申请日2020.11.19
公开（公告）日2021.08.27
IPC分类号C02F9/14; C02F11/122; C02F101/16
摘要
本实用新型提供一种可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，属于煤气分离和回用领域。本实用新型将不同分类的煤气水分别进行分离和回用，不仅使整个系统占地面积小，投资低、运行成本低，且处理流程短、设备少，污染物排放点少，不易造成环境污染。通过设置中压闪蒸器、真空闪蒸器、真空闪蒸分离器和蒸氨塔等设备，并设置沉降槽和煤气水罐顶部与惰性气体管路密封连接，使整个系统及分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作，从而能保证系统中排出的VOCs和臭气能集中处理。通过设置第二真空闪蒸器的出水口通过管路和水泵与废热锅炉所连接换热器的进水口连接，实现了废水的回收利用，能减少去往生化处理设备的废水量，并能充分利用废水中的热量。
权利要求书
1.一种可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其特征在于，包括中压闪蒸器(1)、第一真空闪蒸器(2)、沉降槽(3)、煤气水罐(4)、脱酸塔(5)、第一真空闪蒸分离器(6)、蒸氨塔(7)、第二真空闪蒸器(8)、第二真空闪蒸分离器(9)、第三真空闪蒸分离器(10)、絮凝剂罐(11)、压滤机(12)、滤液罐(13)、若干水泵和管路，其中：
所述中压闪蒸器(1)的第一进水口与变换高温冷凝液管路连接，中压闪蒸器(1)的第二进水口与气化含尘气化水管路连接，中压闪蒸器(1)的出水口通过管路与第一真空闪蒸器(2)的第一进水口连接，第一真空闪蒸器(2)的第二进水口与低压气化煤气水管路连接，第一真空闪蒸器(2)的第三进水口与低压开车煤气水管路连接，第一真空闪蒸器(2)的出水口通过管路和水泵与沉降槽(3)的进水口连接，沉降槽(3)的出水口通过管路和水泵与压滤机(12)的进水口连接，压滤机(12)的出水口通过管路与滤液罐(13)的进水口连接，滤液罐(13)的出水口通过管路和水泵与沉降槽(3)的进水口连接，沉降槽(3)的进水口还通过管路与絮凝剂罐(11)的出料口连接，沉降槽(3)的煤气水出口通过管路与煤气水罐(4)的煤气水进口连接，煤气水罐(4)的煤气水出口通过管路和水泵与煤气水生化处理设备和煤气水回用设备连接，所述沉降槽(3)和煤气水罐(4)顶部与惰性气体管路密封连接；中压闪蒸器(1)的出气口通过管路与脱酸塔(5)的进气口连接，第二真空闪蒸器(8)的进水口与变换低温冷凝液管路连接，第二真空闪蒸器(8)的出水口通过管路和水泵与废热锅炉所连接换热器的进水口连接，脱酸塔(5)的出水口通过管路和水泵与蒸氨塔(7)的进水口连接，蒸氨塔(7)的出水口与粗煤气洗涤设备连接；第一真空闪蒸器(2)的出气口通过管路与第一真空闪蒸分离器(6)的进气口连接，第一真空闪蒸分离器(6)的出气口通过管路与第三真空闪蒸分离器(10)的进气口连接，第一真空闪蒸分离器(6)的出水口通过管路和水泵与脱酸塔(5)的进水口连接；第二真空闪蒸器(8)的出气口通过管路与第二真空闪蒸分离器(9)的进气口连接，第二真空闪蒸分离器(9)的出气口通过管路与第三真空闪蒸分离器(10)的进气口连接，第二真空闪蒸分离器(9)的出水口通过管路与脱酸塔(5)的进水口连接，第三真空闪蒸分离器(10)的出水口通过管路与脱酸塔(5)的进水口连接。
