碳黑水处理新方法.pdf

本发明涉及一种碳黑水处理新方法，具体说是处理部分氧化制气装置气化炉产生的碳黑水的新方法。该种碳黑水处理新方法，其特征在于从气化炉出来的碳黑水先经一换热器，与返回碳黑洗涤塔使用的灰水进行换热，将220～250℃的出气化炉的碳黑水降至140～180℃，而灰水温度则提高至180～210℃，回收高位热能，之后，再进行后续萃取处理和/或沉降过滤处理。具有流程简单、设备投资少、热量回收充分、一氧化碳的最终变换率高、控制回路少、工况调节平稳、操作方便及可与原来的碳黑萃取工艺进行灵活切换及任意负荷比例同时运行的优点。尤其适合于原使用萃取工艺的装置改造为使用沉降过滤工艺来处理碳黑水，以满足气化炉原料劣质化要求。

1、  一种碳黑水处理新方法，其特征在于从气化炉出来的碳黑水先经一换热器，与返回碳黑洗涤塔使用的灰水进行换热，回收高位热能，之后，再进行后续萃取处理和/或沉降过滤处理。

2、  根据权利要求1所述的碳黑水处理新方法，其特征在于从所述气化炉出来的碳黑水的温度为220～250℃，与灰水换热后降至140～180℃，而灰水温度则提高至180～210℃。

3、  根据权利要求1或2所述的碳黑水处理新方法，其特征在于经回收高位热能后的碳黑水先直接进行一级闪蒸，以除去溶解在碳黑水中的工艺气CO、H₂及H₂S，确保后序碳黑水中不再含量有毒有害气体，同时进一步使碳黑水降温，再进行沉降过滤处理。

4、  根据权利要求3所述的碳黑水处理新方法，其特征在于从上述闪蒸罐出来的碳黑水先与从沉淀池溢流出来的灰水进行换热，使碳黑水进一步降温至60～80℃，同时回收这部分热量，再进入沉淀池进行沉降。

