[发明专利]一种用于气流床煤气化系统的黑水处理装置

说明书

技术领域

本发明属于煤气化领域，尤其是涉及一种用于气流床煤气化系统的黑水处理装置。

背景技术

煤气化是煤炭清洁利用的重要途径。典型的煤气化技术包括固定床、流化床、气流床三种。其中气流床气化炉的碳转化率高，液态灰渣容易排出，易于放大，煤种适应性广，是未来煤气化的发展趋势。

现有的气化工艺存在的主要缺陷有：黑水处理工艺所需设备多，成本高；黑水进入闪蒸罐时容易堵塞进口，且高温、高流速的黑水对闪蒸罐的内壁形成严重的冲刷，易造成闪蒸罐内壁损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种除灰效率高，并且闪蒸罐使用寿命长的气流床煤气化工艺的黑水处理装置。

本发明的技术方案是：黑水处理装置包括闪蒸罐和换热塔，闪蒸罐通过蒸汽输送管线与换热塔相连，蒸汽输送管线的一端位于闪蒸罐侧上壁，另一端位于换热塔侧下壁，其中高温黑水的进料管设置在闪蒸罐的顶部，进料管的喷口设有锥形罩，锥形罩与闪蒸罐内壁之间设有筒形夹层，筒形夹层与闪蒸罐内壁形成环形腔，闪蒸蒸汽出口设置在环形腔6的侧上方并与蒸汽输送管线相接。

将高温黑水的进口设置在闪蒸罐的顶部，可以减轻黑水对闪蒸罐面对进口的内壁面的冲刷和腐蚀，同时由于锥形罩的存在，限制了高温高压黑水的扩散面积，对闪蒸罐进口两侧的内壁面也起到了保护作用。筒形夹层与闪蒸罐内壁形成环形腔构成了气体出闪蒸罐的通道，该通道可以屏蔽进料管喷口的高压，降低闪蒸蒸汽出闪蒸罐的阻力。

闪蒸罐上的进料管可以设置2至4根，并在闪蒸罐顶部的圆周上均匀分布。这种设计可以使闪蒸罐的黑水处理量在较大范围内调控，方便操作。

闪蒸蒸汽出口可以为1或2个。当出口为2个时，其相对分布在闪蒸罐侧壁的同一圆周上。

锥形罩的开口角度过小会增加黑水对闪蒸罐面对进口的内壁面的冲刷和腐蚀力度， 开口过大不利于闪蒸罐进口两侧的筒形夹层内壁的保护。当锥形罩的开口角度为10°至45°时，上述两种保护作用达到平衡，效果较好。优选的锥形罩的开口角度为15°至30°。

进一步地，筒形夹层的壁面上设有平衡孔。平衡孔用于平衡筒形夹层内外的压差，防止气流速度过快，造成气体夹带过多液体进入环腔。

进一步地，可在环形腔内设置1至4层破泡板，每层中的破泡板的个数为10至20个，并均匀分布在同一圆周上，破泡板的两端分别连接在筒形夹层的外壁面及闪蒸罐的内壁面上。破泡板可以防止液体走近路，同时还起到支撑筒形夹层的作用。

破泡板的横截面为向上凸出的曲线，例如倒V形或开口向下的弧形面，且破泡板的曲面边缘呈齿状。破泡板可设置1至4层，每层中的各破泡板可在同一圆周上均匀分布，同时各层破泡板交错排列。各层交错排列的破泡板可以构成曲折的气流路径。

本发明的装置运行时，来自上游工序的高温高压黑水由进料管喷入闪蒸罐，形成的闪蒸蒸汽经过破泡板形成的曲折通道从出口出闪蒸罐，并进入换热塔进行热交换。闪蒸后的黑水从闪蒸罐底部排出。闪蒸蒸汽从换热塔的侧下方进入换热塔，与冷灰水进行热交换，未冷凝的气体从换热塔顶部排出，灰水从底部排出。

本发明的有益效果是：闪蒸罐顶部进料以及进料口的锥形罩的角度设置降低了高压高温黑水对闪蒸罐内壁的冲刷和腐蚀，延长了闪蒸罐的使用寿命；筒形夹层降低了蒸汽出闪蒸罐的阻力；设置特定形状的破泡板，防止液体走近路，同时支撑筒形夹层。

附图说明

图1是本发明的装置示意图

图2是进料管为3根时的分布示意图

图3是进料管为4根时的分布示意图

图4是同一层破泡板水平布置示意图

图中：

1、闪蒸罐     2、换热塔     3、进料管

4、锥形罩     5、筒形夹层   6、环形腔

7、破泡板     8、平衡孔     9、闪蒸蒸汽出口

10、蒸汽输送管线

具体实施方式

实施例1