專利名稱：黑水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理系統(tǒng)，具體涉及一種煤化工行業(yè)中使用的黑水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在煤化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的黑水，為了節(jié)約水資源，一般將該黑水經(jīng)過黑水處理系統(tǒng)處理后回收利用。在黑水回收利用過程中，一般要利用到高壓閃蒸罐、真空閃蒸罐、灰水沉淀池、脫氣槽等。其黑水處理過程為先將黑水通入高壓閃蒸罐中進(jìn)行閃蒸，閃蒸汽從高壓閃蒸罐的頂部排出通過冷卻器冷凝后進(jìn)入灰水槽中，而高壓閃蒸罐中沒有形成閃蒸汽的渣水通過高壓閃蒸罐的底部出口排入真空閃蒸罐中；在真空閃蒸罐中形成的閃蒸汽從真空閃蒸罐頂部排出通過冷卻器冷凝后進(jìn)入灰水槽中，而真空閃蒸罐中的渣水從真空閃蒸罐底部排入灰水沉淀池中進(jìn)行沉淀，沉淀后的清水通過溢流儲存在灰水槽中。在利用灰水槽中的灰水時，其操作方法為將灰水槽中的水通過泵抽入脫氣槽中， 同時，往脫氣槽中通入蒸汽將灰水加熱和脫氧，加熱后的灰水從脫氣槽底部進(jìn)入煤化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而使得煤化工生產(chǎn)過程中的水資源得到反復(fù)利用。在脫氣槽中，灰水中的不凝氣 (氧氣等)和沒有冷凝的蒸汽從脫氣槽頂部排出。另外，來自變換工段最終分離器的冷凝水中含有一定的二氧化碳等酸性氣體，為了回收該冷凝水，需要脫除該冷凝水中的酸性氣體。現(xiàn)有的方法是將該冷凝水通入到氣提塔中，然后往氣提塔中通入低壓蒸汽和氮?dú)猓估淠械乃嵝詺怏w脫除從氣提塔上部排氣口排出，而脫除了酸性氣體的水則從氣提塔下部排出進(jìn)行再利用。但該方法會消耗大量的低壓蒸汽?，F(xiàn)有技術(shù)中主要存在以下幾個方面的問題1、在黑水處理過程中，高壓閃蒸罐中與真空閃蒸罐中產(chǎn)生的閃蒸汽均需要通過冷卻器使用冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷凝，需要耗費(fèi)大量的冷卻水，而冷卻水在冷卻閃蒸汽的同時，其自身溫度升高，還需要對其進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，以循環(huán)利用。因此，冷卻水帶走了閃蒸汽中大量的熱量且該部分熱量沒有得到有效利用；同時，高壓閃蒸罐中排出的閃蒸汽由于含有灰分，導(dǎo)致冷卻器容易被閃蒸汽中的灰分堵塞，縮短了冷卻器的工作周期，降低了換熱效率。2、在利用灰水沉淀池中的灰水時，脫氣槽中需要通入大量的蒸汽(約20t/h)對灰水進(jìn)行加熱和脫氣處理，通入的蒸汽需要耗費(fèi)大量的能源。3、脫氣槽頂部排出的氣體中，除了含有不凝氣外，還含有部分沒有冷凝下來的蒸汽，導(dǎo)致該部分蒸汽排出而使熱能沒有得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可降低能量消耗的黑水處理系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是黑水處理系統(tǒng)，包括高壓閃蒸罐、真空閃蒸罐、脫氣槽、灰水進(jìn)入管道，在高壓閃蒸罐上設(shè)置有閃蒸汽排出管道，所述高壓閃蒸罐與真空閃蒸罐之間連接有管道，在真空閃蒸罐上設(shè)置有排汽管與渣水排出管道，脫氣槽上設(shè)置有進(jìn)汽口、不凝氣排出管與熱水排出管，所述排汽管連接有冷凝塔，灰水進(jìn)入管道與冷凝塔相連通，在冷凝塔上設(shè)置有排氣口且在冷凝塔上連接有預(yù)加熱灰水管路，所述預(yù)加熱灰水管路連通脫氣槽，在預(yù)加熱灰水管路上設(shè)置有升壓泵。
