1.本公开涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种黑水处理系统。
背景技术：
2.目前国内外煤化工渣水单元大多采用多级闪蒸工艺来对黑水进行处理。多级闪蒸工艺采用高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐三级闪蒸，利用闪蒸系统实现：降温降压、热量回收以及液固分离。但是经高压闪蒸罐输出的高压蒸汽，对该高压蒸汽通过高压闪蒸汽提塔换热处理后，还存在少量的高压蒸汽未被处理，导致热量回收不完全，余热被浪费，能源利用率较低。
技术实现要素：
3.针对现有技术中存在的上述技术问题，本公开提供了一种黑水处理系统，采用了如下技术方案：
4.一种黑水处理系统，包括：
5.固液分离装置，对来自气化系统的黑水通过多级闪蒸输出高压蒸汽和低压蒸汽，同时排出经浓缩后的黑水；
6.换热装置，包括高压闪蒸汽提塔和低压闪蒸汽提塔，所述高压闪蒸汽提塔通过第一管道接收所述高压蒸汽，对其进行换热处理后通过第二管道将蒸汽输入所述低压闪蒸汽提塔；所述低压闪蒸汽提塔通过所述第二管道接收经换热处理后的蒸汽，同时通过第三管道接收所述低压蒸汽；所述低压闪蒸汽提塔包括第一气相出口，所述低压闪蒸汽提塔通过所述第一气相出口排出经换热处理后的蒸汽。
7.在一些实施例中，所述固液分离装置包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐、真空闪蒸罐，所述高压闪蒸罐、所述低压闪蒸罐和所述真空闪蒸罐依次连通，以对所述黑水进行多级闪蒸处理；所述高压闪蒸罐包括液相入口、高压液相出口以及通过与所述第一管道连接而构造的高压气相出口输出高压蒸汽，所述高压液相出口用于排出黑水至低压闪蒸罐；所述低压闪蒸罐设有通过与所述第三管道连接而构造的低压气相出口输出低压蒸汽、以及低压液相出口，所述低压液相出口用于排出黑水至真空闪蒸罐；所述真空闪蒸罐包括真空气相出口和第一液相出口，以分别排出蒸汽和经浓缩后的黑水。
8.在一些实施例中，所述固液分离装置还包括沉降槽，所述沉降槽与所述第一液相出口连通，以接收经浓缩后的黑水；所述沉降槽连接有灰水槽，所述灰水槽用于接收经所述沉降槽沉降后的灰水，所述灰水槽通过第四管道与所述低压闪蒸汽提塔连通，以将所述灰水输入所述低压闪蒸汽提塔。
9.在一些实施例中，所述低压闪蒸汽提塔设有第一液位监控模块；所述第四管道上设有第一液位调节阀，所述第一液位调节阀与所述第一液位监控模块电连接，以调节所述低压闪蒸汽提塔的液位。
10.在一些实施例中，所述低压闪蒸汽提塔还包括第二液相出口，所述第二液相出口
通过第五管道与所述高压闪蒸汽提塔连通，以将其中的工艺水输入所述高压闪蒸汽提塔。
11.在一些实施例中，所述高压闪蒸汽提塔设有第二液位监控模块；所述第五管道上设有第二液位调节阀，所述第二液位调节阀与所述第二液位监控模块电连接，以调节所述高压闪蒸汽提塔的液位。
12.在一些实施例中，高压闪蒸汽提塔还包括第三液相出口，所述第三液相出口与所述气化系统连通，以将其中的工艺水输出到所述气化系统。
13.在一些实施例中，所述黑水处理系统还包括冷却装置，所述冷却装置与所述第一气相出口连通，以接收蒸汽并对其进行冷却处理。
14.在一些实施例中，所述冷却装置包括低压闪蒸冷凝器和低压闪蒸分离罐，所述低压闪蒸冷凝器与所述第一气相出口连通，所述低压闪蒸分离罐与所述低压闪蒸冷凝器连通，所述低压闪蒸分离罐包括第四液相出口和第四气相出口，以分别排出灰水和气体。
15.在一些实施例中，所述黑水处理系统还包括硫回收单元，所述硫回收单元与所述第四气相出口连通。
16.与现有技术相比，本公开实施例的有益效果在于：本公开实施例中，将换热装置中的高压闪蒸汽提塔和低压闪蒸汽提塔连通，高压蒸汽经高压闪蒸汽提塔换热处理后，进入低压闪蒸汽提塔进一步进行换热处理，从而更好的回收蒸汽的热量，避免热量的浪费，提高了能源的利用率。
附图说明
17.在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
18.图1为本公开实施例的黑水处理系统的结构框图。
19.图中的附图标记所表示的构件：
20.100-固液分离装置；110-高压闪蒸罐；111-液相入口；112-高压气相出口；113-高压液相出口；120-低压闪蒸罐；121-低压气相出口；122-低压液相出口；130-真空闪蒸罐；131-真空气相出口；132-第一液相出口；140-沉降槽；150-灰水槽；160-固液分离设备；
