用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)與操作方法,分離系統(tǒng)包括如下各組件，各組件間根據(jù)廢液流動(dòng)路徑通過若干管道連接：a)至少三個(gè)帶有液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)液罐；b)設(shè)于各管道的閥門；c)水泵；d)至少一個(gè)可更換濾芯的過濾器；e)聚結(jié)分離器；f)設(shè)于各管道的流量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)；g)設(shè)于各管道的若干取樣口；h)蓄水池。本實(shí)用新型專利技術(shù)可以加快廢液流的油水分離速率和效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝過程自動(dòng)化控制。分離的液相組分純度更高，分離工藝分成本更低。通過本實(shí)用新型專利技術(shù)更有效的廢液流分離系統(tǒng)和方法，最終殘留的不可分離殘?jiān)w積大幅度減小，極大的降低了項(xiàng)目結(jié)束后的殘?jiān)h(huán)保處理的總量和成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及到一種用于煤炭地下氣化工藝(ISC)的設(shè)備系統(tǒng)。具體來說，涉及一種用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
煤炭地下氣化(ISC)是一種通過對(duì)地下煤層的可控燃燒(不完全燃燒)和氣化反應(yīng)，把煤直接轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)品的工藝過程。產(chǎn)品氣通常被稱為合成氣，可以作為燃料生產(chǎn)、化工生產(chǎn)、發(fā)電等下游工藝的原料。該工藝過程集合了建井完井、地下采煤和煤氣化工藝技術(shù)，具有安全性好、投資小、效益高、污染少等優(yōu)點(diǎn)。通過地面鉆井直通煤層，給氧化劑注入和產(chǎn)品氣輸出提供了有效通道。一個(gè)用于氧化劑注入的鉆井稱為“注入井”，另外一個(gè)用于生產(chǎn)產(chǎn)品氣的鉆井稱為“產(chǎn)品井”。定向水平鉆井和垂直鉆井都可作為注入井或產(chǎn)品井。當(dāng)煤層中有注入井、產(chǎn)品井和水平通道將二者連接起來時(shí)，此構(gòu)造被稱為一個(gè)煤炭地下氣化(ISC)單元或井對(duì)。ISC單元包括燃燒區(qū)，氣化區(qū)和熱解區(qū)。通過煤炭地下氣化生成的產(chǎn)品氣(粗合成氣)通常含有合成氣(CO,CO2,H2,CH4等)以及其他雜質(zhì)成分(固體顆粒，水，煤焦油，H2S,NH4,COS等)。粗合成氣由經(jīng)產(chǎn)品井輸送至地面，再通過地面管線輸送到下游裝置進(jìn)行處理和應(yīng)用。煤炭地下氣化生產(chǎn)的產(chǎn)品氣在進(jìn)入下游應(yīng)用前，需要對(duì)其進(jìn)行一系列的處理除雜過程。產(chǎn)品氣地面處理工藝中必不可少的一項(xiàng)是將產(chǎn)品氣冷凝、清洗并分離出產(chǎn)品氣流中夾帶的液體雜質(zhì)(煤焦油等)和少量固體雜質(zhì)(煤灰等)，所述分離出來的雜質(zhì)統(tǒng)稱為廢液流。該廢液流主要包含廢水(工藝水)和煤焦油(煤熱解反應(yīng)的液體副產(chǎn)品)。廢水的含油濃度嚴(yán)重影響下游污水處理工藝中活性污泥、生物膜、生物細(xì)菌等的正常代謝過程并縮短其有效生物質(zhì)的壽命，進(jìn)而影響污水處理的性能和效率。于此同時(shí)，煤焦油中的含水量也不宜過高，直接影響副產(chǎn)品煤焦油的質(zhì)量及其利用范圍。目前對(duì)于含油污水分離采用的常規(guī)處理工藝為重力除油、混凝除油和浮選法等。根據(jù)已有專利文獻(xiàn)，目前面臨的主要問題包括：(a)常規(guī)重力除油較難破壞煤炭地下氣化廢液里的油水界面膜，尤其針對(duì)含有較多含氧官能團(tuán)(親水基)的輕質(zhì)煤焦油，其除油效率不佳，危害下游污水處理工藝。