[實用新型]閃蒸換熱裝置

有效

• 申請號: 201720652580.1
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN207101936U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 瞿海根;周瓊
• 申請（專利權）人: 通用電氣神華氣化技術有限公司
• 主分類號: B01D3/06
• 分類號: B01D3/06;C02F1/06
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 陸紅杰

技術領域

本實用新型涉及煤化工領域，特別是涉及用于碳氫化合物氣化裝置閃蒸系統的高壓或中壓閃蒸換熱裝置。

背景技術

迄今為止，氣化仍是大規模、高效、清潔利用煤炭等碳氫燃料的最有效方式，也是相關化工工藝的龍頭技術。所用燃料包括煤、石油焦、瀝青、生物質甚至垃圾等廣義碳氫燃料。

氣流床氣化技術，由于生產強度大，環保性強，是煤氣化技術中的主流技術。氣流床氣化反應，是由煤或其他碳氫化合物通過漿料或氣力輸送，與氧氣在氣化爐中發生部分氧化反應，生成高溫高壓的粗合成氣。合成氣的主要成分為氫氣和一氧化碳，還有少量的水蒸汽、二氧化碳、硫化氫、甲烷和氮氣、微量羰基硫(COS)等，以及由殘碳和原料中的灰分組成的液渣。因此，為了得到有用的有效合成氣(一氧化碳和氫氣)，必須降溫和脫除固體。

從氣化爐出來的高溫合成氣，通過換熱和激冷后，溫度降到合成氣壓力對應的工藝溫度后，再進入粗合成氣洗滌系統。粗合成氣中的固體被基本脫除后，進入下游單元。粗合成氣的冷卻和洗滌用的黑水進入閃蒸和沉降單元，脫除溶解性氣體，降溫和沉降液固分離后得到工藝水。大部分工藝水通過除氧槽脫氧，泵加壓后，通過換熱器和高壓閃蒸氣間接換熱升溫后，再回到洗滌塔循環利用，小部分工藝水排出氣化界區進一步處理。

閃蒸單元，基于氣化壓力的不同和閃蒸壓力的設定，可以分為二級、三級和四級閃蒸流程。以國內廣泛應用的6.5Mpag濕法激冷氣化為例，一般采用四級閃蒸流程，分別為：高壓(或中壓)、低壓、一級真空和二級真空，其中高壓閃蒸的閃蒸壓力一般為0.9-1.0Mpag,閃蒸溫度為170-180℃。高壓閃蒸氣在和工藝水換熱、水冷和氣液分離后，再送往下游單元進一步回收和處理。

但目前的高壓閃蒸換熱裝置(參見圖1)及高壓閃蒸氣熱量利用流程存在以下的不足：

(1)一個氣化系列(包括氣化爐和洗滌塔)對應一個高壓閃蒸系列(包括高壓閃蒸罐、換熱設備和分液罐)，換熱設備多，導致投資高，設備布置困難，操作和維護難度大。

(2)高壓閃蒸氣，在和工藝水換熱后再用水冷卻，增加了冷卻水的消耗，提高了運行成本。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種閃蒸換熱裝置，它可以優化高壓或中壓閃蒸氣的熱量綜合利用，降低裝置的運行成本和操作維護難度，減少占地面積。

為解決上述技術問題，本實用新型的閃蒸換熱裝置，包括閃蒸罐、工藝熱水塔、閃蒸氣調整換熱器和分液罐；其中：

所述閃蒸罐為高壓或中壓閃蒸罐，數量為1個以上；所述閃蒸罐的罐體側壁設置有黑水入口，頂部設置有閃蒸氣出口，底部設置有黑水出口；所有閃蒸罐的閃蒸氣出口通過管線連入一根閃蒸氣主管；

所述工藝熱水塔，包括塔體和塔內件，所述塔內件從上到下包括有除沫器、工藝水分布器、塔盤和閃蒸氣分布器；所述塔體頂部開有閃蒸氣出口，下部或底部開有一個以上工藝水出口；除沫器和塔盤之間的塔體上開有工藝水入口，該工藝水入口與所述工藝水分布器連接；塔盤以下的塔體中下部開有閃蒸氣入口，該閃蒸氣入口分別與所述閃蒸氣主管和所述閃蒸氣分布器連接；

所述閃蒸氣調整換熱器的入口與所述工藝熱水塔的閃蒸氣出口通過管線連接；

所述分液罐的罐體側壁設置有入口，頂部設置有閃蒸氣出口，底部設置有冷凝液出口；所述分液罐的入口通過管線連接所述閃蒸氣調整換熱器的出口。

所述閃蒸罐的數量優選為3個，可以是2個運行，1個備用。

較佳的，所述閃蒸罐的黑水入口前，黑水減壓角閥后，可以設置一個蓄能罐。所述蓄能罐上部設置有出口，與閃蒸罐的黑水入口連接。進一步的，所述蓄能罐內部還可以設置耐磨防沖裝置。

較佳的，可以在所述閃蒸罐內部設置黑水防沖擋板或入口分布管，并可以進一步在黑水擋板或入口分布管內設置耐磨裝置。

較佳的，可以在所述閃蒸氣主管的垂直段底部設置帶液位控制的液封或過濾器，用于脫除高壓閃蒸氣中可能夾帶的冷凝液和固體。

較佳的，所述工藝熱水塔底部應有足夠的空間，以滿足一定的液體停留時間(優選為20分鐘以上)，便于洗滌塔給水泵的可靠和穩定運行。因此，工藝熱水塔的塔體可以設計為等徑型圓柱形筒體，或者下粗上細的異徑型筒體。

所述塔盤優選防堵性能好和高水汽比的塔盤，例如固閥塔盤、篩板塔盤或其組合。