一种气化工艺水管道设备结垢实验装置

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，特别是涉及一种气化工艺水管道设备结垢实验装置。

背景技术

煤气化单元合成气洗涤及渣水处理系统黑水及灰水成分复杂，包含Ca

但是，黑水系统压力为4.0MPa，温度为200℃，取样及检测困难，给黑水系统稳定运行及分散剂等处理剂实验开发带来一定困难；灰水系统温度低70-130℃，压力较低，方便取样，但在工业装置中开展相关分散剂实验会影响系统稳定运行，带来一定安全隐患；现有技术中没有专门针对气化黑水、灰水单元压力、温度、PH值、水质等条件的实验装置，使得煤气化黑水、灰水在高温高压环境下，无法在工业运行装置条件下开展相关煤气化灰水分散剂等处理剂相关试验，不能有效分析煤气化黑水、灰水管道及设备结垢机理，导致开发阻垢剂、分散剂较为困难。

综上所述，如何有效地解决煤气化黑水、灰水高温高压环境下，无法在工业运行装置条件下开展相关煤气化灰水分散剂等处理剂相关试验等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气化工艺水管道设备结垢实验装置，该气化工艺水管道设备结垢实验装置可以使煤气化黑水、灰水高温高压环境下，在工业运行装置条件下开展相关煤气化灰水分散剂等处理剂相关试验。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种气化工艺水管道设备结垢实验装置，包括用于盛放气化工艺水的原水槽、进水口与所述原水槽的出水口连通的加压罐、进水口与所述加压罐的出水口连通的分散剂试验装置，所述分散剂试验装置用于检测气化工艺水的结垢情况，所述加压罐与原水槽之间的连接管道上以及所述加压罐与分散剂试验装置之间的连接管道上分别串联有进料泵和循环水泵。

优选地，所述分散剂试验装置包括用于模拟黑水结垢规律的黑水管道模块、用于模拟水洗塔塔盘结垢规律的水洗塔塔盘模块、用于模拟换热器结垢规律的灰水换热器模块，所述黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块为并列关系。

优选地，所述黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块与两侧的连接管道为可拆卸连接，两侧的连接管道择其黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和/或灰水换热器模块连接。

优选地，所述水洗塔塔盘模块包括位于上部的灰水进水管、合成气出气管、位于下部的合成气进气管、灰水排出管，以及位于内部的水洗塔单固阀、水洗塔塔盘下降管。

优选地，所述加压罐与循环水泵之间的连接管道上串联有水质检测装置或/和固含量检测装置。

优选地，所述原水槽、加压罐以及两者之间的连接管道上连通有蒸汽伴热装置。

优选地，所述分散剂试验装置的出气口与废气处理模块连接，两者的连接管道上设置有压力放空调节阀，所述压力放空调节阀用于调节分散剂试验装置的内部压力。

优选地，所述分散剂试验装置与管道内部检测系统连接，用于检测管道结垢情况。

优选地，所述分散剂试验装置的进气口与气化气体环境模拟装置连接。

优选地，所述分散剂试验装置的处理水出水口与加压罐的进水口连接，废水出水口与废水排放槽废水排放槽连接。

本发明所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置，包括原水槽、加压罐、分散剂试验装置，气化工艺水盛放于原水槽中，气化工艺水为直接从工厂取得的工业级气化黑水或者灰水。

加压罐的进水口与原水槽的出水口连通，加压罐对气化工艺水进行加压处理，将气化工艺水的压力值加压至工厂中气化工艺水的压力值，模拟工厂中气化工艺水的压力值，使实验环境更加接近实际工业运行环境。加压罐与原水槽之间的连接管道上串联有进料泵，保证气化工艺水能够从压力低处到达压力高处。

分散剂试验装置的进水口与加压罐的出水口连，加压罐与分散剂试验装置之间的连接管道上串联有循环水泵通，循环水泵的扬程为20-60m之间任意值，包括端点值，使加压罐的气化工艺水进入分散剂试验装置，分散剂试验装置能够检测气化工艺水的结垢情况。

本发明所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置，为专门针对气化黑水、灰水单元压力、温度、PH值、水质等条件的实验装置，模拟煤气化黑水、灰水的压力、温度、气体成分等条件，使得煤气化黑水、灰水在高温高压环境下，在工业运行装置条件下开展相关煤气化灰水分散剂等处理剂相关试验，能有效分析煤气化黑水、灰水管道及设备结垢机理，为研究煤气化黑水、灰水管道结垢规律及分散剂开发提供基础条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种具体实施方式所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置的结构示意图；

图2为图1中分散剂试验装置的结构示意图。

附图中标记如下：

原水槽(1)、进料泵(2)、加压罐(3)、灰水水质检测装置(4)、固含量检测装置(5)、循环水泵(6)、分散剂试验装置(7)、压力放空调节阀(8)、气化气体环境模拟装置(9)、废水排放槽(10)、废气处理模块(11)、灰水进水管(7-1)、合成气进气管(7-2)、合成气出气管(7-3)、灰水排出管(7-4)、水洗塔单固阀(7-5)、水洗塔塔盘下降管(7-6)。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种气化工艺水管道设备结垢实验装置，该气化工艺水管道设备结垢实验装置可以使煤气化黑水、灰水高温高压环境下，在工业运行装置条件下开展相关煤气化灰水分散剂等处理剂相关试验。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图2，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置的结构示意图；图2为图1中分散剂试验装置的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置，包括用于盛放气化工艺水的原水槽1、进水口与原水槽1的出水口连通的加压罐3、进水口与加压罐3的出水口连通的分散剂试验装置7，分散剂试验装置7用于检测气化工艺水的结垢情况，加压罐3与原水槽1之间的连接管道上以及加压罐3与分散剂试验装置7之间的连接管道上分别串联有进料泵2和循环水泵6。

