壳牌煤气化污水处理系统改造小结.doc

壳牌煤气化污水处理系统改造小结何良栋（河南能源化工集团鹤壁煤电股份有限公司化工分公司，河南鹤壁 458000）摘要：简要介绍了壳牌煤气化工艺污水的来源及危害；分析了填料塔堵塞原因；提出了污水处理改造的可行性方案并阐明了其经济效益等。关键词：shell气化 污水处理 改造1 污水处理系统改造的必要性 壳牌煤气化污水处理系统所处理污水主要来自于U-1400排渣系统及U-1600湿洗系统，污水固含量较高。U-1700污水处理系统中的重要设备汽提塔C-1701内有三段填料层，主要填料为马鞍环。在系统运行过程中，U-1700会因污水固体含量高磨损管道，堵塞填料影响汽提效果，污水酸性大腐蚀管道、S1702真空过滤机因负荷过大运行效果差等问题。2 污水处理系统主要工艺流程2.1 工艺原理从U-1400、U-1600系统来的循环水既是富含酸性气体的循环水又是含有一定浓度灰分的循环水。整个酸性灰浆汽提和浆料浓缩系统可分为两步：第一步是酸性灰浆汽提，在 C-1701内完成，温度控制在135-140，压力控制在0.18-0.20MPa,低压蒸汽自下而上，从U-1400、U-1600来的循环水自上而下，在填料床层上充分接触，交换热量，分离出CO2、H2S、NH3、HCN、HCl等气体；第二步是汽提后的循环水以及从脱水槽来循环水从澄清槽中央加入，同时加入絮凝剂，使其固体悬浮物浓缩、长大、自然沉淀，沉降至澄清槽底部，形成液固分离，干净的水从澄清槽外侧溢出，流入溢流槽，再经泵打到分配系统。底部出来的灰浆继续浓缩，最后通过真空吸附形成灰浆饼，含固量达到。2.2 工艺特点1) 利用酸性气体在水中溶解度随温度升高而降低，压力降低而降低的原理，将循环水的酸性气体分离出来。2) 加入絮凝剂，加速灰浆悬浮物的沉淀，起到了清水灰浆分离的效果。3) 从湿洗系统来的循环水富含酸性气体及卤素，从渣池处理系统来的循环水富含Ca2+,Mg2+等离子，为防止在气体中形成CaCO3、MgCO3等沉淀，将湿洗循环水打到汽提塔上部填料层顶部，渣处理循环水打到汽提塔下层填料层顶部。同时盐酸的加入更进一步防止沉淀物的出现。2.3 工艺描述从水力旋流器-1403、-1601以及从气化系统收集来的溶液，首先需要进行酸性气体的汽提。在-1701内，在135140温度下，0.180.20MPa压力下，0.5MPa的低压饱和蒸汽自下而上，循环水自上而下在填料床层充分接触。溶液中CO2、H2S、NH3、HCN、HCl等气体会解吸出来，通过空冷器换热器降温到100后气液分离，分离的气体送入甲醇装置进行处理。从-1403来的循环水灰分含量高，从-1601来的循环水中酸性气体含量高。为防止在C-1701床层中CaO与CO2形成CaCO3沉淀，将-1701汽提塔设置为两个填料床层，从-1403来的循环水入下部填料层，P-1601来的循环水以及收集的废水进入上部填料层。避免了沉淀物的形成。为保证避免CaCO3出现沉淀物，措施是通过进料比例和PH值增加盐酸的加入量，盐酸为的稀酸，加入盐酸后的循环水PH值在6.25左右。分别加在两个给料罐内。在给料罐出口也有一盐酸加入口，起到微调的作用。汽提后的循环水经过空冷器后温度冷却到，然后被送到澄清槽。在灰浆浓缩系统，存在于SSS排放物及其-1401来的灰水从沉降槽一侧加入，为了促进固体颗粒的沉淀，在灰水加入的同时也加入絮凝剂。絮凝剂起到了加速悬浮物浓缩、长大、沉淀的速度，这样灰浆与清水分离，干净的水从沉降槽另一侧溢流出来进入溢流槽，再经分配系统进入各个工艺控制点。