高效利用有机废水的气流床装置的制作方法

本发明属于煤气化领域，具体涉及一种高效利用有机废水的气流床装置。

背景技术：

我国化石能源分布特点为富煤、贫油、少气，以煤为主的能源生产和消耗结构在较长时期内不会改变，煤炭在我国国民经济发展和人民生活中占据十分重要地位。

随着新型煤化工技术的发展，在生产过程中产生的废水不仅产量大，而且含大量的酚类、氨氮、焦油、氰化物、多环芳烃、含氧多环和杂环化合物等多种难降解有毒、有害物质，如果不能有效处理，将对生态环境造成严重污染。然而目前的处理方式以生化处理为主与膜分离、盐蒸发结晶等工艺相组合，工艺投资大、占地面积大、成本高，但效果却不理想。开发新型的煤化工废水资源化回收利用具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高效利用有机废水的气流床装置，采用该装置可以充分利用有机废水，并且提高气化室产气率，解决现有的有机废水处理成本高的难题，实现有机废水资源化利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种高效利用有机废水的气流床装置。根据本发明的实施例，所述装置包括：

壳体；

水冷壁，所述水冷壁设在所述壳体内且限定出气化室，所述气化室底部收缩成合成气下行通道；

顶部烧嘴，所述顶部烧嘴设在所述壳体顶壁的中心位置，所述顶部烧嘴向所述气化室喷射有机废水或干粉煤和氧气；

侧部烧嘴，所述侧部烧嘴设在所述壳体侧壁上且斜向下布置，所述侧部烧嘴向所述气化室喷射干煤粉和氧气或有机废水；

激冷室，所述激冷室设在所述气化室的下方，所述合成气下行通道延伸到所述激冷室内液面以下，所述激冷室的侧壁具有粗合成气出口，底部具有渣水出口。

根据本发明实施例的高效利用有机废水的气流床装置通过将有机废水或干煤粉和氧气通过布置在壳体侧壁上的侧部烧嘴供给至气化室内，并且搭配布置在壳体顶壁中心位置的顶部烧嘴供给干煤粉和氧气或有机废水，即在气化室内干煤粉与有机废水混合接触发生气化反应，产生合成气，一方面可以直接回收利用有机废水，大幅度降低废水处理工艺所需的场地和费用；另一方面，废水作为气化剂，节约了宝贵的水资源。同时，废水中的大量有机污染物经过气化反应的方式变为合成气中的有效成分，增加热值，提高煤气化效率，减轻了环境污染。由此，采用该装置可以充分利用有机废水，并且提高气化室产气率，解决现有的有机废水处理成本高的难题，实现有机废水资源化利用。

另外，根据本发明上述实施例的高效利用有机废水的气流床装置还可以具有如下附加的技术特征：

优选的，所述侧部烧嘴与水平面的夹角为10～30度。由此，使得有机废水与干煤粉充分混合。

优选的，所述侧部烧嘴出口与所述顶部烧嘴出口的距离占所述气化室高度的1/4～1/3。由此，使得有机废水与干煤粉充分混合。

优选的，上述装置包括三个所述侧部烧嘴，所述三个侧部烧嘴沿所述壳体的周向间隔分布。由此，使得有机废水与干煤粉充分混合。

优选的，所述三个侧部烧嘴的出料方向沿逆时针或顺时针方向排列。由此，使得有机废水与干煤粉充分混合。

优选的，所述侧部烧嘴与所述壳体接触点的切线与所述侧部烧嘴出料方向的夹角为60～90度。由此，使得有机废水与干煤粉充分混合。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的高效利用有机废水的气流床装置结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的高效利用有机废水的气化床装置中a-a水平截面俯视图；

图3是根据本发明再一个实施例的高效利用有机废水的气化床装置中a-a水平截面俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种高效利用有机废水的气流床装置。根据本发明的实施例，参考图1，该装置包括壳体11、水冷壁12、顶部烧嘴13和侧部烧嘴14和激冷室15。