進(jìn)一步的是，在冷凝塔上的排氣口處設(shè)置有混合氣排汽管，該混合氣排汽管的出口端連接有表冷器，所述表冷器具有不凝氣排出管道與冷凝水回收管道，所述冷凝水回收管道與冷凝塔相通。
進(jìn)一步的是，在排汽管與表冷器之間設(shè)置有閃蒸汽冷凝輸送管路。
進(jìn)一步的是，冷凝塔上連通有補(bǔ)水管路。
進(jìn)一步的是，所述高壓閃蒸罐上設(shè)置的閃蒸汽排出管道連接脫氣槽的進(jìn)汽口。
進(jìn)一步的是，在冷凝塔的內(nèi)腔中設(shè)置有隔板將冷凝塔的內(nèi)腔分隔為清水區(qū)與污水澄清區(qū)，排汽管的入口與污水澄清區(qū)相通，預(yù)加熱灰水管路包括清水排出管路與污水排出管路，升壓泵設(shè)置在清水排出管路上，所述污水排出管路與污水澄清區(qū)相通，清水排出管路的一端與清水區(qū)相通，另一端與脫氣槽相通。
進(jìn)一步的是，所述隔板為環(huán)形隔板形成筒狀結(jié)構(gòu)，該筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)為清水區(qū)，筒狀結(jié)構(gòu)外為污水澄清區(qū)。
進(jìn)一步的是，所述不凝氣排出管連接有氣提塔，在氣提塔上設(shè)置有冷凝水入口管道、冷凝水回收管道、氮?dú)馊肟诠艿琅c排氣管道。
進(jìn)一步的是，所述冷凝水回收管道與脫氣槽相連通。
進(jìn)一步的是，還包括蒸汽補(bǔ)充管道，所述蒸汽補(bǔ)充管道的一端與氣提塔相通，另一端與脫氣槽相通，蒸汽補(bǔ)充管道上連接有外來蒸汽管道，在蒸汽補(bǔ)充管道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
本發(fā)明的有益效果是既可以對真空閃蒸罐中產(chǎn)生的閃蒸汽熱量進(jìn)行充分利用， 又能使灰水得到預(yù)加熱與預(yù)脫氧，從而在進(jìn)入脫氣槽后，又可節(jié)約通入脫氣槽中的蒸汽量， 也就是說，在進(jìn)入脫氣槽中的蒸汽熱量相同的情況下，可更利于提高脫氣槽中灰水的溫度， 利于脫除灰水中的氧氣和不凝氣，尤其適合在煤化工行業(yè)中推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2為真空閃蒸罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記為高壓閃蒸罐1、真空閃蒸罐2、脫氣槽3、灰水進(jìn)入管道4、管道5、排汽管6、渣水排出管道7、閃蒸汽排出管道8、冷凝塔9、升壓泵10、清水排出管路11、混合氣排汽管12、表冷器13、冷凝水回收管道14、不凝氣排出管道15、氣提塔16、補(bǔ)水管路17、不凝氣排出管18、熱水排出管19、隔板20、清水區(qū)21、污水澄清區(qū)22、污水排出管路23、冷凝水入口管道對、冷凝水回收管道25、氮?dú)馊肟诠艿郎?、排氣管?7、蒸汽補(bǔ)充管道觀、外來蒸汽管道四、調(diào)節(jié)閥30、閃蒸汽冷凝輸送管路31。