煤化工项目“分质结晶”技术应用与系统平衡优化

伊泰集团刘艳梅2018年6月·青岛煤化工项目“分质结晶”技术应用与系统平衡优化伊泰集团产业发展及布局“零排放”主要特征污染物的综合处理伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介“零排放”带来的新问题

目录第一部分伊泰集团产业发展及布局一伊泰集团产业发展及布局伊泰集团煤化工煤矿铁路置业环保内蒙古伊泰集团有限公司成立于1988年,是以煤炭生产、经营为主业，以铁路运输、煤制油为产业延伸，以房地产开发、等非煤产业为互补的大型现代化能源企业。从2016年开始，伊泰集团正式进军环保领域。伊泰煤制油有限公司16万吨/年煤制油示范项目符合国家能源局煤炭深加工利用产业布局原则。符合国务院能源发展战略行动计划。伊泰集团新疆产业区伊泰新疆能源200万吨/年煤制油项目伊泰伊犁100万吨/年煤制油项目伊泰化工有限公司120万吨/年精细化学品项目伊泰集团内蒙古产业区伊泰煤制油有限公司200万吨/年煤制油项目商业化放大项目建设按照国家进一步完善煤炭深加工示范项目的政策要求，伊泰集团在内蒙古和新疆地区规划建设4个煤炭间接液化商业化放大项目。到

“十三五”末伊泰集团将形成600万吨/年以上煤间接液化产能。一伊泰集团产业发展及布局2017年10月19日成立内蒙古晶泰环境科技有限责任公司，着力提高环保领域自主创新能力，促进环保产业快速发展。内蒙古晶泰环境科技有限责任公司科领环保股份有限公司环保版块伊泰集团2016年5月24日成立科领环保股份有限公司，主要进行园区“危险废物”处置，包括危险废物的焚烧、稳定固化及安全填埋。内蒙古晶泰环境科技有限责任公司，是由上海晶宇、鄂尔多斯市伊泰投资控股有限责任公司成立的合资公司，实施坚守污水治理“最后一公里”战略，主要从事园区废水、煤化工废水、煤矿矿井水、垃圾渗滤液等“零排放”处理项目的投资、建设和运营。一伊泰集团产业发展及布局已建成：“难题研究--方案设计--投资、建设--运营服务”的全新EFO服务模式，提供一对一的有针对性的专业服务。服务目标：大型能源化工企业、园区、煤矿等

（伊泰化工实例）

浓盐水零排放、结晶盐资源化工程案例

伊泰化工：投资与建设晶泰环境：运营与服务

水是宝贵的所以我们很努力……①浓盐水回用技术-------高倍回用浓缩（BAT）②高盐水纯化技术-------高效提纯净化（EP）③高纯盐水资源化-------蒸发结晶分盐（ESC）蒸发结晶分盐高效提纯净化高倍回用浓缩浓盐水零排放核心技术工业盐>99%，工业干盐一级品硫酸钠>99%，Ⅱ类一等品产品销售第二部分伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介伊泰化工工厂水系统，自2017年7月浓盐水装置调试运行，至今实现回用产水、凝结水全部回用，全厂无任何液态废物排放，实现真正意义上的废水“零排放”。二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介1、化学水站-原水制备多介质过滤器自清洗过滤器超滤一级反渗透除碳器二级反渗透混床除盐水站外供除盐水能力：4400m3/h其中：原水制备除盐水产水能力：1800m3/h工艺冷凝液：900m3/h，透平冷凝液：1700m3/h二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介1、化学水站-冷凝液精制除铁过滤器除油过滤器活性炭过滤器阳离子交换器混床除铁过滤器混床二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介2、循环冷却水系统—节水型开式消雾冷却塔（三循）B-A线为出塔的饱和湿热空气B与环境干冷空气A混合的变化线，在焓湿图的上方，故产生大量的羽雾。消雾冷却塔在冷却塔塔体部分的气室层安装高效空冷换热装置（换热器），利用风机的抽力，将环境的冷空气A引入塔内，并与上塔热水进行换热，换热后的热空气为A’，再与出填料的饱和湿热空气B混合，混合后为风筒出口空气C。（相对B点，露点和含湿量均下降，为不饱和空气），此时空气C再与环境冷空气A混合的变化线C-A在饱和空气焓湿图的下方，即无羽雾产生。设计处理量30000m3/h，