(b)采用破乳劑可適當(dāng)提高其油水分離效率，然而實(shí)際應(yīng)用時(shí)廢水中仍殘留高度分散的油滴(輕質(zhì)碳?xì)浠衔?。同時(shí)，采用破乳劑成本較高，而且給廢水引入其他化學(xué)品，增加了下游污水處理工藝的難度。(c)采用浮選法雖然分離效果不錯(cuò)，但存在投資大，占地面積大，能耗多等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)。本技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本技術(shù)提供了用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)，所述分離系統(tǒng)包括如下各組件，各組件間根據(jù)廢液流動(dòng)路徑通過若干管道連接：a)至少三個(gè)帶有液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)液罐：至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于廢液流的降溫和預(yù)分離，至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于儲(chǔ)存和排放廢水，至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于儲(chǔ)存和排放煤焦油，儲(chǔ)液罐上部分別設(shè)有一個(gè)入口和一個(gè)出口，入口處直達(dá)儲(chǔ)液罐中下部，出口處采用溢流出口用于排放煤焦油，儲(chǔ)液罐下部設(shè)有一個(gè)出口，用于排放廢水，儲(chǔ)液罐底部設(shè)有一個(gè)出口，用于排放固體雜質(zhì)，儲(chǔ)液罐頂部裝有排氣口，用于排放廢液流中殘留的氣體以及冷凝后產(chǎn)生的氣體，液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)用于確定儲(chǔ)液罐內(nèi)不同相之間的界面；b)設(shè)于各管道的閥門，根據(jù)油水分離系統(tǒng)所需的不同功能，用于隔離和/或選擇流動(dòng)路徑；c)水泵，用于將儲(chǔ)液罐內(nèi)的廢水傳輸?shù)竭^濾器進(jìn)行分離；d)至少一個(gè)可更換濾芯的過濾器，用于去除廢水中的煤灰及其他固體顆粒雜質(zhì)；e)聚結(jié)分離器，用于分離廢水中高度分散的油滴；f)設(shè)于各管道的流量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，用于觀測(cè)和控制廢液流；g)設(shè)于各管道的若干取樣口，用于廢水和煤焦油采樣分析；h)蓄水池，用于收集分離后的廢水，并作為下游廢水處理和/或循環(huán)利用的緩沖容器。另一方面，本技術(shù)處理煤炭地下氣化所產(chǎn)生的廢液流油水分離的方法，所述方法包括：a)產(chǎn)品氣除雜過程后產(chǎn)生的廢液流進(jìn)入第一個(gè)儲(chǔ)液罐進(jìn)行降溫和預(yù)分離為煤焦油、乳膠液、廢水和固體雜質(zhì)；通過液位計(jì)和/或?qū)Рɡ走_(dá)液位變送器(GWR)控制各個(gè)出口的閥門；煤焦油通過儲(chǔ)液罐上部的出口溢流進(jìn)入第三個(gè)儲(chǔ)液罐。當(dāng)油水乳膠層接近煤焦油出口處，關(guān)閉煤焦油出口閥門；廢水通過儲(chǔ)液罐下部的廢水出口由水泵輸送到過濾器和聚結(jié)分離器；固體雜質(zhì)沉積于儲(chǔ)液罐底部，并通過底部排泄口定期收集；b)經(jīng)過預(yù)分離的廢水進(jìn)入到過濾器去除殘留固體雜質(zhì)后，再進(jìn)入到聚結(jié)分離器進(jìn)一步分離廢水中分散的微小煤焦油液滴；聚結(jié)后的煤焦油通過玻璃觀測(cè)口和/或電導(dǎo)率探頭直接進(jìn)入到第三個(gè)儲(chǔ)液罐；廢水直接進(jìn)入到第二個(gè)儲(chǔ)液罐，過濾器內(nèi)沉