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的黑水處理系統(tǒng)，包括高壓閃蒸罐1、真空閃蒸罐2、脫氣槽3、灰水進(jìn)入管道4，在高壓閃蒸罐1上設(shè)置有閃蒸汽排出管道8，所述高壓閃蒸罐1與真空閃蒸罐2之間連接有管道5，在真空閃蒸罐2上設(shè)置有排汽管6與渣水排出管道7，脫氣槽3上設(shè)置有進(jìn)汽口、不凝氣排出管18與熱水排出管19，所述排汽管6連接有冷凝塔9，灰水進(jìn)入管道4與冷凝塔9相連通，在冷凝塔9上設(shè)置有排氣口且在冷凝塔9上連接有預(yù)加熱灰水管路，所述預(yù)加熱灰水管路連通脫氣槽3，在預(yù)加熱灰水管路上設(shè)置有升壓泵10。工作時， 高壓閃蒸罐1中產(chǎn)生的閃蒸汽從閃蒸汽排出管道8排出，沒有形成閃蒸汽的渣水從管道5 排至真空閃蒸罐2進(jìn)行真空閃蒸，產(chǎn)生的閃蒸汽經(jīng)排汽管6排至冷凝塔9中，真空閃蒸罐2 中的渣水則從渣水排出管道7排至灰水沉淀池中進(jìn)行沉淀，沉淀后的清水通過溢流儲存在灰水槽中。同時，灰水槽中的灰水經(jīng)灰水進(jìn)入管道4進(jìn)入到冷凝塔9中，使得閃蒸汽與灰水在冷凝塔9中進(jìn)行熱交換，此時，閃蒸汽首先對灰水進(jìn)行預(yù)加熱與預(yù)脫氧，而閃蒸汽則被灰水冷凝，并使得冷凝水和預(yù)加熱后的灰水在升壓泵10的作用下從預(yù)加熱灰水管路進(jìn)入到脫氣槽3中，而在熱交換過程中，閃蒸汽中的不凝氣以及灰水預(yù)脫氧的氧氣從冷凝塔9的排氣口排出。在該過程中，沒有采用大量冷卻水來冷凝真空閃蒸罐2中產(chǎn)生的閃蒸汽，節(jié)約水資源；還可避免冷卻水將閃蒸汽中的熱量帶走，既可以對真空閃蒸罐2中產(chǎn)生的閃蒸汽熱量進(jìn)行充分利用，又能使灰水得到預(yù)加熱與預(yù)脫氧，從而在進(jìn)入脫氣槽3后，又可節(jié)約通入脫氣槽3中的蒸汽量，也就是說，在進(jìn)入脫氣槽3中的蒸汽熱量相同的情況下，可更利于提高脫氣槽3中灰水的溫度，利于脫除灰水中的氧氣與不凝氣。在上述實(shí)施方式中的熱交換過程中，除了閃蒸汽中夾帶的不凝氣以及灰水預(yù)脫氧的氧氣從冷凝塔9的排氣口排出外，還有部分沒有冷凝下來的閃蒸汽也要從冷凝塔9的排氣口排出。此時，該部分氣體可選擇直接從冷凝塔9的排氣口排除，但為了充分回收冷凝水，作為優(yōu)選的方式，在冷凝塔9上的排氣口處設(shè)置有混合氣排汽管12，該混合氣排汽管12 的出口端連接有表冷器13，所述表冷器13具有不凝氣排出管道15與冷凝水回收管道14， 所述冷凝水回收管道14與冷凝塔9相通。這樣，不凝氣與部分閃蒸汽經(jīng)混合氣排汽管12 至表冷器13進(jìn)行冷凝，閃蒸汽被冷凝成水經(jīng)冷凝水回收管道14進(jìn)入到冷凝塔9中利用，不凝氣則從不凝氣排出管道15排出。當(dāng)真空閃蒸罐2中排出的閃蒸汽不能被冷凝塔9完全利用時，在排汽管6與表冷器13之間設(shè)置有閃蒸汽冷凝輸送管路31?？蓪⒍嘤嗟拈W蒸汽通過閃蒸汽冷凝輸送管路31 直接送至表冷器13進(jìn)行冷凝。當(dāng)系統(tǒng)中的灰水量不足時，為了能對真空閃蒸罐2產(chǎn)生的閃蒸汽熱量進(jìn)行充分利用，冷凝塔9上連通有補(bǔ)水管路17。通過該補(bǔ)水管路17往冷凝塔9中補(bǔ)充新鮮水，可利于系統(tǒng)熱量的充分利用和水量的平衡。