申请日2012.06.02
公开(公告)日2015.07.29
IPC分类号B01D21/26; B01D21/02
摘要
本发明涉及一种粉煤气流床煤气化过程中渣水处理装置及方法，装置包括斜板斜管沉淀池和旋流沉砂池，斜板斜管沉淀池的入口与进水管相连，出口与出水堰相连，出水堰与旋流沉砂池的进水渠相连，旋流沉砂池的出水渠与出水管连通;旋流沉砂池底部设有叶轮;旋流沉砂池底部中心下方设有集砂斗，旋流沉砂池与砂水分离器相连，叶轮在驱动电机的作用下旋转。方法包括：对渣水进行高压闪蒸和真空闪蒸;送入斜板斜管沉淀池中进行沉砂处理;送入旋流沉砂池进行沉砂处理;清液经过出水管流向灰水槽。本发明能够大幅提高污染物的去除率并减少水力停留时间。
权利要求书
1.一种粉煤气化过程中渣水处理装置，包括斜板斜管沉淀池(2)和旋流沉砂池(4)，其 特征在于，所述斜板斜管沉淀池(2)的入口与进水管(1)相连，出口与出水堰(3) 相连，所述出水堰(3)与所述旋流沉砂池(4)的进水渠相连，所述旋流沉砂池(4) 的出水渠与出水管(5)连通;所述旋流沉砂池(4)底部设有叶轮(10);所述旋流沉 砂池(4)底部中心下方设有集砂斗(11)，所述旋流沉砂池(4)还与砂水分离器(6) 相连，所述叶轮(10)在驱动电机(8)的作用下旋转;所述进水渠的坡度为0.02-0.08。
2.根据权利要求1所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述斜板斜管沉 淀池(2)中的斜板斜管以倾角45°～60°安装。
3.根据权利要求2所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述斜板斜管沉 淀池(2)中的斜管的管径为25-35mm，长度不小于50cm。
4.根据权利要求1所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述进水渠的坡 度为0.042-0.064。
5.根据权利要求1所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述进水渠以所 述旋流沉砂池切线方向与旋流沉砂池相连。
6.根据权利要求1所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述驱动电机(8) 设置在所述旋流沉砂池(4)的上方。
7.根据权利要求1所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述驱动电机(8) 的输出轴上还设有减速器(9)。
8.根据权利要求1所述的粉煤气化过程中渣水处理装置，其特征在于，所述砂水分离器 通过管道与排砂泵(7)相连。
9.一种粉煤气化过程中渣水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对渣水进行高压闪蒸和真空闪蒸;
(2)通过进水管将经过两级闪蒸的渣水送入斜板斜管沉淀池中进行沉砂处理;
(3)斜板斜管沉淀池的上层清液经出水堰进入旋流沉砂池的进水渠，水流经过坡度为 0.02-0.08的进水渠切向流入旋流沉砂池，水流在旋流沉砂池中形成涡流，水中的砂粒 在离心力作用下贴向池壁，并沿池壁下落到池底的集砂斗中;
(4)旋流沉砂池中的上层清液沿着出水渠流至出水管流向灰水槽。
10.根据权利要求9所述的粉煤气化过程中渣水处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中 水流向上流经斜板斜管，流速8-14mm/s。
11.根据权利要求9所述的粉煤气化过程中渣水处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中 水流在旋流沉砂池中形成涡流时在旋流沉砂池内旋转两圈，停留1分钟。
说明书
粉煤气化过程中渣水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及渣水处理技术领域，特别是涉及一种粉煤气化过程中渣水处理装置及方 法。
背景技术
现在国内煤气化工艺主要分为水煤浆气化和干粉煤气化两种，分别以德士古炉和氢化 炉等为代表。两种工艺在渣水处理方面的现有技术基本相同，故以德士古技术中的渣水处 理技术做背景技术介绍。德士古气化渣水系统包括黑水处理与灰水循环。黑水为气化炉、 洗涤塔或水洗塔、热水塔去闪蒸装置的水。灰水为黑水澄清处理后的清水。渣水系统运行 得正常与否，直接影响到整个系统能否长期安全稳定运行。
