一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，包括浓缩槽、陶瓷真空过滤机、振动压力脱水装置、滚筒式热烟气干燥机、废水净化装置、冷凝装置，浓缩槽通过第一离心泵与陶瓷真空过滤机的进料口连接；陶瓷真空过滤机的出料口通过第一传送带和布料装置连接振动压力脱水装置的入口；振动压力脱水装置的出料口通过第二传送带连接滚筒式热烟气干燥机的进料口；振动压力脱水装置还与废水净化装置连接；滚筒式热烟气干燥机的出料口与工厂动力锅炉连接，滚筒式热烟气干燥机的排气口连接冷凝装置；冷凝装置与废水净化装置连接。经本实用新型专利技术处理后的细渣含水量在10‑15％以下，易于实现粉体化，便于其后续的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统
本技术属于煤炭加工与洁净利用
，尤其涉及一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统。
技术介绍
煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的一次能源。国家统计局数据显示，2019年我国煤炭资源现存16666.7亿吨，煤炭年消费28亿吨标准煤，约占能源消费总量的60％。我国现有能源消费结构决定了煤炭资源在我国国民经济和社会可持续发展中起着举足轻重的作用。长期以来，我国煤炭利用的主要方式是直接燃烧，不仅燃烧利用率低，而且燃烧过程中排放的粉尘，一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等有毒有害物质，严重危害了生态环境和人类健康。煤气化技术是指把适当处理的煤送入气化炉内，在一定温度和压力的条件下，通入氧化剂与煤炭发生物理化学反应，将煤炭转化为灰渣和合成气的技术。煤气化技术是煤炭清洁高效转化的核心技术，煤机化学品合成、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池、直接还原炼铁等工艺过程均需要以煤气化为源头。在煤气化过程中，根据灰渣排出方式的不同，可分为粗渣和细渣。粗渣由气化炉炉底排出，被合成气裹挟带出的细小颗粒是细渣。为了净化合成气，必须将合成气裹挟的细渣颗粒分离。目前主要的分离方法是湿法洗涤，含有细渣的合成气经文丘里洗涤器，流速逐渐增大，与喷入的洗涤水在喉管处高速碰撞，合成气裹挟的细渣被雾化的洗涤水润湿，相互黏结、沉降、聚集，从而与合成气分离，同时产生了含水量90％以上的气化细渣黑水。由于细渣含水量极大难以直接利用，并且在运输的过程中容易振动离析，污染道路环境。此外细渣黑水中还含有Cd、Cr、Pb等元素，直接堆放将对土地、地下水造成污染。如果对细渣先进行脱除水处理，则可将细渣掺混到流化床燃烧，提高原始煤炭的利用率，也可用于建筑回填、水泥生产等资源化利用。因此脱除细渣中的水分是首先要解决的现实问题，深度脱水是技术难点。目前主要采用陶瓷真空过滤机对煤气化细渣黑水进行脱水处理，得到含水量约43％的细渣滤饼，含水量仍较高，限制了细渣的后续利用。由于气化细渣颗粒细小，70μm以下颗粒约占60％以上，水分赋存能力强，传统单一能量形式的脱水方法效率低、效果不理想。综上所述，煤气化细渣黑水作为煤气化过程中产生的固体废弃物，目前没有较好的直接处理方法。直接堆放或者填埋将对生态环境造成破坏，此外细渣携带的大量水分，也给运输过程带来了困难，对企业带来了经济负担，因此必须对细渣先进行脱水处理，达到水和渣的分离，才能实现气化细渣黑水的资源化利用。然而，现有脱水技术难以实现气化细渣黑水的高效深度脱水，若能开发一种高效、深度的煤气化细渣脱水方法，实现对渣和水的资源化利用，将给煤化工企业带来直接的经济效益、给生态环境带来改善，符合绿水青山就是金山银山的发展理念。
技术实现思路
为了克服现有技术局限，本技术提供了一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，以实现气化细渣黑水的梯级高效脱水。为了达到上述目的，本技术采用下述技术方案：一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，包括浓缩槽、陶瓷真空过滤机、振动压力脱水装置、滚筒式热烟气干燥机、废水净化装置、冷凝装置，其中；所述浓缩槽与陶瓷真空过滤机的进料口连接；所述陶瓷真空过滤机的出料口连接有第一传送带，第一传送带的输出端连接振动压力脱水装置的入口；所述振动压力脱水装置的出料口连接有第二传送带，第二传送带的输出端连接滚筒式热烟气干燥机的进料口；所述滚筒式热烟气干燥机的出料口与工厂动力锅炉连接，滚筒式热烟气干燥机的排气口连接冷凝装置的进气口；所述冷凝装置的进水口、排水口分别与废水净化装置连接。所述浓缩槽与陶瓷真空过滤机的进料口的连接管路中设置有第一离心泵。所述振动压力脱水装置的入口处设置有布料装置，布料装置的入口接第一传送带的输出端，布料装置的出口接振动压力脱水装置的入口。所述振动压力脱水装置还与废水净化装置连接。所述废水净化装置与冷凝装置的进水口的连接管路中设置有第二离心泵。