積的固體雜質(zhì)通過底部排泄口定期收集；c)第二個(gè)儲(chǔ)液罐主要用于存儲(chǔ)經(jīng)過分離后的廢水；通過液位計(jì)和/或?qū)Рɡ走_(dá)液位變送器(GWR)控制各個(gè)出口的閥門；在該儲(chǔ)液罐上部仍設(shè)有一個(gè)溢流出口(常閉)，用于輸送經(jīng)該儲(chǔ)液罐進(jìn)行二次分離后的煤焦油到第三個(gè)儲(chǔ)液罐；當(dāng)該儲(chǔ)液罐內(nèi)煤焦油液位達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)，開啟煤焦油出口閥門；當(dāng)油水乳膠層接近煤焦油出口處，關(guān)閉煤焦油出口閥門；二次分離后的廢水通過該儲(chǔ)液罐下部的廢水出口排放到蓄水池，作為下游廢水處理和/或循環(huán)利用的進(jìn)料來源；通過該廢水出口管線上的玻璃觀測(cè)口和/或電導(dǎo)率探頭控制廢水的排放；一旦發(fā)現(xiàn)廢水分離不完全，停止排放至蓄水池，同時(shí)開啟回流通路至水泵、過濾器和聚結(jié)分離器進(jìn)行循環(huán)分離；在該儲(chǔ)液罐底部仍設(shè)有一個(gè)排泄口用于定期收集固體雜質(zhì)或設(shè)備維護(hù)；d)第三個(gè)儲(chǔ)液罐主要用于存儲(chǔ)經(jīng)過分離后的煤焦油；通過液位計(jì)和/或?qū)Рɡ走_(dá)液位變送器(GWR)控制各個(gè)出口的閥門；分離后的煤焦油通過儲(chǔ)液罐上部的溢流出口排放進(jìn)行銷售或煤焦油深加工處理；當(dāng)油水乳膠層接近煤焦油出口處，關(guān)閉煤焦油出口閥門；分離后的廢水通過該儲(chǔ)液罐下部的廢水出口(常閉)排放；當(dāng)該儲(chǔ)液罐內(nèi)廢水液位達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)，開啟廢水出口閥門；當(dāng)油水乳膠層接近廢水出口處，關(guān)閉廢水出口閥門；該廢水出口與第二儲(chǔ)液罐廢水出口共享管線至蓄水池或循環(huán)分離工藝，在該儲(chǔ)液罐底部仍設(shè)有一個(gè)排泄口用于定期收集固體雜質(zhì)或設(shè)備維護(hù)。根據(jù)廢液流量以及分離效果可分別增加每一步所需的不同儲(chǔ)液罐數(shù)目或體積，以延長(zhǎng)廢液流在儲(chǔ)液罐內(nèi)的滯留時(shí)間，增強(qiáng)分離效果。如果下游應(yīng)用對(duì)煤焦油產(chǎn)品的含水量要求較高，可以在第三個(gè)煤焦油儲(chǔ)液罐出口處安裝過濾器和聚結(jié)分離器用于分離煤焦油中高度分散的水滴，以滿足下游應(yīng)用要求。為了使本技術(shù)更簡(jiǎn)單易懂，便于實(shí)際操作，一個(gè)或多個(gè)首選的具體實(shí)施方式將參照附圖，僅以舉例的形式進(jìn)行描述。附圖說明圖1是儲(chǔ)液罐剖面示意圖。圖2是廢液流油水分離系統(tǒng)示意圖圖中：1.廢液入口；2.廢水出口；3.煤焦油出口；4.廢氣出口；5.殘?jiān)判箍冢?.儲(chǔ)液罐；7.液位計(jì)；8.玻璃觀測(cè)口；9.閥門；10.排氣口；11.水泵；12.過濾器；13.聚結(jié)分離器；14.取樣口；15.蓄水池；16.下游應(yīng)用管線；17.煤焦油層；18.油水乳膠層；19.廢水層。具體實(shí)施方式本技術(shù)涉及到一種用于煤炭地下氣化工藝(ISC)的設(shè)備系統(tǒng)和操作方法。具體來說，本技術(shù)公開了一種用于煤炭地下氣化工藝(ISC)廢液流油水分離系統(tǒng)與操作方法。該系統(tǒng)具體描述包括可在不同供應(yīng)商處購買的標(biāo)準(zhǔn)部件，以及特定設(shè)計(jì)和制造的部件。