CN111646621A - 一种煤气化灰水真空闪蒸除垢*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，真空闪蒸罐的气相出口通过管道与真空闪蒸冷凝器的进口连通，真空闪蒸罐的液相出口通过管道与混合加药槽的进口连通，混合加药槽的出口通过管道与沉降槽的进口连通，絮凝剂槽的出口通过管道与混合加药槽的进口连通，除垢剂槽的出口通过管道与混合加药槽的进口连通。效果为：煤气化的灰水利用所述的方法进行处理，将真空闪蒸罐过来的灰水和除垢剂、絮凝剂在混合加药槽中混合均匀，然后送至沉降槽进行澄清、沉降，将水中所含有的细灰和硅、铝、钙、镁等离子沉淀物除去，可以减缓灰水处理***管道和设备结垢，提高灰水处理***装备的运行周期和稳定性，降低灰水处理***的投资。

Description

一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***

技术领域

本发明涉及煤气化灰水处理技术领域，具体涉及一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***。

背景技术

目前，在煤气化的灰水处理中，经常用到真空闪蒸罐和沉降槽来对灰水中的细灰进行降温、絮凝沉降，真空闪蒸罐来的灰水通过在沉降槽前设置管道混合器和絮凝剂进行混合，然后进入沉降槽将细灰进行沉降，沉降槽底部浓缩的灰水排出后进行过滤，除去灰水中的细灰，以便使灰水中的细灰含量降低。

在运行中存在的主要问题有两点：第一，絮凝剂和灰水的接触时间很短，管道混合器不能很好的将灰水中的细灰和絮凝剂进行接触、混合，这就需要通过延长沉降时间来进行解决，导致沉降槽需要设置很大，使投资和占地都必须增大；第二，灰水中含有的硅、铝、钙、镁等可以引起管道和设备结构的离子并没有除去，煤气化灰水的结垢问题一直是煤气化灰水处理的难点。

真空闪蒸罐和沉降槽的连接也有两种形式：第一种为真空闪蒸罐和沉降槽直接相连，真空闪蒸罐不控制液位，用沉降槽作为液封槽来保证其真空度；第二种为真空闪蒸罐控制自身液位来保证其真空度，通过沉降给料泵将灰水送至沉降槽；这两种连接形式，絮凝剂都是加在沉降槽前的管道混合器。

第一种形式主要存在的问题是真空闪蒸罐和沉降槽之间的高度差必须大于真空闪蒸罐真空度，这就使得真空闪蒸罐的安装高度很高，真空闪蒸罐的真空度一般为-0.05MPaG至-0.07MPaG，沉降槽液位标高一般为10米，所以真空闪蒸罐的安装标高就必须在15米至17米，厂房的高度必须很高才能满足真空闪蒸罐的安装要求，这样就造成投资的增加；第二种形式真空闪蒸罐可以安装在厂房地面层，减少厂房的投资，由于真空闪蒸罐内为真空状态，泵送的过程中，经常会因为真空闪蒸罐真空度的波动，导致泵的汽蚀，使灰水处理装置不能稳定运行，为了保证泵的稳定运行，必须提高泵的汽蚀余量，但目前能够提供这种泵的厂家全世界仅有几家。

现有的煤气化灰水闪蒸和沉降的投资高、占地大，运行不稳定、易结垢的问题已经严重影响了煤气化灰水***的安全稳定运行，急需一种可以解决以上问题的新的方法。

发明内容

为此，本发明提供一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，以解决现有技术中煤气化灰水真空闪蒸***运行不稳定，设备和管道易结垢，沉降槽占地面积大、投资高等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，包括真空闪蒸罐、混合加药槽、沉降槽、真空闪蒸冷凝器、絮凝剂槽和除垢剂槽，真空闪蒸罐的气相出口通过管道与真空闪蒸冷凝器的进口连通，真空闪蒸罐的液相出口通过管道与混合加药槽的进口连通，混合加药槽的出口通过管道与沉降槽的进口连通，絮凝剂槽的出口通过管道与混合加药槽的进口连通，除垢剂槽的出口通过管道与混合加药槽的进口连通。