沉淀的灰浆落入澄清槽底部，通过刮灰栅耙将灰浆收集到锥底，再通过底部灰浆泵打到泥浆存储罐，在泥浆存储罐内，灰浆有时间进一步澄清、沉淀，清液从溢流口流至收集槽，由于这部分清液中还含有一定浓度的灰粒，因而通过泵打到澄清槽中继续沉淀分离。从泥浆存储罐底部排出的灰浆含固量一般达到了，通过泥浆泵打到真空带式过滤机，清液通过滤布被抽出，泥浆落在滤布上，刮泥板刮下灰饼，灰饼含固量达到。真空过滤机滤出的清夜，以及真空泵吸引抽出的清液一并随灰浆存储罐溢流的清液打到澄清槽中。3 污水处理系统主要存在的问题Shell煤气化污水处理工艺在正常的生产过程中主要存在以下问题: 酸性灰浆汽提塔C-1701填料堵塞，造成系统瘫痪;阀门、设备磨损严重，现场泄漏严重;密封水压力不足，造成机泵损坏;污水外排指标（COD、氨氮）超标;真空过滤机过滤效果不好。3.1 C-1701堵塞问题 填料堵塞、压降升高、釜底堵塞、P-1702入口堵塞3.2 E-1701换热器堵塞换热器堵塞造成P-1702A/B泵不打量、工艺流程中断，U-1700系统无法正常运行。3.3 管道、机泵磨损 Shell煤气化污水处理系统中，所处理污水固含量较大，尤其是排渣系统来的渣水，经水力旋流器S-1403后，其水中全固量基本在2%左右。在开车初期，煤粉管线控制不好的情况下，全固含量最高可达10%，对现场管道、阀门、设备磨损较为严重。4 污水处理系统改造的主要内容 系统开停车的过程中或者系统大幅波动的情况下，经常造成排渣系统固含量较高，尤其在系统开车时固含量可达1025kg/Nm3，经SSS给料泵P1701送至酸性灰浆汽提塔时，造成填料层堵塞、汽提塔底排污水泵进口过滤器堵塞、汽提塔底排污水泵进口管道堵塞，严重影响了污水处理系统的正常运行。 在系统开停车的过程中我们进行了以下改造： 17LV0017出口配管去酸性灰浆汽提塔，与SSS给料泵P1701进酸性灰浆汽提塔C-1701管口处配三通并增加阀门。SSS给料泵出口配管去沉降槽T1702。当排渣系统固含量较高（正常运行时也可）时，将排渣系统污水通过SSS给料泵输送至沉降槽进行沉降，水中所含氨氮成分通过滤液循环泵送至酸性灰浆汽提塔。 系统配置图如下所示：通过此次改造保证了系统开停车的过程中或者系统大幅波动的情况下污水处理系统的正常运行，减少了填料层的清洗时间及清洗次数，同时减少了系统开停车的过程中或者系统大幅波动的情况下排渣系统污水直接外排，有效的保障了环境的安全。5 经济效益系统改造后，管道内污水固含量大大降低，减轻了污水对管道、机泵的磨损程度，同时也减轻了污水对阀门的磨损。保护了机泵、设备。该项目改造后的效益主要是安全环保效益，避免污水外排，减少了填料层的清洗时间及清洗次数，保证U-1700系统装置稳定运行。1、此项目改造每年可避免气化炉停车1次，可节约开停车费用200万元。2、此项目改造后P-1702A/B、P-1704A/B磨损程度大大减缓，预计每台年节约检修费用2万元，共计可节约费用8万元每年。3、项目改造后P-1702A/B进出口手阀磨损程度大大减缓，可节约检修费用5万元每年。4、项目改造后P-3305A/B介质大大改善，泵体、叶轮、诱导轮等磨损程度大大减缓，可节约检修费用6万元每年。5、项目改造后可降低E-1701ABC结垢程度，降低C-1701填料结垢风险，减少检修次数。综上所示，技改后每年可创造经济效益约225万元。目前，国内已运行或在建的shell煤气化装置已近20套，已运行的shell煤气化项目都不同程度的出现了污水处理系统故障，影响了各装置的长周期运行并增加了检修时间和费用，运行成本一直居高不下。若将此项目的应用于各shell煤气化装置，则可大大延