有益效果：本技术提供了一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，由于对细渣所赋存水分的形式进行了分析，对水分和细渣相互作用的特性进行了判断，结合各种能量形式的优点，在不同的脱水阶段采用了不同能量形式的脱水装置，实现了对煤气化细渣的分梯次、深度高效脱水，同时考虑到对气化细渣过滤水的回收利用。相比于现有技术，具有如下优点：1.实现了气化细渣的梯级、深度脱水。多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统对气化细渣不同阶段水分脱除难度进行了科学判断，合理、有序的结合了陶瓷真空过滤机、振动压力脱水装置、转筒式真空干燥机各自的脱水特点和优势，实现了气化细渣的梯级、深度脱水，克服了传统单一力场脱水工艺，脱水效果差、不能深度脱水的缺点。本技术首先使用陶瓷真空过滤机，利用真空力脱除了细渣颗粒间较大缝隙中绝大部分的非结合水，使水分降至43％。然后使用振动压力脱水装置，在振动力和压力的协同作用下，细渣在水平和竖直两个方向上排列地更紧密，从而进一步脱除了细渣颗粒间较小缝隙中的非结合水。最后使用滚筒式热烟气干燥机，利用热能，热烟气和细渣传热传质。水分受热气化，从细渣的毛细管和微孔中，迁移至气化细渣表面，或脱离细渣亲水组分，随烟气一同带出，从而脱除了一部分结合水气化。2.回收废水资源、为细渣后续的资源化利用奠定基础。陶瓷真空过滤机所得滤液澄清，可直接用于反冲洗水。振动压力脱水装置脱除的水分收集到废水净化装置，经净化后可作为工业循环水使用。经梯级高效脱水处理后，细渣水分在10-15％以下，可用于掺烧、建筑回填、土壤改良、水泥生产等资源化利用。3.利用了低品质热能，提高了能量利用率。滚筒式热烟气干燥机使用的热烟气来自于工厂动力锅炉，是一种低品质热能。对低品质热能的有效利用。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：1、浓缩槽；2、第一离心泵；3、陶瓷真空过滤机；4、传送带；5、布料装置；6、振动压力脱水装置；7、滚筒式热烟气干燥机；8、废水净化装置；9、冷凝装置；10、工厂动力锅炉；27、第二离心泵；图2为陶瓷真空过滤机简图；图中：11、过滤板；12、真空泵；13、排液罐；14、反冲洗泵；15、进料口；16、出料口；图3为振动压力装置简图；图中：17、主缸活塞；18、主缸腔体；19、振动电机；20、液压活塞；图4为滚筒式热烟气干燥机简图；图中：21、进料口；22、进气口；23、抄板；24、鼓风机；25、排气口；26、出料口。具体实施方式下面结合附图对本技术做详细的解释说明。如图1所示，一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，其特征在于：包括浓缩槽1、陶瓷真空过滤机3、振动压力脱水装置6、滚筒式热烟气干燥机7、废水净化装置8、冷凝装置9，其中；浓缩槽1与陶瓷真空过滤机3的进料口连接；浓缩槽1与陶瓷真空过滤机3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，其特征在于：包括浓缩槽(1)、陶瓷真空过滤机(3)、振动压力脱水装置(6)、滚筒式热烟气干燥机(7)、废水净化装置(8)、冷凝装置(9)，其中；/n所述浓缩槽(1)与陶瓷真空过滤机(3)的进料口连接；/n所述陶瓷真空过滤机(3)的出料口连接有第一传送带(4)，第一传送带(4)的输出端连接振动压力脱水装置(6)的入口；/n所述振动压力脱水装置(6)的出料口连接有第二传送带(12)，第二传送带(12)的输出端连接滚筒式热烟气干燥机(7)的进料口；/n所述滚筒式热烟气干燥机(7)的出料口与工厂动力锅炉(10)连接，滚筒式热烟气干燥机(7)的排气口连接冷凝装置(9)的进气口；/n所述冷凝装置(9)的进水口、排水口分别与废水净化装置(8)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多能量场梯级施配的煤气化细渣黑水高效脱水系统，其特征在于：包括浓缩槽(1)、陶瓷真空过滤机(3)、振动压力脱水装置(6)、滚筒式热烟气干燥机(7)、废水净化装置(8)、冷凝装置(9)，其中；
所述浓缩槽(1)与陶瓷真空过滤机(3)的进料口连接；
所述陶瓷真空过滤机(3)的出料口连接有第一传送带(4)，第一传送带(4)的输出端连接振动压力脱水装置(6)的入口；
所述振动压力脱水装置(6)的出料口连接有第二传送带(12)，第二传送带(12)的输出端连接滚筒式热烟气干燥机(7)的进料口；
所述滚筒式热烟气干燥机(7)的出料口与工厂动力锅炉(10)连接，滚筒式热烟气干燥机(7)的排气口连接冷凝装置(9)的进气口；
所述冷凝装置(9)的进水口、排水口分别与废水净化装置(8)连接。


2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：武建军，郭凡辉，刘虎，张一昕，郭旸，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32