21.200-换热装置；201-第一管道；202-第二管道；203-第三管道；204-第四管道；205-第五管道；206-第一液位调节阀；207-第二液位调节阀；210-高压闪蒸汽提塔；211-第二液位监控模块；212-第三液相出口；220-低压闪蒸汽提塔；221-第一液位监控模块；222-第一气相出口；223-第二液相出口；
22.300-冷却装置；310-低压闪蒸冷凝器；320-低压闪蒸分离罐；321-第四液相出口；322-第四气相出口；
23.400-硫回收单元。
具体实施方式
24.为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。
25.本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
26.在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
27.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
28.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
29.本公开实施例提供了一种黑水处理系统，如图1所示，黑水处理系统整体上被从左上至右下的虚线l1分成左半部分和右半部分。图中，通过左半部分的边缘处的实线l2表明l1和l2之间为固液分离部分，该固液分离部分设有固液分离装置100，对气化的黑水通过多级闪蒸方式以进行固液分离处理。进一步的，通过图中右半部分的边缘处的实线l3表明l2和l3之间为余热回收部分，余热回收部分设有换热装置200，以回收蒸汽余热。
30.在其中一些具体的实施方式中，固液分离装置100可包括高压闪蒸罐110、低压闪蒸罐120和真空闪蒸罐130，通过多级闪蒸的方式对来自气化系统(未图示)的黑水进行处理后，从固液分离装置100中输出高压蒸汽和低压蒸汽，以通过余热回收部分的换热装置回收蒸汽中的热量；同时固液分离装置100中排出的经浓缩后的黑水，通过后续处理分离得到灰水和灰渣固体，以完成对黑水的处理过程。采用换热装置200对固液分离装置100输出的高压蒸汽和低压蒸汽进行换热处理时，换热装置200具体可包括高压闪蒸汽提塔210和低压闪蒸汽提塔220。所述高压闪蒸汽提塔210与高压闪蒸罐110之间设有第一管道201，以通过第一管道201将高压闪蒸罐110中的所述高压蒸汽送入高压闪蒸汽提塔210。高压闪蒸汽提塔210和低压汽提塔之间通过第二管道202连接，这样，在对高压蒸汽进行换热处理后，高压闪蒸汽提塔210通过第二管道202将换热处理后的蒸汽输入所述低压闪蒸汽提塔220。此时，被加热的工艺水从高压闪蒸汽提塔210中排出后，被送至气化系统回用。所述低压闪蒸汽提塔220与低压闪蒸罐120之间通过第三管道203连接，这样，所述低压闪蒸汽提塔220可通过所述第二管道202接收经所述高压闪蒸汽提塔210换热处理后的蒸汽，同时可通过第三管道203接收所述低压蒸汽，以对这些蒸汽进行换热处理。所述低压闪蒸汽提塔220包括第一气相出口222，所述低压闪蒸汽提塔220通过所述第一气相出口222排出经换热处理后的蒸汽，
而在低压闪蒸汽提塔220中被加热的工艺水排出后，可送入高压闪蒸汽提塔210中经高压蒸汽进一步加热。
31.本公开实施例中，将换热装置200中的高压闪蒸汽提塔210和低压闪蒸汽提塔220连通，高压蒸汽经高压闪蒸汽提塔210换热处理后，进入低压闪蒸汽提塔220进一步进行换热处理，从而更好的回收蒸汽中的热量，避免热量的浪费，提高了能源的利用率。
