本发明专利技术公布了一种煤气化系统黑水的处理方法，通过至少将部分高温黑水脱灰后直接返回至合成气洗涤塔循环利用，经固液分离器分离出所携带的细灰后，直接泵送至合成气洗涤塔作为合成气洗涤水。出气化装置合成气的水气比提高，有助于CO变换装置的运行和通过副产蒸汽回收气化装置的能量，同时CO变换装置也会返回更多的变换冷凝液至合成气洗涤塔，以保证出气化装置合成气的洗涤效果；减少了去黑水处理单元的黑水量，降低了黑水处理单元的动力消耗、设备尺寸及其投资。通过本发明专利技术，使得气化系统中合成气洗涤和黑水处理达到了物质和能量高效利用的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体涉及一种通过至少将部分高温黑水脱灰后直接返回至合成气洗涤塔循环利用，以降低气化系统高位能量损失，提高出气化系统合成气水气比(即合成气中水蒸汽体积流量与干气体体积流量的比值)和降低黑水处理单元循环冷却水消耗的方法。技术背景固体或液体含碳原料的气流床气化工艺主要包括固体或液体含碳原料的气化、合成气的处理和黑水处理三个单元。固体或液体含碳原料与气化剂(空气、富氧空气或氧气)在水蒸汽或水的参与下在气流床气化炉内进行反应，从气化炉气化室出来的粗合成气(主要成分为co、h2及CO2等)含有粗渣细灰等固体颗粒物，且出口合成气温度很高，一般1200~1600°C。为了除去固体颗粒物，同时回收高温合成气的热量，一般气流床气化炉气化室出口高温合成气的处理方法有:一是采用废锅流程，通过高温合成气的显热副产高品位的中高压蒸汽；二是采用激冷流程，通过高温合成气与激冷水直接接触，使高温合成气的显热转化为水蒸汽饱和在合成气中；三是采用废热锅炉和激冷流程结合的处理方法，即通过废热锅炉回收高温合成气的 部分显热。在这些工艺流程中，均有合成气的水洗涤过程以保证出气化装置合成气中的含固量尽可能低。如Shell公司粉煤气化工艺采用“对流废锅+合成气干法过滤+合成气洗涤塔”的处理方法，GE公司水煤浆气化废热锅炉工艺采用“辐射锅炉+对流锅炉+合成气洗涤塔”的处理方法，多喷嘴对置式水煤浆或粉煤气化工艺采用“激冷室+旋风分离器+合成气洗涤塔”的处理方法，GE公司水煤浆气化激冷工艺采用“激冷室+合成气洗涤塔”的处理方法，Simens粉煤气化工艺采用“激冷室+文丘里洗涤器+合成气洗涤塔”的处理方法。合成气洗涤塔一般最上层加入来自CO变换装置返回的变换冷凝液，中下层加入的是来自黑水处理单元返回的温度较低的合成气洗涤水。出气化炉气化室合成气处理单元中的每一个水洗涤或者分离设备均会排出大量黑水去黑水处理单元，如多喷嘴对置式水煤浆或粉煤气化工艺中的气化炉激冷室、旋风分离器和合成气洗涤塔，黑水量大且温度较高，黑水需要经处理后返回至合成气处理单元重复使用。一般黑水处理单元设置2~4级低压闪蒸器和澄清槽，出澄清槽的灰水部分通过与第I级闪蒸器闪蒸的蒸汽直接接触或间接接触加热后返回至合成气洗涤塔作为合成气洗涤水，合成气洗涤水的温度已较合成气处理单元排出的高温黑水的温度大大降低。出气化装置合成气洗涤塔的合成气一般要求含尘量< lmg/Nm3，以满足下游CO变换等装置的要求，这就要求使用大量的合成气洗涤水。特别是对采用含灰量高的煤的气化装置，合成气的洗涤水量要求非常大，由于洗涤水较合成气温度低，这就使得合成气的温度降低，相应的水气比较低，不能满足后续CO变换装置的要求，同时黑水处理单元低压闪蒸器闪蒸的大量低压水蒸汽需要通过循环冷却水冷凝而消耗大量循环冷却水。对石油焦等热值高的气化原料，由于气化消耗指标低，同样存在出气化装置的合成气水气比低的问题。