本技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)，其特征在于：所述分離系統(tǒng)包括如下各組件，各組件間根據(jù)廢液流動(dòng)路徑通過若干管道連接：a)至少三個(gè)帶有液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)液罐：至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于廢液流的降溫和預(yù)分離，至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于儲(chǔ)存和排放廢水，至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于儲(chǔ)存和排放煤焦油，儲(chǔ)液罐上部分別設(shè)有一個(gè)入口和一個(gè)出口，入口處直達(dá)儲(chǔ)液罐中下部，出口處采用溢流出口用于排放煤焦油，儲(chǔ)液罐下部設(shè)有一個(gè)出口，用于排放廢水，儲(chǔ)液罐底部設(shè)有一個(gè)出口，用于排放固體雜質(zhì)，儲(chǔ)液罐頂部裝有排氣口，用于排放廢液流中殘留的氣體以及冷凝后產(chǎn)生的氣體，液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)用于確定儲(chǔ)液罐內(nèi)不同相之間的界面；b)設(shè)于各管道的閥門，根據(jù)油水分離系統(tǒng)所需的不同功能，用于隔離和/或選擇流動(dòng)路徑；c)水泵，用于將儲(chǔ)液罐內(nèi)的廢水傳輸?shù)竭^濾器進(jìn)行分離；d)至少一個(gè)可更換濾芯的過濾器，用于去除廢水中的煤灰及其他固體顆粒雜質(zhì)；e)聚結(jié)分離器，用于分離廢水中高度分散的油滴；f)設(shè)于各管道的流量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，用于觀測(cè)和控制廢液流；g)設(shè)于各管道的若干取樣口，用于廢水和煤焦油采樣分析；h)蓄水池，用于收集分離后的廢水，并作為下游廢水處理和/或循環(huán)利用的緩沖容器。

【技術(shù)特征摘要】
1.用于煤炭地下氣化工藝的廢液流油水分離系統(tǒng)，其特征在于：所述分離系統(tǒng)包括如下各組件，各組件間根據(jù)廢液流動(dòng)路徑通過若干管道連接：a)至少三個(gè)帶有液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)液罐：至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于廢液流的降溫和預(yù)分離，至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于儲(chǔ)存和排放廢水，至少一個(gè)儲(chǔ)液罐用于儲(chǔ)存和排放煤焦油，儲(chǔ)液罐上部分別設(shè)有一個(gè)入口和一個(gè)出口，入口處直達(dá)儲(chǔ)液罐中下部，出口處采用溢流出口用于排放煤焦油，儲(chǔ)液罐下部設(shè)有一個(gè)出口，用于排放廢水，儲(chǔ)液罐底部設(shè)有一個(gè)出口，用于排放固體雜質(zhì)，儲(chǔ)液罐頂部裝有排氣口，用于排放廢液流中殘留的氣體以及冷凝后產(chǎn)生的氣體，液位監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)用于確定儲(chǔ)液罐內(nèi)不同相之間的界面；b)設(shè)于各管道的閥門，根據(jù)油水分離系統(tǒng)所需的不同功能，用于隔離和/或選擇流動(dòng)路徑；c)水泵，用于將儲(chǔ)液罐內(nèi)的廢水傳輸?shù)竭^濾器進(jìn)行分離；d)至少一個(gè)可更換濾芯的過濾器，用于去除廢水中的煤灰及其他固體顆粒雜質(zhì)；e)聚結(jié)分離器，用于分離廢水中高度分散的油滴；f)設(shè)于各管道...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閔振華，卡斯珀·揚(yáng)·亨德利克·伯格，汪原理，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中為上海能源技術(shù)有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31