[實用新型]黑水處理設備

有效

• 申請號: 201920423787.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN210457560U
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 楊國政;霍耿磊;鄭帥;王守杰;劉雪梅;李偉;彭書;王正強
• 申請（專利權）人: 航天長征化學工程股份有限公司
• 主分類號: C02F1/06
• 分類號: C02F1/06
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 喻嶸;郭迎俠

本實用新型提供了一種黑水處理設備。該黑水處理設備包括下部閃蒸段(1)、中部除塵段(2)和上部換熱段(3)，下部閃蒸段(1)用于進行黑水的閃蒸，中部除塵段(2)連接在下部閃蒸段(1)的頂部，用于實現氣固液分離，上部換熱段(3)連接在中部除塵段(2)的頂部，用于實現熱量回收，下部閃蒸段(1)、中部除塵段(2)和上部換熱段(3)沿著由下而上的方向依次連通。根據本實用新型的黑水處理設備，能夠在同一設備中實現閃蒸、除塵及換熱，節省了連接管路和閥門，有效節省設備及管道投資。

技術領域

本實用新型涉及水處理技術領域，特別是涉及一種黑水處理設備。

背景技術

煤化工、甲醇、乙醚、二甲醚等化工和新興能源企業在煤氣和氣化氣的冷卻、洗滌過程中，形成了220～280℃的高溫高壓含固洗滌水，稱作氣化洗滌黑水。黑水中含有氨氣、二氧化碳、硫化氫、一氧化碳、氫氣、氮氣、氬氣、氧硫化碳等氣體組分，以及碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鈉、硅酸鈣、硅酸鋁、硅酸鈉等無機鹽類。

目前，氣化爐和洗滌塔所產生的高溫高壓含固黑水多采用多級閃蒸加余熱回收進行處理，用于降低黑水溫度，脫除和回收黑水中溶解的酸性氣體，濃縮懸浮物和回收熱量等。閃蒸罐是一種常用的汽液分離設備，其閃蒸原理是：高壓的溶有氣體的液體混合物進入低壓的閃蒸罐中，由于壓力突然降低，液體的沸點也隨之降低，使得液體分離為閃蒸罐壓力下的液體和閃蒸氣體，液體排出閃蒸罐后分離回用，氣體則進入換熱器進行熱量回收。然而，在實際生產過程中，高溫高壓含固黑水經過減壓閥進入閃蒸罐時，尤其是高壓差的減壓過程中，產生的汽、液、固三相對汽液分離內件造成汽蝕、沖刷和嚴重磨損，即使減壓閥后的設備全部采用耐磨材質，使用周期也很難滿足生產中長周期穩定運行的要求。另一方面，閃蒸氣體中夾帶有液態水及部分未分離完全的塵，溶解在液態水中的無機鹽隨著液態水的冷凝和溫降逐漸析出，這些無機鹽和塵的混合物會在換熱器殼程的管道和閥門處析出結晶，其中硅酸鈣、碳酸鈣、碳酸鎂會形成結垢。臥式管殼式換熱器很難將管壁上的結垢溶解、沖掉，隨著結垢情況越來越重，最終嚴重影響換熱效率，導致換熱器失效。企業不得不經常更換換熱器，嚴重影響著生產系統正常運行和經濟效益。

隨著環保和節能新標準的實施，以及監管力度的加大，高溫高壓含固黑水必須加以處理，并實現資源化綜合利用。積極探索新的黑水處理方法和處理裝置，在滿足國家環保標準的前提下，對黑水實現資源化綜合利用和節約能源的目標，成為企業和科研機構的重要和急切的任務。為此，亟需一種新型的黑水處理系統，能夠有效緩解黑水閃蒸過程中對設備的汽蝕、沖刷和磨損問題，同時解決閃蒸氣利用中的換熱器結垢問題，將閃蒸氣的熱量充分利用，實現資源綜合利用和廢氣達標排放。

公開號為CN207101936U的中國專利文獻公開了一種閃蒸換熱裝置，包括1個以上高/中壓閃蒸罐、工藝熱水塔、閃蒸氣調整換熱器和分液罐；各閃蒸罐的頂部閃蒸氣出口連入一根閃蒸氣主管，該閃蒸氣主管與工藝熱水塔中下部的閃蒸氣入口連接；工藝熱水塔內部設置有除沫器、分布器和塔盤，塔體上部和下部分別開有工藝水入口和出口；閃蒸氣調整換熱器的入口連接工藝熱水塔頂的閃蒸氣出口，出口連接分液罐的入口；分液罐的頂部開有閃蒸氣出口，底部開有冷凝液出口。該裝置設備數量多、結構復雜、維護不變，不能解決現有黑水處理系統的問題。

公開號為CN207483396U的中國專利文獻公開了一種防止帶液的高壓閃蒸罐，包括罐體，還包括防沖刷弧形板，所述防沖刷弧形板為頂平半圓形板，開口向下，防沖刷弧形板的半圓形邊緣焊接在罐體內壁上，且防沖刷弧形板的中心位置正對罐體的黑水進口管的中心線，防沖刷弧形板的高度不小于罐體的黑水進口管管徑的兩倍，且防沖刷弧形板的半徑不小于罐體的黑水進口管管徑。該閃蒸罐防沖結構與傳統防沖板結構類似，不能有效緩解黑水閃蒸過程中對設備的汽蝕、沖刷和磨損問題。

上述的現有技術存在如下問題：

(1)目前高溫高壓含固黑水經過減壓閥進入閃蒸罐時，產生的汽、液、固三相對汽液分離內件造成汽蝕、沖刷和磨損嚴重，設備壽命短，達不到長周期運行。