中国专利(申请号:200810039551.3)涉及一种激冷式浆态或粉态含碳物料的气化方法，出气化炉激冷室的高温黑水、旋风分离器的高温黑水和合成气洗涤塔的高温黑水经减压阀减压后进入蒸发热水塔，副产低压蒸汽、低压蒸汽与补充的脱氧水和回用的低温灰水通过直接混合加热升温，然后通过高温灰水泵加压后进入合成气洗涤塔作为合成气洗涤水。由于蒸发热水塔的操作压力较低，使得合成气洗涤水的温度较低，最终使得出水洗塔的合成气水气比较低；同时，出蒸发热水塔的黑水的物流量较大，使得物流的进一步闪蒸后对闪蒸低压蒸汽冷凝所消耗的循环冷却水量大。因此，为了进一步提高气化系统高位能量的利用率，提高现有合成气洗涤流程出气化装置合成气的水气比，以及降低黑水处理单元循环冷却水的消耗，达到气化系统中物质和能量高效利用的目的，本专利技术提出了一种通过至少将部分高温黑水脱灰后，直接返回至合成气洗涤塔循环利用的煤气化系统黑水处理方法。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开，通过至少将部分高温黑水脱灰后直接返回至合成气洗涤塔循环利用，以提高出气化装置合成气水气比的方法。具体方案如下:，通过至少将部分高温黑水脱灰后直接返回至合成气洗涤塔循环利用，包括如下步骤:来自气化炉激冷室2的高温黑水S6、旋风分离器4的高温黑水S9和合成气洗涤塔5的高温黑水S14中的一股或者多股、或某一股黑水中的部分经固液分离器10分离出含固量低的物流S22和含固量高的物流S21，含固量低的物流S22经高温灰水泵11加压；或不经固液分离器10分离而直接经高温灰水泵11加压；高温灰水泵11出口的物流S23与或不与高温灰水S13混合后进入合成气洗涤塔5作为合成气洗涤水；含固量高的物流S21经减压阀7减压后进入蒸发热水塔8 ；其中:固液分离器10的操作压力与气化炉激冷室2的操作压力相同，压力为0.1~12MPa，温度为100~325°C，该温度不高于所在操作压力下对应的水饱和温度；出固液分离器10的含固量低的物流S22中的固体量为入固液分离器10的总高温黑水S15中总固体量的I~20%，含固量低的物流S22中的水量为入固液分离器10的总高温黑水S15中总水量的30~80%o所述固液分离器10选择性的对至少部分高温黑水进行分离后循环利用，可选择气化炉激冷室2的高温黑水S6、旋风分离器4的高温黑水S9和合成气洗涤塔5的高温黑水S14中的一股或者多股黑水进行固液分离循环利用，也可选择性的对每股高温黑水的部分进行固液分离后循环利用。所述固液分离器10是高压连续的固液分离设备。所述高压连续的固液分离设备是采用离心分离、沉降分离、过滤分离或它们的组合形式进行分离的装置，如水力旋流器等。高温灰水泵11出口的物流S23可加至入气化炉激冷室2的激冷水S4、入混合器3的黑水S8，部分或全部代替S4和S8物流。本专利技术的有益效果:由于采用高温的合成气洗涤水，使得出气化装置合成气的水气比提高，这有助于CO变换装置的运行和通过副产低压蒸汽回收气化装置的能量，同时CO变换装置也会返回更多的变换冷凝液以保证出气化装置合成气的洗涤效果；减少了去黑水处理单元的黑水量，这有助于减少用于冷却黑水处理单元低压闪蒸器闪蒸的大量低压水蒸汽所消耗的大量循环冷却水，同时黑水量的减少也降低了黑水处理单元的动力消耗、设备尺寸及其投资，使得气化系统中合成气洗涤和黑水处理达到了物质和能量高效利用的目的。【附图说明】图1是实施例中合成气洗涤及黑水处理流程示意图。