根据本发明的一个实施例的，参考图1，水冷壁12设在壳体11内且限定出气化室10，气化室10的底部收缩形成合成气下行通道16，顶部烧嘴13设置在壳体11顶壁的中心位置，顶部烧嘴13适于向气化室10喷射有机废水或干粉煤和氧气，侧部烧嘴14位于壳体11侧壁上且斜向下设置，侧部烧嘴14适于向气化室10喷射干煤粉和氧气或有机废水，即在顶部烧嘴13向气化室10喷射有机废水时，侧部烧嘴14向气化室10喷射干煤粉和氧气，反之在顶部烧嘴13向气化室10喷射干煤粉和氧气时，侧部烧嘴14向气化室10喷射有机废水。发明人发现，通过将有机废水或干煤粉和氧气通过布置在壳体侧壁上的侧部烧嘴供给至气化室内，并且搭配布置在壳体顶壁中心位置的顶部烧嘴供给干煤粉和氧气后有机废水，即在气化室内干煤粉与有机废水混合接触发生气化反应，产生合成气，一方面可以直接回收利用有机废水，大幅度降低废水处理工艺所需的场地和费用；另一方面，废水作为气化剂，节约了宝贵的水资源。同时，废水中的大量有机污染物经过气化反应的方式变为合成气中的有效成分，增加热值，提高煤气化效率，减轻了环境污染。

根据本发明的具体实施例，侧部烧嘴14与水平面的夹角α为10～30度。发明人发现，该角度可以保证经侧部烧嘴喷出的有机废水或干煤粉和氧气与经顶部烧嘴喷出的干煤粉和氧气或有机废水充分混合接触，从而提高煤粉气化效率，而如果角度超出10-30度，不利于有机废水与煤和氧气充分混合，进而影响气化反应，降低气化效率。进一步，侧部烧嘴出口14与顶部烧嘴13出口的距离h占气化室10高度的1/4～1/3。发明人发现，在此距离之内，气化室内该区域温度最高，能使液态有机废水迅速变为气态，从而能快速参与反应，提高气化效率。优选的，上述装置包括三个侧部烧嘴14，并且三个侧部烧嘴14沿壳体11的周向间隔分布，更优选的，参考图2和图3，三个侧部烧嘴14的出料方向沿逆时针或顺时针方向排列，保证经三个侧部烧嘴供给的有机废水或干煤粉和氧气在气化室内形成旋流，从而与经顶部烧嘴供给的干煤粉和氧气或有机废水充分混合接触，加快反应速率，进而提高气化效率。进一步的，参考图2和3侧部烧嘴14与壳体11接触点的切线与侧部烧嘴出料方向的夹角β为60～90度。发明人发现当角度在此范围内时，既能保证废水或干煤粉和氧气有一定的旋流作用，能更好的进行传热传质，加速气化反应，同时又不会冲刷气化炉壁。

根据本发明的再一个实施例，参考图1，激冷室15设在气化室10的下方，并且合成气下行通道16延伸到激冷室15内液面以下，并且激冷室15的侧壁具有粗合成气出口101，底部设有渣水出口102。具体的，粗合成气出口101设在激冷室15内液面以上的侧壁上，气化室10内气化过程产生的合成气经合成气下行通道16进入激冷室15的液面以下进行激冷和除灰，然后经激冷室15内液面以上的侧壁的粗合成气出口101排出，而激冷室16中得到的渣水直接经渣水出口102排出。

根据本发明实施例的高效利用有机废水的气流床装置通过将有机废水或干煤粉和氧气通过布置在壳体侧壁上的侧部烧嘴供给至气化室内，并且搭配布置在壳体顶壁中心位置的顶部烧嘴供给干煤粉和氧气或有机废水，即在气化室内干煤粉与有机废水混合接触发生气化反应，产生合成气，一方面可以直接回收利用有机废水，大幅度降低废水处理工艺所需的场地和费用；另一方面，废水作为气化剂，节约了宝贵的水资源。同时，废水中的大量有机污染物经过气化反应的方式变为合成气中的有效成分，增加热值，提高煤气化效率，减轻了环境污染。由此，采用该装置可以充分利用有机废水，并且提高气化室产气率，解决现有的有机废水处理成本高的难题，实现有机废水资源化利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。