆储罐110流入物理脱水单元120。
46.物理脱水单元120包括压滤件121、加热件122、掺烧区和控制元件，控制元件用于控制加热件122和压滤件121之间的距离，使得加热件122和压滤件121闭合时二者之间形成压榨腔123，当加热件122和压滤件121分开时，滤饼进入掺烧区进行后续处理。
47.在本实施例中，压滤件121为隔膜压滤板，控制元件为隔膜压滤机中的油缸。
48.加热件122和压滤件121的数量均为多个，且压滤件121和加热件122交替间隔设置，每个加热件122和相邻的一个压滤件121形成压榨腔123，掺烧区与压榨腔123对应间隔设置，以收集压榨腔123中的滤渣。
49.如图2所示，压滤件的进口1211位于压滤件121的中心，加热件122的进口位于加热件122的中心，且加热件122的进口与压滤件的进口1211连通，以使灰水可以从每个压滤件的进口1211和每个加热件122的进口依次通过，在多个压榨腔123内实现大量的灰水同时过滤，提高灰水处理效率。
50.压滤件的出口1212为4个，分别位于压滤件121的四个角，加热件122的出口也为四个，分别位于加热件122的四个角，加热件122的四个出口均与压滤件121的四个出口连通。
51.压滤件的进口1211分别通过进料管道与气化泥浆储罐110和压缩空气管线连接，其中，气化泥浆储罐110与进料管道连接的管道上设置一个阀门，用于控制灰水进料，压缩空气管线连接与进料管道连接的管道上另设置一个阀门，用于控制压缩空气吹扫。
52.压滤件的出口1212与真空管线可选择性地连接。当真空管线不工作时，压滤件的出口1212不与真空管线连通，滤液可以通过压滤件的出口1212流出物理脱水单元120，通过管道进入电化学反应器130。当真空管线工作时，压滤件的出口1212与真空管线连通，进行抽真空处理。
53.如图1所示，回用单元包括地坑141，地坑141与电化学反应器130连通，用于收集电化学处理后的灰水。
54.地坑141连接有第一回用管道142，第一回用管道142与气化泥浆储罐110连接，将地坑141底部的污垢液泵回气化泥浆储罐110后，稀释了气化泥浆储罐110中的物料以后直接进入物理脱水单元120，从而将固体与液体分离。
55.在本实施例中，为了更容易将地坑141底部的固体悬浮物泵出，第一回用管道142上还设置有地坑泵，用于将地坑141中含有灰水和沉淀的污垢液泵入气化泥浆储罐110。
56.在本实施例中，电化学反应器130与气化系统连接的管道上安装有滤液泵，用于将
滤液泵入气化系统。
57.在本实施例中，电化学反应器的顶部还设置有刮垢器，刮垢器与电化学反应器中的电极可选择性地接触，用于刮除电极表面的沉淀。
58.本实施例提供的一种净化煤气化灰水的系统100，其工作原理如下：
59.保持真空管线与压滤件的出口1212不接通，调节油缸使压滤件121和加热件122之间闭合，形成压榨腔123，如图3所示。煤气化泥浆从气化泥浆储罐110流出，然后从压滤件的进口1211进入，依次进入每一个压榨腔123，煤气化泥浆在压榨腔123内经过压滤件121过滤，滤渣储存于压榨腔123内，滤液从压滤件的出口1212流出进入电化学反应器130；关闭煤气化泥浆进料的阀门，打开压滤件的进口1211与压缩空气接口接通的阀门，向压滤件121内通入压缩空气，压缩空气带动滤渣中的水分再次从压滤件的出口1212流出进入电化学反应器130；关闭压缩空气进料的阀门，将压滤件的出口1212与真空管线接通，对滤饼进行抽真空，第三次降低滤饼中的含水量。为了使滤饼的含水量降低，可以重复压缩空气吹扫和/或真空抽吸的操作，当滤饼含水量合格后，关闭所有进料阀门并断开真空管线。如图4所示，调节油缸使压滤件121和加热件122分开，处于下渣状态，滤饼从加热件122与压滤件121之间的空隙落入掺烧区，然后进入掺烧区200处理。滤液经电化学反应器130反应结束后将电极抬起，并穿过刮垢器，将电极上生长的固体物质刮至溶液中，溶液静置一段时间后，液体排入气化系统，底部的污垢液排入地坑141，然后通过地坑泵泵入气化泥浆储罐110，降低气化灰水进料的硬度。
60.本实用新型实施例提供了一种净化煤气化灰水的系统100，其至少具有以下优点：
61.1、通过设置物理脱水单元120可以将煤气化泥浆进行固液分离，进一步采用真空管线和压缩空气管线对滤饼进行除水，降低了滤饼中的水分含量，从而降低了滤饼后续处理工艺的成本，滤液中的含固率也同时降低。本实用新型通过将物理脱水单元120和电化学反应器130合用，电化学反应器130进一步将滤液中少量的固体悬浮物从液体中分离，使得滤饼的含水率和滤液的含固率均降低，达到较佳的固液分离效果。同时，电化学反应器130还可以提高滤液的浓缩倍数，节水节能。
62.2、滤液在电化学反应器中经过处理后，由于易结垢物质在电极上生长出沉淀，先将电化学反应器中的滤液排出至气化系统，电化学反应器中剩余的固体污垢液排入地坑，在地坑141中通过第一回用管道142将污垢液排至气化泥浆储罐110，不仅可以稀释气化泥浆储罐110中的物料，降低原始物料的硬度；同时，污垢液中的固体悬浮物可以进一步通入压滤件121中进行固液分离。
63.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。