2.根据权利要求1所述的可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其特征在于，还包括集油浮子(14)和油罐(15)，所述集油浮子(14)设于煤气水罐(4)内部，集油浮子(14)底部通过软管与油罐(15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其特征在于，所述煤气水罐(4)和沉降槽(3)顶部的呼吸气排出管道外设有冷却水套管(16)。
说明书
可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统
技术领域
本实用新型涉及煤气分离和回用技术领域，尤其涉及一种可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统。
背景技术
碎煤加压气化产生的粗煤气中含有大量的水蒸气、粉尘和碳化的副产物，例如焦油、轻油、萘、酚、脂肪酸、溶解的气体和无机盐类等，而且温度也较高。因此，需要对其进行冷却和洗涤，以降低温度和除去粗煤气中的有害物质。在粗煤气的洗涤和冷却过程中，这些杂质成分便进入水中，形成了有气、液、固三态存在的多种成分的煤气水，煤气水成分较为复杂，而且随着煤种的不同，各种成分的含量也不尽相同。煤气水用常规的生化、过滤、反渗透等方法不能直接处理，必须先将其中的油、尘、酚、氨等进行分离和回收，一方面回收了废水中的有价值物质，可产生一定的经济效益；另一方面也使废水能够满足一般废水处理方法的进水要求后，经过生化处理达到国家排放标准后排放。
《现代煤化工技术手册》中简述了目前最为经典的煤气水分离与回收流程，这也是目前碎煤加压气化技术中普遍使用的流程，具体是将压力为3.0-6.0MPa的气化煤气水和变换冷却煤气水分别送入煤气水分离系统后，首先被冷却到90℃，然后进入煤气水膨胀器闪蒸膨胀到常压，将煤气水中溶解的CO2、NH3及部分水蒸气等气体闪蒸分离。经闪蒸后的煤气水进入下部的焦油分离器利用密度差进行煤气水与焦油的分离，密度大于水的含尘焦油从底部排出，可作为产品也可返回气化炉再次进行气化；密度小于水的轻油与煤气水从焦油分离器上部溢流进入煤气水缓冲槽，一部分煤气水经高压泵送回气化循环使用，多余的煤气水进入轻油分离器。在轻油分离器中装有焦碳和TPI板组件，一方面过滤杂质，一方面使油滴凝聚后上浮于水面形成油层，轻油通过上部的溢流堰引出送入油储槽，下部的水经过TPI板后进入水室，再经过溢流堰引出，经缓冲槽后用泵送入双介质过滤器进一步除尘后送往酚、氨回收装置，其目的就是将煤气水中的尘、油和溶解的气进行分离，大部分水作为循环使用，小部分水进一步脱油、蒸氨、脱酚后满足生化要求的水质去生化处理。
但是随着煤气技术的发展，逐步向着大型化、节能环保、高效稳定的方向发展，目前常规使用的碎煤加压气化技术煤气水分离和回收流程不能满足现代要求，主要体现在：
1、现有的煤气水处理系统对来自于不同设备的不同类型的煤气水汇总到一起进行煤气水分离和回收，造成整个煤气水分离和回收系统占地面积大，投资高，运行成本高；
2、目前的煤气水分离和回收流程长，设备多，使得污染物排放点多，容易造成严重的环境污染；
3、现有的煤气水分离和回收系统中会用到多个煤气水储罐和油分离器等，这些设备采用常压操作，容易造成排放的VOCs(Volatile Organic Compounds，挥发性有机物)、臭气等无法收集后集中处理，使得现场环境恶劣。
