[实用新型]一种闪蒸汽提冷却系统

说明书

本实用新型提供一种闪蒸汽提冷却系统，包括有第一闪蒸汽提冷却塔、第二闪蒸汽提冷却塔、真空闪蒸罐、灰水槽、沉降槽、冷凝器、真空闪蒸分离罐。本实用新型提供的一种闪蒸汽提冷却系统，设备集成化，流程简化，能耗降低，传热效果提高，改用低温灰水进行冷却，并实现了对低温灰水的分级利用，节省了大量的循环水，并实现渣水的完全回用。

技术领域

本实用新型属于化工的技术领域，涉及一种闪蒸汽提冷却系统。

背景技术

原煤气化是我国基于煤多油少的基本国情，实现煤资源综合利用的重要举措。煤气化及煤化工是我国化学工业发展的重要发展发展方向。通常原煤制备成粉煤或水煤浆后之后在汽化炉进行气化，产生的高温气体(主要成分CO、CH4、CO2、H2等)经过激冷、洗涤后产生了大量的黑水。这些黑水大致含有0.01～2％的固体颗粒(主要是煤灰、煤渣和未完全反映的的煤)，温度约为150～250℃，压力1.8～10MpaG。此时的黑水几乎呈饱和状态。一方面，黑水中还溶解和夹带有CO、CO2、CH4、H2S、NH3等气体。这些气体易燃易爆，有毒有害，若不去除，不仅腐蚀设备，还会对整个装置造成危害；另一方面，洗涤塔和汽化炉产生的黑水压力不算低，但由于含有固体颗粒，不能用于对外膨胀做功；第三，黑水温度不算低，可以回收部分热能，但要克服固体颗粒的磨蚀、堵塞、结垢等工程问题，通常代价很大，收益有限。

现有的工程解决方案，如CN110228830A、CN207498194U、CN207627955U、CN207828040U、CN209161731U等都采取简单闪蒸罐进行逐级闪蒸的方法，不仅热量没有回收利用，而且还要消耗大量的、宝贵的水资源(主要用作循环冷却水)进行冷却。

德士古是较早进入我国市场并推广水煤浆气化的外国公司之一。其CN94117093.4公开多级闪蒸技术，通过三级闪蒸系统、沉降澄清系统、除氧系统等子系统实现能量回收、工艺水循环再利用。其通过来自气化及合成气洗涤系统的黑水经减压阀后，被送入高压闪蒸罐，一部分经闪蒸变成蒸汽进入汽提塔，加热来自除氧系统的工艺水，尾气经换热器冷却和高闪分离罐分离后，送硫回收单元，高闪分离罐分离出来的冷凝水送除氧系统。高压闪蒸罐底部流出的黑水经低压闪蒸罐、真空闪蒸罐进一步闪蒸后，排出的水被送至黑水沉降澄清系统。黑水经过沉降澄清后，变成灰水，一大部分灰水经除氧系统除氧、汽提塔加热后，送回到气化及合成气洗涤系统，另一部分灰水通过废水冷却器冷却送污水处理厂，用来平衡系统中溶解的盐分。低压闪蒸罐出口蒸汽送入除氧系统起除氧作用，真空闪蒸罐出口蒸汽经换热器冷却及真闪分离罐分离、真空泵抽引后，排大气。可见该技术设备多且操作复杂，占地多，设备费和建设投资费均较大。一般企业难以承受。

CN109485190A中公开了煤气化产生的黑水的处理方法和煤的气化方法及其系统，该技术在在CN94117093.4的基础上，将絮凝处理后的黑水进行沉降，将沉降所得上清液依次进行过滤处理和电渗析处理，其设备数量大大增加，过程更为复杂。

CN105056560A中公开的黑水闪蒸装置主要作用是缓解含固黑水闪蒸过程中对设备的汽、冲刷和磨损。该专利技术对整个渣水处理系统的处理效果、节能效果、节水效果基本无实质提升。

CN205948388U中公开一种塔盘式闪蒸一换热一体化设备，包括一塔体,塔体隔板分为下部的蒸发室和上部的热水室，内部设有塔盘，塔盘位于热水室的换热段内。其在黑水的闪蒸、固体分离等方面效果良好。但其也存在明显的缺点：(1)该设备仅仅进行单一的热量回收，且经初步闪蒸后的温度约为150～200℃，回收热能的效果有限；(2)该设备的塔顶气相需要再设置换热器进行冷凝，该换热器通常为ABS型带勾圈的浮头式换热器，结构较复杂，造价较为昂贵。(3)该设备的气相冷凝需要大量的循环水；而煤气化项目通常在西北等水资源紧张的地方，不经济环保。(4)该设备经过冷凝后，需要再设置气液分离罐进行分离，设备复杂，成本增加。(5)该设备的塔盘采用的是单溢流塔盘，在大液相流量时应用效果并不理想，易发生液泛等情况。(6)该设备进行气相换热部分存在气相流速较低的现象，适用于小型的气化装置。