气化含碳材料产生的黑水的处理系统技术方案

一种气化含碳材料产生的黑水的处理系统，包括：第一过滤器，接收含碳材料气化过程中产生的黑水，并从黑水中过滤出固含量比黑水提高5至10倍的泥浆；混合式冷却器，具有接收第一过滤器滤出的泥浆和一种冷却液的入口，和使泥浆与冷却液混合的腔室，在混合式冷却器的腔室中泥浆与冷却液混合并被冷却，形成泥浆‐冷却液混合物；减压装置，与所述混合式冷却器连接，用于将泥浆‐冷却液混合物的压力降低到预定范围；和第二过滤器，与所述减压装置连接，用于从泥浆‐冷却液的混合物中分离出滤饼和滤清液。上述处理系统无需高电耗的加压泵加压，可以使用普通的真空装置，而不必使用价格高昂的闪蒸阀，同时真空装置的寿命得以延长。另外，由于采用将泥浆和冷却液混合的方式冷却，使得冷却器不会堵塞。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及含碳材料的气化技术，具体涉及一种气化含碳材料过程中产生的黑水的处理系统。
技术介绍
随着全球能源的紧缺，对油、煤、半焦、焦炭或者生物质等含碳材料进行气化获取一氧化碳、氢、甲烷等燃气的技术得到了广泛地应用。气化工艺中用到的主要设备为含碳材料气化装置，例如气化炉200。气化炉200本体主要包括反应室210和激冷室220，含碳材料在反应室210中部分氧化，产生合成气和熔渣。合成气和熔渣会进入激冷室220，在激冷室220通过多个喷头，或者激冷环加下降管，向合成气喷激冷水，合成气被激冷水洗涤冷却，从激冷室排出后可以进入诸如文丘里洗涤器或者洗涤塔300这样的洗涤装置进一步洗涤。洗涤装置中会产生部分黑水。激冷室220下部由于洗涤合成气液会产生部分黑水。同时，激冷室220的下部还会产生灰渣。气化炉200可设有排渣装置240，排渣装置240也会产生部分黑水。黑水为合成气或者灰渣在湿洗过程中排出的高温高压含灰洗涤水。为了高效地利用能源、减少环境污染，黑水需要净化。现有的一种气化黑水处理系统为低压过滤系统。高温(180?250°C )、高压(40?65bar)的黑水需要经过几级闪蒸减温减压后降至常压，然后加入絮凝剂，进入沉降槽沉降后的泥浆由真空过滤器过滤后形成滤饼排出。滤清液和沉降槽的上层清液经加压泵再次加压到气化压力(40?65bar)后用于合成气的激冷。这一流程需要将黑水减温减压后再增压使用。
技术实现思路
本技术旨在提供一种黑水处理系统。根据本技术的一种实施方式，一种用于气化含碳材料产生的黑水的处理系统包括:第一过滤器，接收含碳材料气化过程中产生的黑水，并从黑水中过滤出固含量比黑水提高5至10倍的泥浆；混合式冷却器，具有至少一个入口，用于接收第一过滤器滤出的泥浆和一种冷却液，和使泥浆与冷却液混合的腔室，在混合式冷却器的腔室中泥浆与冷却液混合并被冷却，形成泥浆-冷却液混合物；减压装置，与所述混合式冷却器连接，用于将泥浆-冷却液混合物的压力降低到预定范围；和第二过滤器，与所述减压装置连接，用于从泥浆-冷却液的混合物中分离出滤饼和滤清液。根据本技术的另外一个实施方式，该系统还包括:管壳式换热器，与第二过滤器连接，用于接收第二过滤器分离出的滤清液，并将滤清液冷却至预定温度，形成能够在混合式冷却器中冷却泥楽的冷却液；和升压泵，一端与管壳式换热器连接，另一端与混合式冷却器连接，用于对管壳式换热器(60)冷却后的滤清液升压到预定压力。另外，根据本技术的另外一个实施方式，减压装置可以为减压阀。【附图说明】图1为一种用于气化含碳材料产生的黑水的处理系统的实施方式；和图2为另外一种用于气化含碳材料产生的黑水的处理系统的实施方式。图中各个部件的名称和编号列表:气化炉200，反应室210，激冷室220，激冷环230，排渣装置240，洗涤塔300，第一过滤器10，混合式冷却器20，混合式冷却器的入口 21，第一入口212，第二入口 214，混合式冷却器的腔室22减压装置40，第二过滤器50，管壳式换热器60，和升压泵70【具体实施方式】为了使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举例对本技术实施例进行进一步的详细说明。图1为一种气化含碳材料产生的黑水的处理系统的实施方式。该处理系统处理的黑水为合成气或者灰渣在湿洗过程中排出的高温高压含灰洗涤水。黑水可以来自于气化炉激冷室220下部由于洗涤合成气产生的黑水，也可以来自于气化炉排渣装置240，或者洗涤塔300以及这样的合成气洗涤洗涤装置，或者还可以来自于这三个地方之中的任意两个地方或这三个地方或者其他地方。