在以上的實(shí)施方式中，高壓閃蒸罐1中產(chǎn)生的閃蒸汽可從閃蒸汽排出管道8直接排除或如背景技術(shù)中所述采用冷卻器進(jìn)行回收，而作為優(yōu)選的方式，所述高壓閃蒸罐1上設(shè)置的閃蒸汽排出管道8連接脫氣槽3的進(jìn)汽口。則工作時，高壓閃蒸罐1中產(chǎn)生的閃蒸汽從閃蒸汽排出管道8排出而進(jìn)入到脫氣槽3，同時，灰水槽中的灰水經(jīng)灰水進(jìn)入管道4進(jìn)入冷凝塔9中，加熱后的灰水在升壓泵10的作用下從冷凝塔9經(jīng)預(yù)加熱灰水管路進(jìn)入脫氣槽3中，使得高壓閃蒸罐1中排出的閃蒸汽與灰水在脫氣槽3中進(jìn)行熱交換，灰水在脫氣槽 3中被加熱后從熱水排出管19送至煤化工生產(chǎn)工序中，同時，高壓閃蒸罐1中排出的閃蒸汽中的不凝氣(C0、H2、C02i2S等)，以及灰水中的氧氣等從不凝氣排出管18排走。在該過程中，高壓閃蒸罐1中產(chǎn)生的閃蒸汽直接通入到脫氣槽3中與灰水進(jìn)行熱交換，閃蒸汽在脫氣槽3中被冷凝，灰水則在脫氣槽3中被加熱。其一可避免采用冷卻器和冷卻水來冷卻高壓閃蒸罐1中產(chǎn)生的閃蒸汽，節(jié)約了水資源，同時避免了采用冷卻器時形成冷卻器的堵塞而降低換熱效率；其二還可避免冷卻水將閃蒸汽中的熱量帶走，可使得高壓閃蒸罐1中產(chǎn)生的閃蒸汽熱量能得到充分利用；其三是脫氣槽3中可大大減少外加蒸汽對灰水進(jìn)行加熱， 可大大節(jié)約如燃料消耗、電能消耗等。
真空閃蒸罐2產(chǎn)生的閃蒸汽不可避免還含有少量的灰分，則在進(jìn)入冷凝塔9進(jìn)行冷凝而排至脫氣槽3后，也就造成了脫氣槽3中的水含有灰分。因此，作為優(yōu)選的方式，在冷凝塔9的內(nèi)腔中設(shè)置有隔板20將冷凝塔9的內(nèi)腔分隔為清水區(qū)21與污水澄清區(qū)22，排汽管6的入口與污水澄清區(qū)22相通，預(yù)加熱灰水管路包括清水排出管路11與污水排出管路23，升壓泵10設(shè)置在清水排出管路11上，所述污水排出管路23與污水澄清區(qū)22相通， 清水排出管路11的一端與清水區(qū)21相通，另一端與脫氣槽3相通。由于隔板20的設(shè)置， 同時，排汽管6的入口與污水澄清區(qū)22相通，當(dāng)真空閃蒸罐2產(chǎn)生的閃蒸汽通入冷凝塔9 內(nèi)后，首先在污水澄清區(qū)22上方進(jìn)行冷卻初凝，大部分的灰塵在此處沉降而進(jìn)入到污水澄清區(qū)22的水中，而當(dāng)閃蒸汽進(jìn)入到清水區(qū)21時，可大大降低閃蒸汽中灰分的含量，同時污水澄清區(qū)22上部澄清后的水可通過隔板20流至清水區(qū)21中，從而可以從清水排出管路11 排出具有較少灰塵的水，可保障后續(xù)煤化工生產(chǎn)線的使用。
在上述實(shí)施方式中，隔板20可以任意設(shè)置，而作為優(yōu)選的方式，所述隔板20為環(huán)形隔板形成筒狀結(jié)構(gòu)，該筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)為清水區(qū)21，筒狀結(jié)構(gòu)外為污水澄清區(qū)22。這樣，可提高閃蒸汽中灰塵的分離效果。