4、现有的煤气水分离和回收系统换热得到的冷凝水往往直接作为废水排出，不仅使得去往生化处理设备的废水量比较大，而且无法充分利用冷凝液中的热量。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统，其包括中压闪蒸器、第一真空闪蒸器、沉降槽、煤气水罐、脱酸塔、第一真空闪蒸分离器、蒸氨塔、第二真空闪蒸器、第二真空闪蒸分离器、第三真空闪蒸分离器、絮凝剂罐、压滤机、滤液罐、若干水泵和管路，其中：所述中压闪蒸器的第一进水口与变换高温冷凝液管路连接，中压闪蒸器的第二进水口与气化含尘气化水管路连接，中压闪蒸器的出水口通过管路与第一真空闪蒸器的第一进水口连接，第一真空闪蒸器的第二进水口与低压气化煤气水管路连接，第一真空闪蒸器的第三进水口与低压开车煤气水管路连接，第一真空闪蒸器的出水口通过管路和水泵与沉降槽的进水口连接，沉降槽的出水口通过管路和水泵与压滤机的进水口连接，压滤机的出水口通过管路与滤液罐的进水口连接，滤液罐的出水口通过管路和水泵与沉降槽的进水口连接，沉降槽的进水口还通过管路与絮凝剂罐的出料口连接，沉降槽的煤气水出口通过管路与煤气水罐的煤气水进口连接，煤气水罐的煤气水出口通过管路和水泵与煤气水生化处理设备和煤气水回用设备连接，所述沉降槽和煤气水罐顶部与惰性气体管路密封连接；中压闪蒸器的出气口通过管路与脱酸塔的进气口连接，第二真空闪蒸器的进水口与变换低温冷凝液管路连接，第二真空闪蒸器的出水口通过管路和水泵与废热锅炉所连接换热器的进水口连接，脱酸塔的出水口通过管路和水泵与蒸氨塔的进水口连接，蒸氨塔的出水口与粗煤气洗涤设备连接；第一真空闪蒸器的出气口通过管路与第一真空闪蒸分离器的进气口连接，第一真空闪蒸分离器的出气口通过管路与第三真空闪蒸分离器的进气口连接，第一真空闪蒸分离器的出水口通过管路和水泵与脱酸塔的进水口连接；第二真空闪蒸器的出气口通过管路与第二真空闪蒸分离器的进气口连接，第二真空闪蒸分离器的出气口通过管路与第三真空闪蒸分离器的进气口连接，第二真空闪蒸分离器的出水口通过管路与脱酸塔的进水口连接，第三真空闪蒸分离器的出水口通过管路与脱酸塔的进水口连接。
可选地，所述可污水回用的碎煤加压气化煤气水分离及回用系统还包括集油浮子和油罐，所述集油浮子设于煤气水罐内部，集油浮子底部通过软管与油罐连接。
可选地，所述煤气水罐和沉降槽顶部的呼吸气排出管道外设有冷却水套管。
本实用新型的有益效果是：
1、通过将不同分类的煤气水分别进行分离和回用，不仅使得整个系统占地面积小，投资低、运行成本低，而且处理流程短、设备少，使得污染物排放点少，不易造成环境污染，具有节能环保、高效稳定的优点。
2、通过设置中压闪蒸器、真空闪蒸器、真空闪蒸分离器和蒸氨塔等设备，并设置沉降槽和煤气水罐顶部与惰性气体管路密封连接，使得整个系统及分离回用过程保持大于0.2kPa的微正压操作，从而能够保证系统中排出的VOCs和臭气能够集中处理，使现场环境友好。
3、本实用新型整个系统设备简单，运行安全稳定，能有效降低煤气水处理的成本。
4、通过设置第二真空闪蒸器的出水口通过管路和水泵与废热锅炉所连接换热器的进水口连接，使污清分流后的煤气水部分作为废热锅炉的补充水，生产污蒸汽作为气化剂使用，实现了废水的回收利用，不仅能够减少去往生化处理设备的废水量，而且能够充分利用废水中的热量。
实践证明，与目前的煤气水分离及回用系统相比，本实用新型的系统投资减少了50％，运行费用节约了50％，去生化处理设备的废水量减少了25％。
（发明人：左永飞;李小红;范辉;施福富;周恩利;刘丰力;李金洲;楚可嘉;车丽玮;韩鑫凤;袁辉峰;刘利利;李树枫;李叶珺;徐景亮;赵宇宏;刘于英;陈党辉）