该处理系统包括第一过滤器10，其接收气化工艺流程中产生的黑水，对黑水进行稠化。第一过滤器10可工作在150°C -250°c的高温，和20-65巴的高压条件下。其可以是滤布过滤器，该过滤器具有性能稳定、耐多次反冲洗的滤布和合理的反冲洗装置。第一过滤器10可以具有多个过滤腔，黑水可以进入单个或者重叠的多个过滤腔。黑水中的含固量通常为0.6?2%。第一过滤器10可以将这样的高温高压黑水过滤为含固量小于0.1%的清液和含固量提高5至10倍(即达到3?20% )的高温泥浆(即一种稠液)。并且清液占总流量的90%，而泥楽的流量仅为黑水的10%。第一过滤器10过滤出的清液可以循环利用，例如清夜可以在气化炉200的激冷室220冷却洗涤合成气。高温泥浆则需要继续处理。该处理系统还包括混合式冷却器20。混合式冷却器20可以具有一个入口 21，用于接收冷却液和第一过滤器10滤出的泥浆。冷却液可以为常温水，其可以通过管道输送至第一过滤器的入口 21中。第一过滤器10过滤后形成的清夜经过冷却后也可以用作这里的冷却液。混合式冷却器20还具有腔室22，在腔室22中泥浆与冷却液混合并被冷却至预定温度范围，形成泥浆-冷却液混合物。这里冷却后的温度范围需要根据实际情况确定。选择该温度范围的一个主要考虑因素是使得泥浆-冷却液混合物在后续的减压装置40内不会发生闪蒸，即在混合式冷却器20冷却后的泥浆-冷却液混合物的温度低于后面的减压装置40减压后压力下水的饱和温度。这可以通过调节泥浆和冷却液的比例或者冷却液的温度来获得适当温度的的泥浆-冷却液混合物。该处理系统还包括减压装置40。减压装置40可以通过管道与混合式冷却器20连接，用于将泥浆-冷却液混合物的压力降低到预定范围。因为高温的泥浆已经在混合式冷却器20中冷却，泥浆-冷却液混合物在减压装置40不会发生闪蒸，因此这里可以使用普通的减压阀作为减压装置，而不用使用价格高昂的闪蒸阀(闪蒸阀为具有耐磨金属阀芯或者至少镀有耐磨金属阀芯的阀门)。同时，泥浆-冷却液混合物中的含固量比泥浆中的含固量低很多，这也会减少对减压装置的磨蚀，延长其使用寿命。除了减压阀，减压装置40还可以采用锁斗。气化领域的技术人员知晓锁斗的工作原理和结构，这里不再详细说明。该过滤系统还包括第二过滤器50，泥浆-冷却液混合物被冷却、减压之后，在第二过滤器50处的温度和压力均以较低，因此第二过滤器50可以为常压或者真空过滤器，例如带式真空过滤器。该真空过滤器可以通过管道与减压装置40连接，从泥浆-冷却液的混合物中分离出滤饼和滤清液。这里的滤饼中通常含有40% - 60%的水分。另外，第二过滤器50还可以包括一个设置在真空过滤器前面的沉降槽，沉降槽先过滤掉一部分灰渣，然后再借助真空过滤器过滤。和将黑水减温减压后再增压的多级闪蒸处理方式相比，上述实施方式无需高电耗的加压泵来加压，可以使用普通的真空装置，而不必使用价格比真空阀高出十倍以上的闪蒸阀；无需使用大量的絮凝剂即可处理黑水同时真空装置的寿命得以延长。另外，由于采用将泥浆和冷却液混合的方式冷却，使得冷却器不会出现堵塞的问题。图2为另外一种用于处理气化含碳材料产生的黑水的系统的实施方式。在该实施方式中，混合式冷却器20可具有两个入口，第一入口 212可以通过管道与第一过滤器10连接，接收第一过滤器10滤出的泥浆。第二入口 214接收冷却液。第一过滤器10过滤后形成的清夜经过冷却后也可以用作这里的冷却液。为此，该处理系统还包括管壳式换热器60。其通过管道与第二过滤器50连接，接收第二过滤器50分离出的滤清本文档来自技高网...

【技术保护点】
气化含碳材料产生的黑水的处理系统，包括：第一过滤器(10)，接收含碳材料气化过程中产生的黑水，并从黑水中过滤出固含量比黑水提高5至10倍的泥浆；混合式冷却器(20)，包括：至少一个入口(21,212,214)，用于接收第一过滤器(10)滤出的泥浆和一种冷却液，和使泥浆与冷却液混合的腔室(22)，在腔室(22)中泥浆与冷却液混合并被冷却，形成泥浆‐冷却液混合物；减压装置(40)，与混合式冷却器(20)连接，用于将泥浆‐冷却液混合物的压力降低到预定范围；和第二过滤器(50)，与减压装置(40)连接，用于从降压后的泥浆‐冷却液的混合物中分离出滤饼和滤清液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐四清，江宁，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE