本发明涉及分离设备领域,具体地涉及一种净水装置及净水方法。
背景技术:
1、醇制烯烃(methanol-to-olefin,简称mto)是指由天然气或煤为原料经合成气生产甲醇,然后甲醇在催化剂作用下生成乙烯、丙烯等低碳烯烃的技术。该反应过程目前一般使用流化床反应器实现,为降低内扩散,催化剂平均粒径较小,装置运行一段周期后,一部分催化剂颗粒会发生进一步磨损,导致反应后的产品气中会夹带少量催化剂细粉。出反应器的产品气后续经急冷塔降温水洗塔洗涤,此部分催化剂细粉会进入水洗水,同时一些反应过程的副产物,主要是碳五以上的重质烃类、芳烃等物质,在洗涤过程中也会从气相转移到水洗水中,由于此类重组分熔沸点较高,且难溶于水以油类物质形态存在,加上水洗水中的催化剂细粉容易造成后续水洗水循环系统中塔盘、换热器、泵等设备堵塞,影响整个mto装置的连续稳定运行,因此,需对水洗水中的杂质进行分离。传统主要运用多级旋流技术进行液固分离,但实际运行情况表明,该技术要求苛刻,且受到旋流分离器分离精度的限制,当进料急冷水水浆中微米级细粉占比较大时,细粉脱除效率发生明显降低,不甚理想。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本发明提供了一种净水装置及净水方法。
2、本发明提供了一种净水装置,所述净水装置包括沿竖直方向设置的罐体,所述罐体的空腔内设有用于过滤杂质的滤料床段以及设置在所述滤料床段上游的整流段,所述整流段上设有多条贯穿自身的整流通道,所述整流段的上游设有用于引入待净化的污水的第一进料分布器,所述滤料床段的上部穿设有用于引入待净化的污水的第二进料分布器,所述罐体的底部设有与所述空腔连通的净化水出口。
3、可选地,所述滤料床段的长度为h,所述第二进料分布器与所述滤料床段的顶部之间的距离为l,其中,l≤1/4h。
4、可选地,0.1h<l<0.15h。
5、可选地,所述滤料床段的直径为d,其中,d/h>0.3。
6、可选地,所述第一进料分布器和所述第二进料分布器的出口均朝向所述净化水出口的方向设置。
7、可选地,所述滤料床段的下游设有用于支撑所述滤料床段的垫料段,所述垫料段与所述滤料床段之间设有滤网。
8、可选地,所述滤料床段中的滤料为平均粒径为0.1-0.4mm的多形态且具有吸附性的有机或无机材质的颗粒。
9、可选地,所述垫料段中的垫料包括一种或多种粒径的无机材质颗粒构成,当所述垫料包括一种无机材质颗粒时,所述无机材质颗粒的平均粒径为1-2mm;当所述垫料包括多种无机材质颗粒时,多种所述无机材质颗粒的粒径由上至下递增分布,且处于上层的所述无机材质颗粒的平均粒径为1-2mm。
10、可选地,所述净水装置还包括反冲组件,所述反冲组件包括两条供水管道,所述罐体的底部设有净化水进水口,其中一条所述供水管道的输出端与所述净化水进水口连通,另一条所述供水管道的输出端与所述第二进料分布器的可拆卸连接,所述罐体的顶部设有反冲废水溢流口。
11、可选地,所述罐体的底部设有用于充入气体的反冲扰动气分布器,所述罐体的顶部设有扰动废气出口。
12、可选地,所述整流通道的直径大于待过滤杂质的直径。
13、可选地,所述整流通道呈弯折状。
14、可选地,所述反冲废水溢流口处于所述整流段与所述第一进料分布器之间。
15、本发明还提供了一种净水方法,所述净水方法包括以下步骤:待净化的污水分别通过第一进料分布器和第二进料分布器进入到罐体内,经第一进料分布器引入的污水通过设置在罐体内的整流段重新分布后进入到处于整流段下游的滤料床层内,并通过整流段截留部分杂质;经第二进料分布器引入的污水以设定速度进入到滤料床段的上部以对附近的滤料颗粒形成冲击;合流后的污水向下流动并通过滤料床段去除杂质,经滤料床段净化后得到的纯净水通过净化水出口排出。
16、可选地,经第二进料分布器喷出的污水流速为0.5-2.0m/s,优选为0.8-1.3m/s。
17、可选地,合流后的污水通过滤料床段的表观速度为0.5-4mm/s,优选1.2-2.6mm/s。
18、可选地,所述净水方法还包括滤料床段的反冲再生方法,所述反冲再生方法包括以下步骤:净化水分别通过罐体的底部和第二进料分布器引入到罐体内部,经净化水进水口引入的净化水进入到滤料床段;经第二进料分布器引入的净化水向下喷出,通过逆向流体的不断撞击,增加滤料床段的扰动,以促进滤料颗粒表面油相脱附,合流后的纯净水带动杂质细粉以及油相向上流动,并通过整流段对滤料床段反冲后的废水中少量带出的滤料颗粒进行截留后,含有杂质细粉及油相的反冲废水通过反冲废水溢流口排出。
19、可选地,在所述反冲再生方法中,通过反冲扰动气分布器向罐体内通入扰动气体,通入的扰动气体在滤料床段内的表观气速ug应满足,0.5mm/s<ug<3.0mm/s。
20、本发明实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