进一步地，还包括沉降给料泵，混合加药槽与沉降槽之间的管道上设置有沉降给料泵。

进一步地，还包括絮凝剂泵，絮凝剂槽与混合加药槽之间的管道上设置有絮凝剂泵。

进一步地，还包括除垢剂泵，除垢剂槽与混合加药槽之间的管道上设置有除垢剂泵。

进一步地，还包括混合加药搅拌器，混合加药槽内设置有混合加药搅拌器。

进一步地，还包括絮凝剂搅拌器，絮凝剂槽内设置有絮凝剂搅拌器。

进一步地，还包括除垢剂搅拌器，除垢剂槽内设置有除垢剂搅拌器。

进一步地，还包括真空闪蒸下液管，真空闪蒸下液管的一端与真空闪蒸罐的液相出口连接，真空闪蒸下液管的另一端***至混合加药槽的底部。

进一步地，真空闪蒸罐设置有至少一个灰水进口，混合加药槽设置有至少一个絮凝剂进口，混合加药槽设置有至少一个除垢剂进口。

进一步地，真空闪蒸冷凝器与至少一个真空闪蒸罐连接，沉降槽的数量为至少一个，絮凝剂槽的数量为至少一个，除垢剂槽的数量为至少一个。

本发明具有如下优点：

1、通过本发明的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，混合加药槽可以作为真空闪蒸罐的液封槽，真空闪蒸罐内的灰水依靠重力自流到混合加药槽内，混合加药槽安装在地面，一般高度为2米，真空闪蒸罐的真空度一般为-0.05MPaG至-0.07MPaG之间，所以真空闪蒸罐的安装高度可以安装在7米至9米之间，使厂房投资降低，同时还能保证真空闪蒸罐的运行稳定性；

2、混合加药槽可以设置多个加药入口，可以满足同时加入不同的絮凝剂和除垢剂，可以加入促进细灰絮凝沉降的聚丙烯酰胺等大分子絮凝剂，也可以同时加入调节灰水PH值和去除硅、铝、钙、镁等离子的碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙等除垢作用的除垢剂；

3、混合加药槽可以设置搅拌器将灰水和絮凝剂、除垢剂进行充分搅拌，利用搅拌器将絮凝剂、除垢剂和灰水混合的更均匀，接触反应时间更长，使细灰更容易沉降，缩短了细灰沉降的时间，可以减小沉降槽的容积，使投资和占地面积减少；

4、沉降给料泵进口设置在混合加药槽底部，混合加药槽正常运行时压力为常压，对泵的汽蚀余量的要求降低，一般普通的化工泵即可满足要求；

5、沉降槽在细灰絮凝沉降的过程中，也将硅、铝、钙、镁等离子以沉淀物的形式沉降下来，使沉降槽发挥了新的作用，经过沉降槽的灰水，不仅实现了细灰的高效去除，也实现了硅、铝、钙、镁等易结垢离子的去除，减少了煤气化灰水处理***设备和管道的结垢，实现了稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例提供的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***的结构图。

图中：1、真空闪蒸罐，2、真空闪蒸下液管，3、混合加药槽，4、混合加药搅拌器，5、沉降给料泵，6、沉降槽，7、真空闪蒸冷凝器，8、絮凝剂槽，9、絮凝剂搅拌器，10、絮凝剂泵，11、除垢剂槽，12、除垢剂搅拌器，13、除垢剂泵。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，包括真空闪蒸罐1、混合加药槽3、沉降槽6、真空闪蒸冷凝器7、絮凝剂槽8和除垢剂槽11，真空闪蒸罐1的气相出口通过管道与真空闪蒸冷凝器7的进口连通，真空闪蒸罐1的液相出口通过管道与混合加药槽3的进口连通，混合加药槽3的出口通过管道与沉降槽6的进口连通，絮凝剂槽8的出口通过管道与混合加药槽3的进口连通，除垢剂槽11的出口通过管道与混合加药槽3的进口连通。

本实施例达到的技术效果为：本实施例的混合加药槽3可以作为真空闪蒸罐1的液封槽，真空闪蒸罐1内的灰水依靠重力自流到混合加药槽3内，混合加药槽3安装在地面，一般高度为2米，真空闪蒸罐1的真空度一般为-0.05MPaG至-0.07MPaG之间，所以真空闪蒸罐1的安装高度可以安装在7米至9米之间，使厂房投资降低，同时还能保证真空闪蒸罐1的运行稳定性；煤气化的灰水利用的方法进行处理，将真空闪蒸罐1过来的灰水和除垢剂、絮凝剂在混合加药槽3中混合均匀，然后送至沉降槽6进行澄清、沉降，将水中所含有的细灰和硅、铝、钙、镁等离子沉淀物除去，可以减缓灰水处理***管道和设备结垢，提高灰水处理***装备的运行周期和稳定性，降低灰水处理***的投资。

实施例2

如图1所示，本实施例中的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，包括实施例1中的全部技术特征，除此之外，还包括沉降给料泵5，混合加药槽3与沉降槽6之间的管道上设置有沉降给料泵5；还包括絮凝剂泵10，絮凝剂槽8与混合加药槽3之间的管道上设置有絮凝剂泵10；还包括除垢剂泵13，除垢剂槽11与混合加药槽3之间的管道上设置有除垢剂泵13。