上述结构中，气化工艺水管道设备结垢实验装置包括原水槽1、加压罐3、分散剂试验装置7，气化工艺水盛放于原水槽1中，气化工艺水为直接从工厂取得的工业级气化黑水或者灰水。

加压罐3的进水口与原水槽1的出水口连通，加压罐3对气化工艺水进行加压处理，将气化工艺水的压力值加压至工厂中气化工艺水的压力值，比如4兆帕，模拟工厂中气化工艺水的压力值，使实验环境更加接近实际工业运行环境。

加压罐3与原水槽1之间的连接管道上串联有进料泵2，保证气化工艺水能够从压力低处到达压力高处。

分散剂试验装置7的进水口与加压罐3的出水口连，加压罐3与分散剂试验装置7之间的连接管道上串联有循环水泵6通，循环水泵6的扬程为20-60m之间任意值，包括端点值，使加压罐3的气化工艺水进入分散剂试验装置7，分散剂试验装置7能够检测气化工艺水的结垢情况。

本发明所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置，为专门针对气化黑水、灰水单元压力、温度、PH值、水质等条件的实验装置，模拟煤气化黑水、灰水的压力、温度、气体成分等条件，使得煤气化黑水、灰水在高温高压环境下，在工业运行装置条件下开展相关煤气化灰水分散剂等处理剂相关试验，能有效分析煤气化黑水、灰水管道及设备结垢机理，为研究煤气化黑水、灰水管道结垢规律及分散剂开发提供基础条件。

在上述具体实施方式的基础上，分散剂试验装置7包括黑水管道模块、水洗塔塔盘模块、灰水换热器模块，黑水管道模块为不同管径碳钢或不锈钢管，管道直径为50-800mm，流速为0.3-0.8m/s，管道压力为2-4.0MPa，用于模拟黑水结垢规律。水洗塔塔盘模块用于模拟水洗塔塔盘结垢规律，灰水换热器模块用于模拟换热器结垢规律，黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块为并联连接，三者为并列关系，黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块可据不同实验要求选择连接不同的模块，也可以同时连接上，在连接管道上设置开关阀，可以单独只连接黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块中的一个。也可以水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块同时连接，也就是说在模拟黑水结垢规律时，连接黑水管道模块；在模拟灰水结垢规律时，连接水洗塔塔盘模块或者/和灰水换热器模块。分散剂试验装置7的结构简单，可以实现黑水或者灰水等不同水质的模拟，控制方便，易于操作。

在上述各个具体实施例的基础上，黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和灰水换热器模块与两侧的连接管道为可拆卸连接，两侧的连接管道择其黑水管道模块、水洗塔塔盘模块和/或灰水换热器模块连接，可以根据模拟的水质选择连接不同的模块，模拟更具有针对性，不易出现误操作，模拟更加准确、直观；简化结构，省去开关阀，易于连接。

在上述各个具体实施例的基础上，水洗塔塔盘模块包括位于上部的灰水进水管7-1、合成气出气管7-3、位于下部的合成气进气管7-2、灰水排出管7-4，以及位于内部的水洗塔单固阀7-5、水洗塔塔盘下降管7-6，水洗塔单固阀7-5塔高a为10-15mm，直径b为50-100mm，上截面直径c为30-50mm，灰水自上至下，合成气自下至上，水洗塔单固阀处于液层中，结构接近工业装置，针对性更强，模拟水洗塔塔盘结垢规律更加真实、可靠。

另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，加压罐3与循环水泵6之间的连接管道上串联有水质检测装置或/和固含量检测装置5。灰水水质检测装置4能够在线检测或定时取样分析，检测项目包括Ca

在上述各个具体实施例的基础上，原水槽1、加压罐3以及两者之间的连接管道上连通有蒸汽伴热装置，原水槽1、加压罐3及两者之间的连接管道有蒸汽伴热，温度为60-240℃，使煤气化黑水、灰水温度更加接近工业运行温度，以便得出较为准确的煤气化黑水、灰水管道结垢规律，为研究煤气化黑水、灰水管道结垢规律及分散剂开发提供基础条件。

在上述各个具体实施例的基础上，分散剂试验装置7的出气口与废气处理模块11连接，废气处理模块11对排出的废气进行处理，比如对废气进行吸附或者燃烧掉，减少废气的危害和污染。分散剂试验装置7与废气处理模块11的连接管道上设置有压力放空调节阀8，压力放空调节阀8用于调节分散剂试验装置7的内部压力，使煤气化黑水、灰水的压力更加接近工业运行温度，以便得出较为准确的煤气化黑水、灰水管道结垢规律，为研究煤气化黑水、灰水管道结垢规律及分散剂开发提供基础条件。

在上述各个具体实施例的基础上，分散剂试验装置7与管道内部检测系统连接，用于检测管道结垢情况，通过管道内部检测系统可以获取管道结垢情况，更加准确、直观，便于更好的进行分析。

在上述各个具体实施例的基础上，分散剂试验装置7的进气口与气化气体环境模拟装置9连接，气化气体环境模拟装置9包括气瓶、减压阀，其中气瓶气体成分模拟气化合成气成分主要成分为CO、H

在上述各个具体实施例的基础上，分散剂试验装置7的处理水出水口与加压罐3的进水口连接，废水出水口与废水排放槽10废水排放槽10连接，经过处理的气化工艺水，处理合格后的气化工艺水重复进入加压罐3，不合格部分排出，气化工艺水重复使用，使煤气化黑水、灰水的运行环境更加接近工业运行环境。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的气化工艺水管道设备结垢实验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。