符号说明I气化炉气化室；2气化炉激冷室；3混合器；4旋风分离器；5合成气洗涤塔；6激冷水泵；7黑水减压阀；8蒸发热水塔； 9高温灰水泵；10固液分离器；11高温灰水泵；SI入气化炉粉煤及载气/入气化炉煤浆；S2氧化剂/氧化剂+气化剂；S3出气化炉气化室高温合成气及熔渣；S4入气化炉激冷室激冷水；S5出气化炉激冷室高温合成气；S6出气化炉激冷室高温黑水；S7出气化炉激冷室灰渣；S8入混合器黑水；S9出旋风分离器黑水；SlO出旋风分离器合成气；S11出合成气洗漆塔合成气；S12入合成气洗涤塔变换冷凝液；S13入合成气洗涤塔高温灰水；S14出合成气洗涤塔高温黑水；S15总高温黑水；S16蒸发热水塔闪蒸室闪蒸蒸汽；S17出蒸发热水塔黑水；S18入蒸发热水塔脱氧水；S19循环低温灰本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤气化系统黑水的处理方法，通过至少将部分高温黑水脱灰后直接返回至合成气洗涤塔循环利用，其特征在于，包括如下步骤：来自气化炉激冷室（2）的高温黑水（S6）、旋风分离器（4）的高温黑水（S9）和合成气洗涤塔（5）的高温黑水（S14）中的一股或者多股、或某一股黑水中的部分经固液分离器（10）分离出含固量低的物流（S22）和含固量高的物流（S21），含固量低的物流（S22）经高温灰水泵（11）加压；或不经固液分离器（10）分离而直接经高温灰水泵（11）加压；高温灰水泵（11）出口的物流（S23）与或不与高温灰水（S13）混合后进入合成气洗涤塔（5）作为合成气洗涤水；含固量高的物流（S21）经减压阀（7）减压后进入蒸发热水塔（8）；其中：固液分离器（10）的操作压力与气化炉激冷室（2）的操作压力相同，压力为0.1～12MPa，温度为100～325℃，该温度不高于所在操作压力下对应的水饱和温度；出固液分离器（10）的含固量低的物流（S22）中的固体量为入固液分离器（10）的总高温黑水（S15）中总固体量的1～20%，含固量低的物流（S22）中的水量为入固液分离器（10）的总高温黑水（S15）中总水量的30～80%。...
【技术特征摘要】
1.一种煤气化系统黑水的处理方法，通过至少将部分高温黑水脱灰后直接返回至合成气洗涤塔循环利用，其特征在于，包括如下步骤: 来自气化炉激冷室(2)的高温黑水(S6)、旋风分离器(4)的高温黑水(S9)和合成气洗涤塔(5)的高温黑水(S14)中的一股或者多股、或某一股黑水中的部分经固液分离器(10)分离出含固量低的物流(S22)和含固量高的物流(S21\含固量低的物流(S22)经高温灰水泵(11)加压；或不经固液分离器(10)分离而直接经高温灰水泵(11)加压；高温灰水泵(11)出口的物流(S23 )与或不与高温灰水(S13 )混合后进入合成气洗涤塔(5 )作为合成气洗涤水；含固量高的物流(S21)经减压阀(7)减压后进入蒸发热水塔(8); 其中: 固液分离器(10)的操作压力与气化炉激冷室(2)的操作压力相同，压力为0.1~12MPa，温度为100~325°C，该温度不高于所在操作压力下对应的水饱和温度；出固液分离器(10)的含固量低的物流(S22)中的固体量为入固液分离器(10)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：代正华，龚欣，于广锁，周志杰，王辅臣，刘海峰，王亦飞，陈雪莉，李伟锋，梁钦锋，郭晓镭，许建良，郭庆华，王兴军，李超，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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