為了充分利用脫氣槽3排出的氣體，所述不凝氣排出管18連接有氣提塔16，在氣提塔16上設(shè)置有冷凝水入口管道M、冷凝水回收管道25、氮?dú)馊肟诠艿郎蚺c排氣管道27。 工作時，來自變換工段最終分離器的冷凝水從冷凝水入口管道M進(jìn)入氣提塔16內(nèi)，氮?dú)鈴牡獨(dú)馊肟诠艿郎蜻M(jìn)入氣提塔16內(nèi)，蒸汽從脫氣槽3經(jīng)不凝氣排出管18進(jìn)入到氣提塔16 內(nèi)，使得冷凝水中的酸性氣體在氮?dú)馀c低壓蒸汽的作用下脫出，并從排氣管道27排出，經(jīng)處理后的冷凝水溫度升高從冷凝水回收管道25流出進(jìn)行回收利用。該方式既能脫除冷凝水中的酸性氣體，又能使脫氣槽3中排出的蒸汽得到充分利用，可減少蒸汽消耗，大大降低能耗。
為了能對冷凝水回收管道25中排出的水進(jìn)行再處理，所述冷凝水回收管道25與脫氣槽3相連通。這樣，從冷凝水回收管道25中排出的水可進(jìn)入到脫氣槽3進(jìn)行進(jìn)一步回收處理，并能在脫氣槽3中進(jìn)行進(jìn)一步的加熱。
當(dāng)脫氣槽3排出的蒸汽不能滿足氣提塔16的需要時，為了往氣提塔16內(nèi)補(bǔ)充蒸汽，本發(fā)明的黑水處理系統(tǒng)還包括蒸汽補(bǔ)充管道觀，所述蒸汽補(bǔ)充管道觀的一端與氣提塔 16相通，另一端與脫氣槽3相通，蒸汽補(bǔ)充管道觀上連接有外來蒸汽管道四，在蒸汽補(bǔ)充管道觀上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥30。這樣，外部蒸汽可通過外來蒸汽管道四并經(jīng)蒸汽補(bǔ)充管道洲而進(jìn)入氣提塔16內(nèi)；另外，由于蒸汽補(bǔ)充管道觀還與脫氣槽3相通，也可以往脫氣槽3內(nèi)補(bǔ)充蒸汽；還可以通過調(diào)節(jié)閥30調(diào)節(jié)進(jìn)入氣提塔16與脫氣槽3內(nèi)的蒸汽量，從而保證脫氣槽3的壓力穩(wěn)定并正常工作。
權(quán)利要求
1.黑水處理系統(tǒng)，包括高壓閃蒸罐(1)、真空閃蒸罐O)、脫氣槽(3)、灰水進(jìn)入管道 G)，在高壓閃蒸罐(1)上設(shè)置有閃蒸汽排出管道(8)，所述高壓閃蒸罐(1)與真空閃蒸罐 (2)之間連接有管道(5)，在真空閃蒸罐( 上設(shè)置有排汽管(6)與渣水排出管道(7)，脫氣槽⑶上設(shè)置有進(jìn)汽口、不凝氣排出管(18)與熱水排出管(19)，其特征是所述排汽管(6) 連接有冷凝塔(9)，灰水進(jìn)入管道(4)與冷凝塔(9)相連通，在冷凝塔(9)上設(shè)置有排氣口且在冷凝塔(9)上連接有預(yù)加熱灰水管路，所述預(yù)加熱灰水管路連通脫氣槽(3)，在預(yù)加熱灰水管路上設(shè)置有升壓泵(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是在冷凝塔(9)上的排氣口處設(shè)置有混合氣排汽管(12)，該混合氣排汽管(1 的出口端連接有表冷器(13)，所述表冷器(13) 具有不凝氣排出管道(1 與冷凝水回收管道(14)，所述冷凝水回收管道(14)與冷凝塔(9)相通。
3.如權(quán)利要求2所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是在排汽管(6)與表冷器(13)之間設(shè)置有閃蒸汽冷凝輸送管路(31)。
4.如權(quán)利要求1所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是冷凝塔(9)上連通有補(bǔ)水管路(17)。
