恩德炉煤气洗涤水处理技术开发与应用.doc

恩德炉煤气洗涤水处理技术开发与应用摘 要：简要介绍针对目前恩德炉煤气洗涤水处理工艺落后、无法实现废水零排放的现状，开发了新型成套工艺处理技术，采用清污分流、分质处理 + 高效沉淀设备处理的技术方案，通过生产验证，处理后的煤气洗涤废水悬浮物含量低，达到循环利用的要求，实现了废水零排放。关键词：恩德炉 煤气洗涤水 旋涡流反应斜管澄清池 零排放恩德炉粉煤气化技术是朝鲜恩施“七七”联合企业引进德国温克勒流化床气化技术，在生产中结合本国实际，经多次革新改造后逐步发展完善起来的。上世纪末引入中国后，由于它适合各种劣质煤种，如：长焰煤、褐煤、不粘或弱粘结煤等，再加上气化强度大、气化技术日趋成熟可靠，并具有投资省、设备简单、建设快、操作方便、适应性强的特点，所以在国内也有部分厂家应用。但由于该技术在煤气洗涤过程中伴随有大量污水产生，而且污水中煤粉含量高、粒度细（50m 以下占70)、成分复杂，灰水分离难，至今没有先进、成熟、可靠、经济的成套工艺处理技术，导致水利用率低，影响工艺系统操作，从而阻碍了恩德炉粉煤气化技术的推广应用。为此，从节约用水和环保的角度出发，开发针对恩德炉煤气净化洗涤水的成套工艺处理技术，成为当前煤化工产业的一个重要课题。1 恩德炉煤气洗涤水处理现状目前，恩德炉粉煤气化技术在国内约有十几套在应用，对煤气洗涤水的处理仍借鉴固定床间歇气化煤气洗涤水的处理方法，即采用原化工部推荐的“物理沉淀 + 冷却”处理工艺，其工艺流程框图见图 1。聚合氯化铝煤气洗涤水冷却塔混凝沉淀平流沉淀池污泥池煤灰泥图 1 间歇气化煤气洗涤水处理工艺流程框图该工艺和设备存在如下问题。（1）混凝沉淀采用机械搅拌，能耗大；（2）处理装置占地面积大，沉淀池沉淀效率低，出水悬浮物浓度高，易堵塔（冷却塔、洗涤塔），影响工艺连续生产；（3）煤灰泥量大，沉淀池取泥困难，影响水处理的正常运行；（4）煤灰泥没有进行脱水，采用自然堆存干化，含水率高，占地面积大，没有综合利用，污染周围环境。由此可见，目前恩德炉煤气洗涤水处理工艺落后，无法满足生产工艺要求及环保要求。2 恩德炉煤气洗涤水处理技术开发针对传统处理工艺存在的问题，并结合恩德炉煤气洗涤废水水质，对恩德炉煤气洗涤水处理工艺作了改进。2.1 对煤气洗涤水进行分质分流处理单台发气量为 40 000Nm./h 的恩德炉（相当于合成氨生产能力为8104t/a）为常用炉型，选择其废水排放数据作为技术开发依据。具体废水排放数据（来源于通辽梅花科技有限公司生产数据）见表 1。表 1 恩德炉（40 000Nm3/h）灰水排放数据表排放来源温度（）流量（m3/h）悬浮物（mg/l）二级旋风除尘器冲灰水 4245 100120 17 50018 500低温旋风除尘器冲灰水 4042 100120 16 50017 000一洗塔洗涤水 5055 500550 4 6005 000二洗塔洗涤水 3840 600650 350400合计 1 350 6 437.5kg/h根据表 1 的数据看出，二级旋风除尘器冲灰水、低温旋风除尘器冲灰水及一洗塔洗涤水中含尘量较高，悬浮物平均浓度达到9 000mg/l，而二洗塔洗涤水含尘量较低，悬浮物浓度只有 350400mg/l。