32.在一些实施例中，所述固液分离装置100包括高压闪蒸罐110、低压闪蒸罐120、真空闪蒸罐130，所述高压闪蒸罐110、所述低压闪蒸罐120和所述真空闪蒸罐130依次连通，以对气化的黑水进行多级闪蒸处理。所述高压闪蒸罐110包括液相入口111，以及通过与所述第一管道201连接而构造的高压气相出口112和高压液相出口113。气化系统通过所述液相入口111与高压闪蒸罐110连通，将来自气化系统的黑水通过液相入口111输入高压闪蒸罐110。来自气化系统的黑水在高压闪蒸罐110内经闪蒸处理后，所生成的高压蒸汽通过高压气相出口112连接的第一管道201进入高压闪蒸汽提塔210进行换热处理，被浓缩的黑水通过高压液相出口113排出，进入与高压闪蒸罐110连通的低压闪蒸罐120。低压闪蒸罐120设有通过与所述第三管道203连接而构造的低压气相出口121和低压液相出口122，低压闪蒸罐120内产生的低压蒸汽通过低压气相出口121连接的第三管道203进入低压闪蒸汽提塔220进行换热处理，再次被浓缩的黑水通过低压液相出口122排出，进入与低压闪蒸罐120连通的真空闪蒸罐130。所述真空闪蒸罐130包括真空气相出口131和第一液相出口132，以通过真空气相出口131排出蒸汽，进入后续处理步骤；同时通过第一液相出口132排经过进一步浓缩的黑水，以通过后续处理分离得到灰水和灰渣固体。
33.在一些实施例中，为对真空闪蒸罐130排出的黑水进一步进行固液分离处理操作，所述固液分离装置100还包括沉降槽140，所述沉降槽140与所述第一液相出口132连通，以接收经真空闪蒸罐130进行闪蒸处理后浓缩的黑水。沉降槽140中的黑水经过沉淀后，在沉降槽140上部形成相对澄清的灰水，而黑水中的灰渣固体沉入沉降槽140底。将沉降槽140底部的黑水送入固液分离设备160，例如压滤机、过滤机、离心机等，经过处理后获得灰渣固体送出；所述沉降槽140的上端连接有灰水槽150，所述灰水槽150用于接收经所述沉降槽140沉降后的灰水。在其中一个具体的实施方式中，沉降槽140上相对澄清的灰水在重力作用下流入所述灰水槽150，以存储于灰水槽150中。所述灰水槽150通过第四管道204与所述低压闪蒸汽提塔220连通，以将其中存储的灰水作为工艺水，输入所述低压闪蒸汽提塔220，通过低压闪蒸汽提塔220中的蒸汽进行加热。
34.在一些实施例中，为了控制低压闪蒸汽提塔220内工艺水的液位高度，所述低压闪蒸汽提塔220设有第一液位监控模块221，同时为了调节低压闪蒸汽提塔220内工艺水的液位高度，在所述第四管道204上设有第一液位调节阀206；所述第一液位调节阀206与所述第一液位监控模块221电连接。这样，通过第一液位监控模块221对低压闪蒸汽提塔220内的液位进行实时监测，并在液位高度即将超过第一预定高度时发出控制信号，调节第一液位调节阀206，以控制灰水的流入速度，并在低压闪蒸汽提塔220内的液位高度达到第一预定高度时，关闭第一液位调节阀206，从而避免所述低压闪蒸汽提塔220的液位超过第一预定高度。可以理解的是，还可以预设第二预定高度，第二预定高度比第一预定高度低。第一液位监控模块221检测到低压闪蒸汽提塔220内工艺水的液位高度到达第二预定高度时，发出控制信号，开启第一液位调节阀206，以向低压闪蒸汽提塔220输入工艺水。这里，第一预定高
度和第二预定高度不做任何限定，实际使用中可根据工艺参数，以及相应的需要进行设定，以保证低压闪蒸汽提塔220的安全使用。
35.在一些实施例中，所述低压闪蒸汽提塔220还包括第二液相出口223，所述第二液相出口223通过第五管道205与所述高压闪蒸汽提塔210连通。低压闪蒸汽提塔220中的工艺水被其中的蒸汽加热以后，通过与所述第二液相出口223连接的所述第五管道205输入所述高压闪蒸汽提塔210，从而将低压闪蒸汽提塔220中被加热的工艺水输入到高压闪蒸汽提塔210，与温度更高的高压蒸汽进行换热，以使工艺水被进一步加热。
36.在一些实施例中，为了控制高压闪蒸汽提塔内工艺水的液位高度，所述高压闪蒸汽提塔210设有第二液位监控模块211，同时为了调节高压闪蒸汽提塔210内工艺水的液位高度，在所述第五管道205上设有第二液位调节阀207；所述第二液位调节阀207与所述第二液位监控模块211电连接。这样，通过第二液位监控模块211对高压闪蒸汽提塔210内的液位进行实时监测，并在液位高度即将超过第三预定高度时发出控制信号，调节第二液位调节阀207，以控制工艺水的流入速度，并在液位高度达到第三预定高度时，关闭第二液位调节阀207，从而避免所述高压闪蒸汽提塔210的液位超过第三预定高度。可以理解的是，还可以预设第四预定高度，第四预定高度比第三预定高度低。第二液位监控模块211检测到高压闪蒸汽提塔210内工艺水的液位高度到达第四预定高度时，发出控制信号，开启第二液位调节阀207，以向高压闪蒸汽提塔210输入工艺水。这里，第三预定高度和第四预定高度不做任何限定，实际使用中可根据工艺参数，以及相应的需要进行设定，以保证高压闪蒸汽提塔210的安全使用。