国内拥有十多套德士古水煤浆加压气化装置，其渣水处理技术也是大同小异：从气化 炉和碳洗塔排出的高温黑水减压后进入高压闪蒸器，闪蒸出大部分溶解的合成气，高压闪 蒸器闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离冷凝液，然后 进入变换工段汽提塔。含尘液体再经低压闪蒸器闪蒸出的低压气体温度约120℃，直接送 至洗涤塔给料槽作脱氧热源。再经过真空闪蒸，真空闪蒸出的气体，经真空闪蒸冷凝器冷 凝后由蒸汽喷射泵及真空泵抽出进入分离器，气体放空，冷凝水可作为系统水。渣水被浓 缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水 泵送至洗涤塔给料槽，少量灰水排往废水处理系统。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过 滤机给料槽，由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车运出厂外。
上述方法中在使用两道闪蒸处理去除渣水中溶解的CO、CO2和NH3等气体后，采用 单纯重力沉降方式去除渣水中的固体。此种重力沉降方式沉降速率受固体颗粒物理性质的 影响，通常沉降速率较小。同时，固体颗粒的去除率也相对较低。为了提高处理率，必须 加入大量的絮凝剂，造成处理成本增加。虽然煤气化处理过程中对系统冷却水等回用水的 水质要求并不非常严格，但仍有必要对水处理，特别是固体颗粒去除等步骤所采用的技术 进行改进，以达到提高渣水中污染物(主要为固体颗粒)去除率，加快沉降去除速率，并 尽可能降低成本的目的。
现有技术在经过闪蒸后主要使用澄清槽进行单纯重力沉降实现固液分离，其主要缺陷 在于此种重力沉降方式受渣水物理性质及渣水中固体颗粒的性状影响较大，特别是小颗粒 物质在水中容易形成悬浮层，导致去除率较低，固液分离效果不理想，从而影响之后的灰 水回用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粉煤气化过程中渣水处理装置及方法，能够大 幅提高污染物的去除率并减少水力停留时间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种粉煤气化过程中渣水处理装 置，包括斜板斜管沉淀池和旋流沉砂池，所述斜板斜管沉淀池的入口与进水管相连，出口 与出水堰相连，所述出水堰与所述旋流沉砂池的进水渠相连，所述旋流沉砂池的出水渠与 出水管连通;所述旋流沉砂池底部设有叶轮;所述旋流沉砂池底部中心下方设有集砂斗， 所述旋流沉砂池还与砂水分离器相连，所述叶轮在驱动电机的作用下旋转。
所述斜板斜管沉淀池中的斜板斜管以倾角45°~60°安装。
所述斜板斜管沉淀池中的斜管的管径为25-35mm，长度不小于50cm。
所述进水渠的坡度为0.02-0.08。
所述进水渠的坡度为0.042-0.064。
所述进水渠以所述旋流沉砂池切线方向与旋流沉砂池相连。
所述驱动电机设置在所述旋流沉砂池的上方。
所述驱动电机的输出轴上还设有减速器。
所述砂水分离器通过管道与排砂泵相连。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种粉煤气化过程中渣水处理方 法，包括以下步骤：
(1)对渣水进行高压闪蒸和真空闪蒸;
(2)通过进水管将经过两级闪蒸的渣水送入斜板斜管沉淀池中进行沉砂处理;
(3)斜板斜管沉淀池的上层清液经出水堰进入旋流沉砂池的进水渠，水流经过进水 渠切向流入旋流沉砂池，水流在旋流沉砂池中形成涡流，水中的砂粒在离心力作用下贴向 池壁，并沿池壁下落到池底的集砂斗中;
(4)旋流沉砂池中的上层清液沿着出水渠流至出水管流向灰水槽。
所述步骤(2)中水流向上流经斜板斜管，流速8-14mm/s。
所述步骤(3)中水流在旋流沉砂池中形成涡流时在旋流沉砂池内旋转两圈，停留1 分钟。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明采用斜板斜管沉淀系统，可增加沉淀面积，缩短沉降距离，从而提高颗粒的去 除率，斜板斜管内的再凝聚，促进絮粒的进一步加大，从而提高沉降速率，并且创造了层 流条件，从而提高了沉淀速率。采用旋流沉砂池使得结构紧凑，占地面积小，设备投资少， 并且结构合理，维修率低，能耗小，运行管理和维护方便;而且旋流沉沙设备的耐腐蚀性 强，使用寿命长，其工艺布置灵活方便，易于配套组合，适应工程不同时期分段建设需要。
本发明的旋流沉砂池螺旋桨驱动只需很小马力的电机，池顶安装的涡轮泵和脱水装 置，只是在排砂过程才运行，每天只需近1小时，与传统沉砂池比较，可节省能源约94%。 旋流沉砂池仅使用了叶轮，没有水下轴承，没有易受磨损或堵塞的部件在水下运行。旋流 沉砂池的驱动装置、润滑点和轴承均在池顶水面以上，便于维护。累积的砂粒由顶部安装 且无水下运动部件的泵提升，唯一的维护是进行不太频繁的电机润滑。总之，不仅需要维 护的设备少，而且基本上没有受磨损部件，从长远运行来看，其维护费用是很少的。