5.如權(quán)利要求1所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是所述高壓閃蒸罐(1)上設(shè)置的閃蒸汽排出管道(8)連接脫氣槽(3)的進(jìn)汽口。
6.如權(quán)利要求1所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是在冷凝塔(9)的內(nèi)腔中設(shè)置有隔板 (20)將冷凝塔(9)的內(nèi)腔分隔為清水區(qū)與污水澄清區(qū)(22)，排汽管(6)的入口與污水澄清區(qū)0 相通，預(yù)加熱灰水管路包括清水排出管路(11)與污水排出管路(23)，升壓泵(10)設(shè)置在清水排出管路(11)上，所述污水排出管路與污水澄清區(qū)0 相通，清水排出管路(11)的一端與清水區(qū)相通，另一端與脫氣槽⑶相通。
7.如權(quán)利要求6所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是所述隔板OO)為環(huán)形隔板形成筒狀結(jié)構(gòu)，該筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)為清水區(qū)(21)，筒狀結(jié)構(gòu)外為污水澄清區(qū)02)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項權(quán)利要求所述的黑水處理系統(tǒng)，其特征是所述不凝氣排出管(18)連接有氣提塔(16)，在氣提塔(16)上設(shè)置有冷凝水入口管道(M)、冷凝水回收管道(25)、氮?dú)馊肟诠艿?6)與排氣管道07)。
9.如權(quán)利要求8所述的冷凝水回收系統(tǒng)，其特征是所述冷凝水回收管道05)與脫氣槽⑶相連通。
10.如權(quán)利要求9所述的冷凝水回收系統(tǒng)，其特征是還包括蒸汽補(bǔ)充管道( )，所述蒸汽補(bǔ)充管道08)的一端與氣提塔(16)相通，另一端與脫氣槽C3)相通，蒸汽補(bǔ)充管道 (28)上連接有外來蒸汽管道( )，在蒸汽補(bǔ)充管道08)上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(30)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤化工行業(yè)中使用的黑水處理系統(tǒng)，具有可降低能量消耗的特點(diǎn)。該黑水處理系統(tǒng)，包括高壓閃蒸罐、真空閃蒸罐、脫氣槽、灰水進(jìn)入管道，在高壓閃蒸罐上設(shè)置有閃蒸汽排出管道，所述高壓閃蒸罐與真空閃蒸罐之間連接有管道，在真空閃蒸罐上設(shè)置有排汽管與渣水排出管道，脫氣槽上設(shè)置有進(jìn)汽口、不凝氣排出管與熱水排出管，所述排汽管連接有冷凝塔，灰水進(jìn)入管道與冷凝塔相連通，在冷凝塔上設(shè)置有排氣口且在冷凝塔上連接有預(yù)加熱灰水管路，所述預(yù)加熱灰水管路連通脫氣槽，在預(yù)加熱灰水管路上設(shè)置有升壓泵。既可以對真空閃蒸罐中產(chǎn)生的蒸汽熱量進(jìn)行充分利用，又能使灰水得到預(yù)加熱與預(yù)脫氧，適合在煤化工行業(yè)中推廣應(yīng)用。
文檔編號C02F9/10GK102515410SQ20111045776
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者羅丹雨 申請人:羅丹雨