碳黑水处理新方法
技术领域
本发明涉及一种碳黑水处理新方法，更具体说是处理部分氧化制气装置气化炉产生的碳黑水的新方法。
背景技术
以重油、渣油及沥青油等为原料的部分氧化制气装置气化炉，由于原料中所含的钙、镁、铁、钒等金属灰分在气化和碳黑回收系统中积累，易使工业装置难以实现长周期稳定运转，因而需对碳黑水进行适当的处理。碳黑水处理工艺目前主要有萃取法与沉降过滤法。萃取法主要用于中灰份含量低的原料气化产生的碳黑水，经萃取处理后将碳黑油返回气化炉循环使用。沉降过滤法主要用于煤、焦等灰份含量高的原料气化产生的碳黑水。其中萃取法的优点是碳黑油的循环使用，缺点是一旦原料中灰份含量高时，无法满足气化炉的长周期运行要求；而沉降过滤法的优点是能满足气化炉使用灰份含量高的原料，其缺点是过滤出来的碳黑利用价值低，甚至处理不好还将影响环境。
对于使用沉降过滤过工艺，通常且成熟的流程是将从气化炉出来的碳黑水进行多级减压闪蒸，将碳黑水温度降下来后再进沉降槽进行沉降及过滤。该工艺视相配套气化炉的压力等级分别采用三级或四级闪蒸。对于6.0Mpa及以上的气化炉，其相应的碳黑水处理工艺是采用四级闪蒸(最后要采用真空闪蒸)，其原则流程如附图1所示。
综合分析该工艺，有以下不足方面：1、工艺流程较复杂、设备投资较高；2、热量回收不充分：返回气化炉的灰水温度一般只能到达160℃，这对后序一氧化碳变换装置产生一定的影响(进变换炉工艺中汽/气比偏低，导致最终一氧化碳变换率下降)。3、控制回路较多，工况调节、操作难度较大。4、对以萃取工艺处理碳黑水的老装置改造时，原萃取装置设备可利用率低。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是针对现有技术现状而提供一种针对气化炉原料劣质化后，可减少原料中的金属灰分在系统内累积地碳黑水处理新方法，且可使在将原采用萃取工艺处理碳黑水装置改造为沉降过滤工艺时投资少、流程简单、能量利用合理，还可灵活实现使用萃取法与沉降过滤法处理碳黑水的流程切换。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该种碳黑水处理新方法，其特征在于从气化炉出来的碳黑水先经一换热器，与返回碳黑洗涤塔使用的灰水进行换热，回收高位热能，之后，再进行后续萃取处理或沉降过滤处理。该换热器可利用原萃取流程中所使用的换热器或新建。其中，从所述气化炉出来的碳黑水的温度为220～250℃，与灰水换热后降至140～180℃，而灰水温度则提高至180～210℃，从而达到碳黑水高位热能的回收，同时可达到碳黑水的降温目的。
经回收高位热能后的碳黑水先直接进行一级闪蒸，以除去溶解在碳黑水中的工艺气CO、H₂及H₂S等，确保后序碳黑水中不再含量有毒有害气体，同时进一步使碳黑水降温，再进行沉降过滤处理。因为先进行了换热，从而可直接进行所述一级闪蒸，既充分回收利用了热能，又无须多级闪蒸，从而简化了流程，节省了设备。
从上述闪蒸罐出来的碳黑水先与从沉淀池溢流出来的灰水进行换热，使碳黑水进一步降温至60～80℃，同时回收这部分热量，再进入沉淀池进行沉降。
本发明具有如下优点：1、工艺流程简单、设备投资少；2、热量回收充分：传统工艺返回气化炉的灰水温度一般只能到达160℃，而使用本工艺返回气化炉的灰水温度可到达210℃，从而大大提高进一氧化碳变换炉工艺气的汽/气比，提高一氧化碳的最终变换率；3、控制回路少，工况调节平稳，操作方便；4、可与原来的碳黑萃取工艺进行灵活的切换及任意负荷比例的同时运行，大大提高了整个碳黑水处理装置操作的灵活性和可靠性。
本发明可适用于Texaco、Shell气化产生的碳黑水处理工艺，包括萃取法与沉降过滤法流程的灵活切换。尤其适合于原使用萃取工艺处理碳黑水的装置改造为使用沉降过滤工艺来处理碳黑水，以满足气化炉原料劣质化要求。
图1为传统碳黑开路系统原则流程图；
图2为本发明实施例碳黑水处理方法方框流程图。
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例一
如图2所示意，为本发明方法的一个较佳实施例。本实施例为在原萃取装置基础上改造而来，需说明的是，这并不因此而意味着本发明的实施仅限于此，利用本发明方法新建或将原有设备改造成单一的萃取装置或沉降处理装置的实施方式同样属于本发明的范畴。由图2可见，从气化炉出来的碳黑水经直接换热后，分成可以任意比例选择控制的两路，其中一路流向澄清器而进入原有萃取装置，另一路流向一闪蒸罐后进入新增加的沉降过滤处理装置，而从该闪蒸罐出来的闪蒸气及沉降过滤后所得灰水的后续循环则利用原有萃取装置设备完成。
本实施例中，从气化炉出来的碳黑水先经一换热器，与返回碳黑洗涤塔使用的灰水进行换热，回收高位热能，其中，从所述气化炉出来的碳黑水的温度可以为220～250℃，与灰水换热后可降至140～180℃，而灰水温度则可提高至180～210℃，本例中前述三者的温度分别控制在250℃、160℃、200℃，之后，再进行后续萃取处理和/或沉降过滤处理。因萃取流程除在进入澄清器前先经前述直接换热外，与原有过程相同，因此不再予以描述。下面重点对沉降过滤过程进行描述：
经回收高位热能后的碳黑水先直接进行一级闪蒸，以除去溶解在碳黑水中的CO、H₂及H₂S等工艺气，确保后序碳黑水中不再含量有毒有害气体，同时进一步使碳黑水降温，之后，从上述闪蒸罐出来的碳黑水再与从沉淀池溢流出来的灰水进行换热，使碳黑水进一步降温至60～80℃，本例中降温至70℃，同时回收这部分热量，再进入沉淀池进行沉降，沉降后，所得灰水根据需要返回系统再利用，而所得碳黑浆则经过滤机过滤处理后得到碳黑滤饼副产，过滤水则可根据需要返回系统再利用或作为废水排放。
本实施例中因将出气化炉的碳黑水先与返回碳黑洗涤塔使用的灰水进行换热，一方面很好的回收利用了高位热能，使返回气化炉的灰水温度可到达210℃，从而大大提高进一氧化碳变换炉工艺气的汽/气比，提高一氧化碳的最终变换率；另一方面降低了碳黑水的温度，从而可直接采用一级闪蒸，而无须多级闪蒸，简化了工艺流程、设备投资少；另外，控制回路少，工况调节平稳，操作方便；还可根据原料中灰分含量的高低与原来的碳黑萃取工艺进行灵活的切换及任意负荷比例的同时运行，大大提高了整个碳黑水处理装置操作的灵活性和可靠性。