[实用新型]用于煤炭地下气化工艺的废液流油水分离系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种用于煤炭地下气化工艺(ISC)的设备系统。具体来说，涉及一种用于煤炭地下气化工艺的废液流油水分离系统。

背景技术

煤炭地下气化(ISC)是一种通过对地下煤层的可控燃烧(不完全燃烧)和气化反应，把煤直接转化为气体产品的工艺过程。产品气通常被称为合成气，可以作为燃料生产、化工生产、发电等下游工艺的原料。该工艺过程集合了建井完井、地下采煤和煤气化工艺技术，具有安全性好、投资小、效益高、污染少等优点。

通过地面钻井直通煤层，给氧化剂注入和产品气输出提供了有效通道。一个用于氧化剂注入的钻井称为“注入井”，另外一个用于生产产品气的钻井称为“产品井”。定向水平钻井和垂直钻井都可作为注入井或产品井。

当煤层中有注入井、产品井和水平通道将二者连接起来时，此构造被称为一个煤炭地下气化(ISC)单元或井对。ISC单元包括燃烧区，气化区和热解区。通过煤炭地下气化生成的产品气(粗合成气)通常含有合成气(CO,CO₂,H₂,CH₄等)以及其他杂质成分(固体颗粒，水，煤焦油，H₂S,NH₄,COS等)。粗合成气由经产品井输送至地面，再通过地面管线输送到下游装置进行处理和应用。

煤炭地下气化生产的产品气在进入下游应用前，需要对其进行一系列的处理除杂过程。产品气地面处理工艺中必不可少的一项是将产品气冷凝、清洗并分离出产品气流中夹带的液体杂质(煤焦油等)和少量固体杂质(煤灰等)，所述分离出来的杂质统称为废液流。该废液流主要包含废水(工艺水)和煤焦油(煤热解反应的液体副产品)。废水的含油浓度严重影响下游污水处理工艺中活性污泥、生物膜、生物细菌等的正常代谢过程并缩短其有效生物质的寿命，进而影响污水处理的性能和效率。于此同时，煤焦油中的含水量也不宜过高，直接影响副产品煤焦油的质量及其利用范围。目前对于含油污水分离采用的常规处理工艺为重力除油、混凝除油和浮选法等。根据已有专利文献，目前面临的主要问题包括：

(a)常规重力除油较难破坏煤炭地下气化废液里的油水界面膜，尤其针对含有较多含氧官能团(亲水基)的轻质煤焦油，其除油效率不佳，危害下游污水处理工艺。

(b)采用破乳剂可适当提高其油水分离效率，然而实际应用时废水中仍残留高度分散的油滴(轻质碳氢化合物)。同时，采用破乳剂成本较高，而且给废水引入其他化学品，增加了下游污水处理工艺的难度。

(c)采用浮选法虽然分离效果不错，但存在投资大，占地面积大，能耗多等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于煤炭地下气化工艺的废液流油水分离系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供了用于煤炭地下气化工艺的废液流油水分离系统，所述分离系统包括如下各组件，各组件间根据废液流动路径通过若干管道连接：

a)至少三个带有液位监测机构的储液罐：至少一个储液罐用于废液流的降温和预分离，至少一个储液罐用于储存和排放废水，至少一个储液罐用于储存和排放煤焦油，储液罐上部分别设有一个入口和一个出口，入口处直达储液罐中下部，出口处采用溢流出口用于排放煤焦油，储液罐下部设有一个出口，用于排放废水，储液罐底部设有一个出口，用于排放固体杂质，储液罐顶部装有排气口，用于排放废液流中残留的气体以及冷凝后产生的气体，液位监测机构用于确定储液罐内不同相之间的界面；

b)设于各管道的阀门，根据油水分离系统所需的不同功能，用于隔离和/或选择流动路径；

c)水泵，用于将储液罐内的废水传输到过滤器进行分离；

d)至少一个可更换滤芯的过滤器，用于去除废水中的煤灰及其他固体颗粒杂质；

e)聚结分离器，用于分离废水中高度分散的油滴；

f)设于各管道的流量监测机构，用于观测和控制废液流；

g)设于各管道的若干取样口，用于废水和煤焦油采样分析；

h)蓄水池，用于收集分离后的废水，并作为下游废水处理和/或循环利用的缓冲容器。

另一方面，本实用新型处理煤炭地下气化所产生的废液流油水分离的方法，所述方法包括：