37.在一些实施例中，高压闪蒸汽提塔210还包括第三液相出口212，所述第三液相出口212与所述气化系统连通，以将工艺水输出到所述气化系统。高压闪蒸汽提塔210内的工艺水被高压蒸汽加热以后，通过第三液相出口212排出，并送至气化系统回用。本实施例中，低压闪蒸汽提塔220中被加热的工艺水进入高压闪蒸汽提塔210中，与高压蒸汽换热以进一步被加热，最后进入气化系统回用，这样使得蒸汽的热量得到充分的利用，同时工艺水的循环使用避免了水资源的浪费，降低了运行成本，提高了能源的利用率。
38.在一些实施例中，所述黑水处理系统还包括冷却装置300，所述冷却装置300通过所述第一气相出口222与所述低压闪蒸汽提塔220连通，以接收经低压闪蒸汽提塔220处理后排出的闪蒸汽。可直接将闪蒸汽送往火炬燃烧处理；或送入回收单元进行气体回收处理等。由于闪蒸汽中含有水蒸汽和不凝气，因此，通过冷却装置300进一步对其进行冷却处理，以分离不凝气和灰水，降低不凝气的含水量，以更好地燃烧或回收处理。
39.在一些实施例中，所述冷却装置300包括低压闪蒸冷凝器310和低压闪蒸分离罐320，所述低压闪蒸冷凝器310与所述第一气相出口222连通，所述低压闪蒸分离罐320与所述低压闪蒸冷凝器310连通，所述低压闪蒸分离罐320包括第四液相出口321和第四气相出口322，以分别排出灰水和气体。低压闪蒸冷凝器310通过于第一气相出口222连通，接收低压闪蒸汽提塔220内排出的闪蒸汽，采用循环冷却水对闪蒸汽进行冷却后，送入低压闪蒸分离罐320内进行气液分离。经低压闪蒸分离罐320分离后，闪蒸汽中的不凝气通过第四气相出口322排出，可送往火炬燃烧，或者进入回收单元进行气体回收处理。分离后的灰水通过第四液相出口321排出，这里，第四液相出口321可与灰水槽150相连通，以将分离出的灰水送至灰水槽150循环利用。
40.在一些实施例中，所述黑水处理系统还包括硫回收单元400，所述硫回收单元400与所述第四气相出口322连通，以对排出的不凝气进行回收处理。
41.本公开实施例的黑水处理系统在实际使用时，来自气化系统的黑水进入固液分离部分的固液分离装置100，通过依次连接的高压闪蒸罐110、低压闪蒸罐120和真空闪蒸罐130，采用多级闪蒸的方式进行固液分离处理。经高压闪蒸罐110和低压闪蒸罐120分离出的蒸汽可进入余热回收部分的换热装置进行处理，以回收余热。经真空闪蒸罐130排出的浓缩后的黑水进入沉降槽，在沉降槽中沉淀后，下层的黑水可送入固液分离设备160中进行进一步的固液分离操作，降低灰渣中的含水率；上层澄清的灰水在重力作用下流入灰水槽150进行存储，之后可从灰水槽150中送入低压闪蒸汽提塔220用作工艺水，以通过低压闪蒸汽提塔220中的蒸汽进行加热。
42.在余热回收部分，高压闪蒸罐110中的高压蒸汽和低压闪蒸罐120中的低压蒸汽分别进入高压闪蒸汽提塔210和低压闪蒸汽提塔220进行换热处理。这里，高压闪蒸汽提塔210和低压闪蒸汽提塔220连通，经高压闪蒸汽提塔210处理后的蒸汽可进入低压闪蒸汽提塔220进行进一步的换热处理，以更好的回收余热。同时，进入低压闪蒸汽提塔220的工艺水经蒸汽加热后排出，再进入高压闪蒸汽提塔210中用作工艺水，与高压蒸汽进行换热后，能被进一步加热，从高压闪蒸汽提塔210中排出的工艺水最后进入气化系统，气化的黑水再进入固液分离装置100以分离出蒸汽。这样实现了工艺水在黑水处理系统中的循环使用，降低了运行成本。
43.从低压闪蒸汽提塔220中排出的少量闪蒸汽进入冷却装置，闪蒸汽中含有水蒸汽和不凝气，如h2s等，通过低压闪蒸冷凝器310进行冷却后，进入低压闪蒸分离罐320内进行气液分离。经低压闪蒸分离罐320分离后，闪蒸汽中的不凝气可送往火炬燃烧，或者进入硫回收单元进行回收处理。分离后的灰水可送入灰水槽150中，进行循环利用。
44.此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本技术的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
45.以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
46.以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。