本实施例中的有益效果为：本实施例的沉降给料泵5进口设置在混合加药槽3底部，混合加药槽3正常运行时压力为常压，对泵的汽蚀余量的要求降低，一般普通的化工泵即可满足要求；通过设置沉降给料泵5，实现了混合加药槽3向沉降槽6内的物料泵送；通过设置絮凝剂泵10，实现了絮凝剂槽8向混合加药槽3内的物料的泵送；通过设置除垢剂泵13，实现了除垢剂槽11向混合加药槽3内的物料的泵送。

实施例3

如图1所示，本实施例中的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，包括实施例2中的全部技术特征，除此之外，还包括混合加药搅拌器4，混合加药槽3内设置有混合加药搅拌器4；还包括絮凝剂搅拌器9，絮凝剂槽8内设置有絮凝剂搅拌器9；还包括除垢剂搅拌器12，除垢剂槽11内设置有除垢剂搅拌器12，其中，混合加药搅拌器4、絮凝剂搅拌器9以及除垢剂搅拌器12均通过电机电动实现其转动搅拌。

在一些可选的实施例中，沉降槽6中也设置有沉降搅拌器，沉降搅拌器通过电机驱动实现。

本实施例中的有益效果为：通过设置絮凝剂搅拌器9，实现了对絮凝剂槽8内物料的搅拌；通过设置除垢剂搅拌器12，实现了对除垢剂槽11内物料的搅拌；本实施例的混合加药槽3可以设置搅拌器将灰水和絮凝剂、除垢剂进行充分搅拌，利用搅拌器将絮凝剂、除垢剂和灰水混合的更均匀，接触反应时间更长，使细灰更容易沉降，缩短了细灰沉降的时间，可以减小沉降槽6的容积，使投资和占地面积减少。

实施例4

如图1所示，本实施例中的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，包括实施例3中的全部技术特征，除此之外，还包括真空闪蒸下液管2，真空闪蒸下液管2的一端与真空闪蒸罐1的液相出口连接，真空闪蒸下液管2的另一端***至混合加药槽3的底部。

本实施例中的有益效果为：通过真空闪蒸下液管2的另一端***至混合加药槽3的底部，实现了利用混合加药槽3的液位作为液封，以保证真空闪蒸罐1的真空度。

实施例5

如图1所示，本实施例中的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，包括实施例4中的全部技术特征，除此之外，真空闪蒸罐1设置有至少一个灰水进口，混合加药槽3设置有至少一个絮凝剂进口，混合加药槽3设置有至少一个除垢剂进口；真空闪蒸冷凝器7与至少一个真空闪蒸罐1连接，沉降槽6的数量为至少一个，絮凝剂槽8的数量为至少一个，除垢剂槽11的数量为至少一个。

上述实施例中的至少一个指的是“可以有一个或者多个”，通过本实施例的设置，增强了***的可变性。

本实施例中的有益效果为：本实施例的混合加药槽3可以设置多个加药入口，可以满足同时加入不同的絮凝剂和除垢剂，可以加入促进细灰絮凝沉降的聚丙烯酰胺等大分子絮凝剂，也可以同时加入调节灰水PH值和去除硅、铝、钙、镁等离子的碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙等除垢作用的除垢剂。

在上述实施例中，真空闪蒸罐1不用控制液位，灰水进入真空闪蒸罐1后，在真空的作用下，一部分的水变成蒸汽和解析出来的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等闪蒸气进入真空闪蒸冷凝器7，剩余的液相通过真空闪蒸下液管2靠重力自留进入混合加药槽3，真空闪蒸下液管2直接***混合加药槽3的底部，利用混合加药槽3的液位作为液封，以保证真空闪蒸罐1的真空度，根据煤气化装置的情况，真空闪蒸罐1可以一台也可以两台或多台共用一个混合加药槽3。

根据煤气化灰水性质的不同，混合加药槽3可以设置有一个絮凝剂入口，也可以设置多个絮凝剂入口，絮凝剂可以是一种，也可以是两种及两种以上；如果采用多种絮凝剂，絮凝剂槽8也需要按照絮凝剂的种类进行分别设置；根据煤气化灰水性质的不同，混合加药槽3可以设置有一个除垢剂入口，也可以设置多个除垢剂入口，除垢剂可以是一种，也可以是两种及两种以上，如果采用多种除垢剂，除垢剂槽11也需要按照除垢剂的种类进行分别设置。混合加药槽3的设置解决了沉降给料泵5由于真空度波动而容易汽蚀的问题。混合加药槽3利用搅拌器将絮凝剂、除垢剂和灰水混合的更均匀，接触反应时间更长，使细灰更容易沉降，缩短了细灰沉降的时间，如果采用同等溶剂的沉降槽6，灰水沉降的效果将更好。

