申请日2013.09.27
公开(公告)日2014.01.22
IPC分类号C02F1/06
摘要
本发明公开了一种高温高压废水热量回收装置，包括承压外壳、闪蒸区、间接换热区、直接换热区和分离区五部分;集闪蒸、换热、分离于一体，体积小，节约占地面积，省去设备之间相连管线，降低了设备制造及运行成本，简化了工艺流程和生产操作程序;通过换热内件A和换热内件B的设置，在设备内同时进行了间接换热和直接换热，有效提高了废水中热量的回收利用率。
权利要求书
1.高温高压废水热量回收装置，其特征在于：包括，内部带有密封容纳腔 的承压外壳体(2)和由下至上依次设置于承压外壳体(2)内容纳腔中的闪蒸 区(3)、间接换热区(6)、气体分布器(8)、直接换热区(9)和分离区(12); 所述闪蒸区(3)位于承压外壳体(2)内容纳腔底部;所述承压外壳体(2)顶 端设置有不凝气出口(11)，底端设置有排液口(4);
所述承压外壳体(2)上且位于闪蒸区(3)气相空间设置有用于废水进入 承压外壳体(2)内容纳腔中的废水入口(1);
所述间接换热区(6)位于废水入口(1)上方;
所述间接换热区(6)包括：固定于承压外壳体(2)内部的换热内件A(13)， 用于冷工艺介质进入的第一进入口(5)和用于冷工艺介质排出的第一排出口 (14);所述换热内件A(13)为单管程的管式换热器或板式换热器;
所述第一进入口(5)与第一排出口(14)分别位于间接换热区(6)两个 相对侧面的上部和下部，第一进入口(5)与第一排出口(14)分别与换热内件 A(13)内的两个端口连通;
所述气体分布器(8)固定于承压外壳体(2)内，且位于间接换热区(6) 上方;
所述直接换热区(9)位于气体分布器(8)上方;
所述直接换热区(9)包括：固定于承压外壳体(2)内部的换热内件B(15)， 用于冷工艺介质进入的第二进入口(10)和用于冷工艺介质排出的液体出口(7); 所述换热内件B(15)为塔板结构或者填料结构;所述第二进入口(10)位于换 热内件B(15)上方;所述液体出口(7)位于换热内件B(15)下方的气体分 布器(8)上;
所述分离区(12)位于第二进入口(10)上方，且所述分离区(12)由固 定在承压外壳体(2)内壁上的分离内件(16)构成。
2.根据权利要求1所述的高温高压废水热量回收装置，其特征在于：所述 承压外壳体(2)底部为锥状，且锥尖方向向下;所述排液口(4)设置于承压 外壳体(2)底部锥尖处。
3.根据权利要求1所述的高温高压废水热量回收装置，其特征在于：所述 分离内件(16)单独采用叶片、折板、折流板、丝网、旋流板、旋流管结构， 或者采用叶片、折板、折流板、丝网、旋流板、旋流管的组合装配结构。
说明书
高温高压废水热量回收装置
技术领域
本发明涉及废水热量回收装置，特别涉及用于高温高压废水的热量回收装 置。
背景技术
随着现代化工业的迅猛发展，各种废水的排放量逐年增加，如何将废水进 行有效利用，成为各界人士所关心解决的问题，其中煤气化废水的处理，一直 是国内外废水处理领域的一大难题，受到广泛重视。
煤气化废水中除含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物质外，一 般还具有高温高压的特点，因此在处理前，需要对其进行热量回收，实现能量 的有效利用，节约能源。
现有回收煤气化废水热量的方法主要可以归纳为两种，一种是通过设置一 个或多个闪蒸罐，按照蒸汽压力等级进行逐级闪蒸，闪蒸蒸汽供换热设备使用， 从而减少蒸汽管网的蒸汽需求量;另一种是通过换热设备，直接将煤气化废水 对需要加热的工艺介质进行加热，实现热量的回收。
这两种方法中，第一种方法工艺流程长，操作复杂，随闪蒸蒸汽同时解析 出来的有害气体处理困难，并且由于设置了多个闪蒸罐的缘故，需要的占地面 积也较大;而对于第二种方法，只能进行间接换热，废水中的热量并未得到充 分利用。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提出一种高温高压废水热量回收装置。
为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：
高温高压废水热量回收装置，包括：内部带有密封容纳腔的承压外壳体和 由下至上依次设置于承压外壳体内容纳腔中的闪蒸区、间接换热区、气体分布 器、直接换热区和分离区;闪蒸区位于承压外壳体内容纳腔底部;承压外壳体 顶端设置有不凝气出口，底端设置有排液口;承压外壳体底部为锥状，且锥尖 方向向下;排液口设置于承压外壳体底部锥尖处;
承压外壳体上且位于闪蒸区气相空间设置有用于废水进入承压外壳体内容 纳腔中的废水入口;
间接换热区位于废水入口上方;