21、本发明在滤料床段内穿设有第二进料分布器,使得经第二进料分布器进入到滤料床段的原料接触滤料床段的同时产生一定程度的扰动,使得细粉较难在滤料床段的表层积聚,同时由于进料的冲击作用,加强了向下的推动力,同时冲击使得上部滤料床段的滤料颗粒局部形成松动,滤料床段的孔隙率形成上部大下部小的变化,更有利于细粉杂质进入到滤料床段的内部,进而确保了进料的净化效果,确保了污水中细粉的脱除效率。
1.一种净水装置,其特征在于,所述净水装置包括沿竖直方向设置的罐体(1),所述罐体(1)的空腔内设有用于过滤杂质的滤料床段(2)以及设置在所述滤料床段(2)上游的整流段(3),所述整流段(3)上设有多条贯穿自身的整流通道,所述整流段(3)的上游设有用于引入待净化的污水的第一进料分布器(11),所述滤料床段(2)的上部穿设有用于引入待净化的污水的第二进料分布器(12),所述罐体(1)的底部设有与所述空腔连通的净化水出口(13)。
2.根据权利要求1所述的净水装置,其特征在于,所述滤料床段(2)的长度为h,所述第二进料分布器(12)与所述滤料床段(2)的顶部之间的距离为l,其中,l≤1/4h;优选地,0.1h<l<0.15h;优选地,所述滤料床段(2)的直径为d,其中,d/h>0.3。
3.根据权利要求1所述的净水装置,其特征在于,所述第一进料分布器(11)和所述第二进料分布器(12)的出口均朝向所述净化水出口(13)的方向设置。
4.根据权利要求1所述的净水装置,其特征在于,所述滤料床段(2)的下游设有用于支撑所述滤料床段(2)的垫料段(4),所述垫料段(4)与所述滤料床段(2)之间设有滤网(41)。
5.根据权利要求4所述的净水装置,其特征在于,所述滤料床段(2)中的滤料为平均粒径为0.1-0.4mm的多形态且具有吸附性的有机或无机材质的颗粒;和/或,所述垫料段(4)中的垫料包括一种或多种粒径的无机材质颗粒构成,当所述垫料包括一种无机材质颗粒时,所述无机材质颗粒的平均粒径为1-2mm;当所述垫料包括多种无机材质颗粒时,多种所述无机材质颗粒的粒径由上至下递增分布,且处于上层的所述无机材质颗粒的平均粒径为1-2mm。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的净水装置,其特征在于,所述净水装置还包括反冲组件,所述反冲组件包括两条供水管道,所述罐体(1)的底部设有净化水进水口(14),其中一条所述供水管道的输出端与所述净化水进水口(14)连通,另一条所述供水管道的输出端与所述第二进料分布器(12)的可拆卸连接,所述罐体(1)的顶部设有反冲废水溢流口(15)。
7.根据权利要求6所述的净水装置,其特征在于,所述罐体(1)的底部设有用于充入气体的反冲扰动气分布器(5),所述罐体(1)的顶部设有扰动废气出口(16)。
8.根据权利要求6所述的净水装置,其特征在于,所述整流通道的直径大于待过滤杂质的直径;优选地,所述整流通道呈弯折状;优选地,所述反冲废水溢流口(15)处于所述整流段(3)与所述第一进料分布器(11)之间。
9.一种净水方法,其特征在于,所述净水方法包括以下步骤:待净化的污水分别通过第一进料分布器(11)和第二进料分布器(12)进入到罐体(1)内,经第一进料分布器(11)引入的污水通过设置在罐体(1)内的整流段(3)重新分布后进入到处于整流段(3)下游的滤料床层内,并通过整流段(3)截留部分杂质;经第二进料分布器(12)引入的污水以设定速度进入到滤料床段(2)的上部以对附近的滤料颗粒形成冲击;合流后的污水向下流动并通过滤料床段(2)去除杂质,经滤料床段(2)净化后得到的纯净水通过净化水出口(13)排出。
10.根据权利要求9所述的净水方法,其特征在于,经第二进料分布器(12)喷出的污水流速为0.5-2.0m/s,优选为0.8-1.3m/s。
11.根据权利要求9所述的净水方法,其特征在于,合流后的污水通过滤料床段(2)的表观速度为0.5-4mm/s,优选1.2-2.6mm/s。
12.根据权利要求9所述的净水方法,其特征在于,所述净水方法还包括滤料床段(2)的反冲再生方法,所述反冲再生方法包括以下步骤:净化水分别通过罐体(1)的底部和第二进料分布器(12)引入到罐体(1)内部,经净化水进水口(14)引入的净化水进入到滤料床段(2);经第二进料分布器(12)引入的净化水向下喷出,通过逆向流体的不断撞击,增加滤料床段(2)的扰动,以促进滤料颗粒表面油相脱附,合流后的纯净水带动杂质细粉以及油相向上流动,并通过整流段(3)对滤料床段(2)反冲后的废水中少量带出的滤料颗粒进行截留后,含有杂质细粉及油相的反冲废水通过反冲废水溢流口(15)排出。
13.根据权利要求12所述的净水方法,其特征在于,在所述反冲再生方法中,通过反冲扰动气分布器(5)向罐体(1)内通入扰动气体,通入的扰动气体在滤料床段(2)内的表观气速ug应满足,0.5mm/s<ug<3.0mm/s。