因此考虑将二级旋风除尘器冲灰水、低温旋风除尘器冲灰水、一洗塔洗涤水与二洗塔洗涤水进行分质处理来解决洗涤水含尘量大、难处理及处理设备占地面积大的问题。其中将前者（高悬浮物浓度废水） 直接送浓缩沉淀池进行沉淀处理，后者（低悬浮物浓度废水）送旋涡流反应斜管澄清池处理。2.2 采用辅流式沉淀池处理高悬浮物浓度废水圆形辅流式沉淀池与其他形式的沉淀池（平流式、竖流式沉淀池）相比具有占地面积小、处理量大、处理效率高、管理简单的优点，通常可作为连续运行的浓缩池来降低污泥含水率，减少污泥体积。二级旋风除尘器冲灰水、低温旋风除尘器冲灰水、一洗塔洗涤水混合后，污水量750m3/h，悬浮物平均浓度9 000mg/l，送污泥浓缩池浓缩澄清后，可将污泥含水率降低为 90左右，大大降低了污泥体积，有利于提高脱水设备的生产能力。2.3 采用旋涡流斜管澄清池处理低悬浮物废水恩德炉煤气洗涤水中所含煤灰具有粒度细、沉降性差的特点，因此，常用沉淀设备（平流池、竖流池或微涡流池等）都存在沉淀效率差、抗负荷冲击适应性低的缺点。由于其自身结构上的原因，即使对现有沉淀设备进行改进，也难以有令人满意的效果。针对这一处理难点，采用旋涡流技术，并辅以聚合氯化铝药剂，从而大大增加微小颗粒碰撞、吸附聚合的机会，进而改变煤灰的沉降性能。药剂聚合氯化铝经热水泵混合后，通过沉淀池中的旋流布水器首先进行旋流混合，然后随水流上升经变截面变速后形成旋涡流反应，药剂在旋涡流作用下形成絮体反复和水中微小杂质相碰撞，吸附杂质，形成更大颗粒下沉至底部泥渣层，并形成悬浮渣层及最底部的渣层，这部分悬浮渣层又一次与反应区来的污水混合接触，周而复始。沉降后的泥渣靠水位差通过排污系统静压压出，至污泥池中浓缩后重新利用，经过净化的清水溢流入冷却塔。2.4 增设污泥脱水设备恩德炉煤气洗涤水中的悬浮物（煤灰）经过沉淀、浓缩处理后，含水率仍然比较高（约 90左右），不但体积较大、无法运输，更无法综合利用。厢式压滤机具有结构简单、工作可靠、操作简便、滤饼含水率低（3040）的优点，因此考虑采用其作为煤泥脱水设备，有效降低煤泥含水率（35%以下），以便实现煤灰泥的综合利用。2.5 新工艺的确立综合以上改进措施，最终确定了如图 2 所示的新工艺流程框图。二旋冲灰水煤灰泥厢式压滤机浓缩沉淀池低温旋冲灰水一洗塔洗涤下水综合污水池二洗塔洗涤下水加聚合氯化铝旋涡流沉淀池新鲜水冷却塔图 2 废水处理工艺流程框图3 恩德炉煤气洗涤水闭路循环处理技术应用该工艺在国内某合成氨厂得到实施，污水处理设施运行后，各关键工艺控制点的水质参数如表 2 所示。从表 2 可以看出，冷却塔出水各项污染物指标均满足 合成氨工业水污染物排放标准（GB13458-2001）及作为洗涤水循环利用的要求。恩德炉煤气洗涤水闭路循环处理技术实现了零排放，是一种高效、成熟、经济的处理技术。表 2 工艺控制点水质参数污水来源污染物指标pH温度（）SS（mg/L）COD（mg/L）氰化物（mg/L）硫化物（mg/L）挥发酚（mg/ L）综合污水池出口8.344235031.40.3100.010.002浓缩池溢流4258浓缩池底流污泥4010 895冷却塔出口8.34323414.40.0020.010.002参考文献：1 董广财.浅谈恩德炉粉煤