混合加药槽3的灰水经沉降给料泵5加压后送入沉降槽6，灰水在沉降槽6中进行沉降，絮凝沉降的细灰和析出的硅、铝、钙、镁等沉淀物一起从沉降槽6底部排出。

通过以下案例可以更好的理解本发明：三台真空闪蒸罐1布置在厂房框架的10米标高处，真空闪蒸下液管2分别分别进入混合加药槽3，混合加药槽3布置在厂房框架的一层地面上，沉降槽6单独布置在厂房框架外20米处，沉降槽6的支座标高基本和框架一层的地面标高齐平。

从低压闪蒸罐来的133℃，0.2MpaG的灰水分两路进入一台真空闪蒸罐1，真空闪蒸罐1的真空度依靠真空闪蒸冷凝器7及真空泵维持在-0.05MPaG，约81℃的水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、硫化氢等气体和微量的细灰进入真空闪蒸冷凝器7，约81℃的水、细灰通过真空闪蒸下液管2进入混合加药槽3，根据灰水的性质，絮凝剂采用阴离子絮凝剂和阳离子絮凝剂同时加入，絮凝剂槽8设置两个，一个为阴离子絮凝剂槽，另一个为阳离子絮凝剂槽，两种絮凝剂分别通过各自的絮凝剂泵10加入混合加药槽3，絮凝剂的加入量一般按照灰水中絮凝剂的浓度控制在50PPm左右，根据灰水的性质和沉降效果进行调节；同时，除垢剂槽11配置的碳酸钠溶液也通过除垢剂泵13(化学品泵)加入混合加药槽3，在混合加药槽3通过搅拌器的混合；碳酸钠加入的量也可以根据沉降槽6出口灰水的硅、铝、钙、镁等的含量进行调节和PH进行调节，一般调节PH值为7～9。

沉降给料泵5将混合有絮凝剂和碳酸钠溶液的灰水送入沉降槽6，在沉降槽6中进行细灰和硅、铝、钙、镁等沉淀物的分离，沉降给料泵5的流量应满足三台真空闪蒸罐1同时运行所需的流量，由于絮凝剂和碳酸钠在混合加药槽3经过了充分的接触、混合、反应，部分细灰已经开始絮凝，混合加药槽3已经开始出现絮状沉淀物，进入沉降槽6的灰水沉降速度加快，含有细灰和硅、铝、钙、镁等沉淀物的灰水从沉降槽底部排出。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (10)

1.一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，包括真空闪蒸罐(1)、混合加药槽(3)、沉降槽(6)、真空闪蒸冷凝器(7)、絮凝剂槽(8)和除垢剂槽(11)，所述真空闪蒸罐(1)的气相出口通过管道与所述真空闪蒸冷凝器(7)的进口连通，所述真空闪蒸罐(1)的液相出口通过管道与所述混合加药槽(3)的进口连通，所述混合加药槽(3)的出口通过管道与所述沉降槽(6)的进口连通，所述絮凝剂槽(8)的出口通过管道与所述混合加药槽(3)的进口连通，所述除垢剂槽(11)的出口通过管道与所述混合加药槽(3)的进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括沉降给料泵(5)，所述混合加药槽(3)与所述沉降槽(6)之间的管道上设置有所述沉降给料泵(5)。

3.根据权利要求2所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括絮凝剂泵(10)，所述絮凝剂槽(8)与所述混合加药槽(3)之间的管道上设置有所述絮凝剂泵(10)。

4.根据权利要求3所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括除垢剂泵(13)，所述除垢剂槽(11)与所述混合加药槽(3)之间的管道上设置有所述除垢剂泵(13)。

5.根据权利要求1所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括混合加药搅拌器(4)，所述混合加药槽(3)内设置有所述混合加药搅拌器(4)。

6.根据权利要求5所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括絮凝剂搅拌器(9)，所述絮凝剂槽(8)内设置有所述絮凝剂搅拌器(9)。

7.根据权利要求6所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括除垢剂搅拌器(12)，所述除垢剂槽(11)内设置有所述除垢剂搅拌器(12)。

8.根据权利要求1所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，还包括真空闪蒸下液管(2)，所述真空闪蒸下液管(2)的一端与所述真空闪蒸罐(1)的液相出口连接，所述真空闪蒸下液管(2)的另一端***至所述混合加药槽(3)的底部。

9.根据权利要求1所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，所述真空闪蒸罐(1)设置有至少一个灰水进口，所述混合加药槽(3)设置有至少一个絮凝剂进口，所述混合加药槽(3)设置有至少一个除垢剂进口。

10.根据权利要求9所述的一种煤气化灰水真空闪蒸除垢***，其特征在于，所述真空闪蒸冷凝器(7)与至少一个所述真空闪蒸罐(1)连接，所述沉降槽(6)的数量为至少一个，所述絮凝剂槽(8)的数量为至少一个，所述除垢剂槽(11)的数量为至少一个。

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