间接换热区包括：固定于承压外壳体内部的换热内件A，用于冷工艺介质进 入的第一进入口和用于冷工艺介质排出的第一排出口;换热内件A为单管程的 管式换热器或板式换热器;
第一进入口与第一排出口分别位于间接换热区两个相对侧面的上部和下 部，第一进入口与第一排出口分别与换热内件A内的两个端口连通;
气体分布器固定于承压外壳体内，且位于间接换热区上方;
直接换热区位于气体分布器上方;
直接换热区包括：固定于承压外壳体内部的换热内件B，用于冷工艺介质进 入的第二进入口和用于冷工艺介质排出的液体出口;换热内件B为塔板结构或 者填料结构;(塔板：复合斜孔塔板、导向筛板塔板、浮阀塔板、泡罩塔板、 组合塔板、立体传质塔板(vsi)95型塔板、喷射浮动塔、舌型塔板、多降液塔板、 气液分布器、防堵型气液分布器、液体收集器、除沫器、过滤器、浮阀、泡罩、 各种紧固件、钢板网;填料可使用散堆填料或规整填料，其中散堆填料：各种 规格型号的陶瓷、塑料、金属,拉西环、鲍尔环、矩鞍环、阶梯环等新型填料， 规整填料：各种材质、规格型号的丝网填料、孔板波纹填料、复合填料、防堵 型组合规整填料、格利希格栅填料、蜂窝填料。)换热内件B可单一使用上述 塔板或填料的一种结构，或者采用其中几种的组合装配结构。
第二进入口位于换热内件B上方;液体出口位于换热内件B下方的气体分 布器上;
分离区位于第二进入口上方，且分离区由固定在承压外壳体内壁上的分离 内件构成，分离内件单独采用叶片、折板、折流板、丝网、旋流板、旋流管结 构，或者采用叶片、折板、折流板、丝网、旋流板、旋流管的组合装配结构;
采用上述技术方案的本发明，高温高压废水自废水入口进入承压外壳的内 部，在闪蒸区内发生闪蒸，闪蒸后的液体自承压外壳体底部的排液口排出，去 后续装置进行废水处理后回收利用，闪蒸出的气体则向上进入间接换热区(气 体中包含装置设定压力下的饱和蒸汽和废水中所溶解的不凝气);
间接换热区包括：固定于承压外壳体内部的换热内件A，用于冷工艺介质进 入的第一进入口和用于冷工艺介质排出的第一排出口;换热内件A为单管程的 管式换热器或板式换热器;第一进入口与第一排出口分别位于间接换热区两个 相对侧面的上部和下部，第一进入口与第一排出口分别与换热内件A内的两个 端口连通;
间接换热区位于承压外壳的中下部，闪蒸区之上，由固定于承压外壳体内 部的换热内件A，用于冷工艺介质进入的第一进入口和用于冷工艺介质排出的第 一排出口构成;换热内件A可以为管式结构或板式结构，其作用相当于单管程 的管式换热器或板式换热器;闪蒸出的气体走管程，需要加热的工艺介质(冷 工艺介质)走壳程，两者在换热内件A中进行间接换热;
闪蒸气体在加热工艺介质的过程中，部分蒸汽冷凝为液滴，沿换热内件A 回流到闪蒸区，随闪蒸后的液体一同自排液口排出，未冷凝的气体继续向上流 动，经过设置在换热内件A上部的气体分布器(主要用于使气体实现均匀分布)， 进入直接换热区，气体分布器固定在承压外壳体内壁上;
直接换热区位于气体分布器上方;
直接换热区包括：固定于承压外壳体内部的换热内件B，用于冷工艺介质进 入的第二进入口和用于冷工艺介质排出的液体出口;换热内件B为塔板结构或 者填料结构;
直接换热区位于承压外壳的中上部，气体分布器上方，由固定在承压外壳 体内壁上的换热内件B构成，换热内件B可以为塔板结构或者填料结构;另一 股需要加热的工艺介质(冷工艺介质)，自换热内件B上部的液体入口进入设备， 与闪蒸气体在换热内件B上通过直接接触进行换热;此过程中，闪蒸气体中的 蒸汽基本上全部被工艺介质冷凝为凝液，随同加热后的工艺介质一起，自气体 分布器上部的液体出口流出，供下游工序使用;闪蒸气体中的不凝气则夹带着 少量液滴向上进入分离区;
分离区位于承压外壳的上部，直接换热区之上，由固定在承压外壳内壁上 的分离内件构成，具有气液分离作用的分离器内件均可作为分离内件使用，如 叶片、折板、折流板、丝网、旋流板、旋流管等或者为叶片、折板、折流板、 丝网、旋流板、旋流管的组合结构，不凝气在分离内件上经过气液分离后，气 体中所夹带的液滴下落到直接换热区，随直接换热区中的工艺介质流出设备， 不凝气则通过承压外壳顶部的气体出口排出设备。
相对于以往技术，本发明具有以下优点：
1.集闪蒸、换热、分离于一体，体积小，节约占地面积，省去设备之间相 连管线，降低了设备制造及运行成本，简化了工艺流程和生产操作程序。
2.通过换热内件A和换热内件B的设置，在设备内同时进行了间接换热和 直接换热，有效提高了废水中热量的回收利用率。
3.不凝气在排出装置前，在分离区进行了水汽分离，不凝气中的水汽比较 低，可以有效简化下游工艺处理不凝气的流程。
4.废水中含有固体杂质时，固体杂质可以在闪蒸区通过沉降分离的方式， 随闪蒸后的液体一同排出设备，因此本装置同样可以用来回收含固体杂质的高 温高压废水的热量。