单塔5000m3/h二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介2、循环冷却水系统—增湿型闭式冷却塔（二循）增湿空冷器是在传统的干式空冷器的基础上在空气入口处对空气进行喷雾，提高空气的湿度，将空气的干球温度降低到接近湿球温度，使传热温差增加，冷却能力提高。在空冷器的风机进风口的下面加一套带高压泵的喷雾装置，通过高压微细雾化喷嘴直接对空气进行雾化增湿。设计处理量20000m3/h，二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介3、污水处理及回用系统污水处理系统主要处理气化装置产生的含氨污水、净化系统产生的含甲醇废水、油品合成、油品加工装置产生含油废水、以及油品加工装置产生的高COD费托合成废水，污水处理规模1200m3/h。采用“除油预处理+UASB厌氧预处理，两级A/O生化处理+二沉池”及“混凝反应池+沉淀池”深度处理工艺。回用2：主要处理循环排污水及化学水站排污水，设计规模600m3/h，采用“高密度沉淀池+MMF+外压式UF+RO”工艺.回用1：主要处理污水处理场生化合格水，回用工序1处理规模1200m3/h。采用“化学软化预处理+自清洗过滤器+外压式UF+RO”工艺二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介设计浓盐水处理量560m3/h4、浓盐水处理及“零排放”分盐系统稳定运行数据表二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介浓盐水处理及“零排放”分盐系统二伊泰杭锦旗项目工厂水系统简介浓盐水处理及“零排放”分盐系统第三部分“零排放”带来的新问题？三“零排放”带来的新问题？

根据全厂水平衡，全厂共产生回用水1044m3/h（其中污水回用872m3/h，浓盐水膜浓缩产水321m3/h，凝液51m3/h），其中52m3/h补进第一循环水场（空分），281m3/h补进第三循环水场，711m3/h的回用水做为化学水站补水，占整个化学水站补水的65.6%。三“零排放”带来的新问题？1、对循环水系统的影响回用水水质：COD≤5mg/l氨氮≤1.0mg/lTDS＜100mg/l总碱度＜100mg/l总硬度＜100mg/lSS≤1mg/l水质偏软！！大量回用水补入循环水系统对循环水产生的影响：1、循环水系统腐蚀倾向加剧2、微生物控制难度加大。朗格利尔指数为负-腐蚀性水三“零排放”带来的新问题？1、重新筛选水质稳定剂配方-以缓蚀为主。2、加强旁滤措施，减少悬浮物及生物粘泥沉积3、加强现场换热器管理，控制运行流速，减少垢下腐蚀解决措施4、重视原始开车管理5、化学水站超滤产水勾兑三“零排放”带来的新问题？2、对化学水系统的影响化学水站自2017年初投运以来，混床批量13-15万m3，再生周期平均20天，接收回用工序2清净废水回用水时，混床批量未受明显影响；自2017年6月8日气化投料，6月25日开始出现混床批量直线下降，为3000-4000m3，再生周期仅6-8小时；经现场试验，切除回用水后，混床批量上升。分析原因：回用单元来水含有少量小分子有机物，穿透两级反渗透，阴树脂首先污染失效影响混床制水。二“零排放”带来的新问题？三“零排放”带来的新问题？5、重新筛选水质稳定剂配方2、中试去除回用水中小分子有机物措施1、进行全厂水系统平衡优化，控制回用水进化学水站水量。（1）回用水优先用于消防水系统及开式循环水系统（2）回用水尽可能用于工艺生产装置，如气化及锅炉脱硫装置。三“零排放”带来的新问题？3、其他问题3、全系统进一步优化工艺以降低成本。1、运行管理人员要求较高（系统性、全局性把控工艺运行）2、污水结晶盐没有标准。第四部分“零排放”主要特征污染物的

综合处理四主要特征污染物的综合处理实现目标主工艺辅助系统水和盐的分离分离水分离：反渗透除盐盐分离：蒸发浓缩、结晶分离颗粒性杂质脱除-保证膜系统稳定运行结垢性离子去除-保证膜系统、蒸发设备稳定运行、保证结晶盐品质有机污染物去除-保证结晶盐品质重金属离子去除-结晶盐无害化污泥、杂盐四主要特征污染物的综合处理氨氮的影响及去除RO对氨氮和硝酸根的截留率低，导致出水氨氮超标蒸发结晶单元中，氨氮会以游离氨形式进入凝结水，影响凝结水水质。结晶器母液排放与硝酸根浓度有关，通过母液排放维持结晶器系统稳定。影响资源化率。影响结晶盐品质，煤化工污水结晶盐对总氨（以N计）要求≤10mg/kg，氯碱行业离子膜法以避免三氯化氮爆炸。1、加强生化段硝化和反硝化处理效果2、母液排放降低结晶器硝酸根含量两级A/O生化处理母液部分回流至生化系统，部分出杂盐。四主要特征污染物的综合处理重金属去除仅采用高密度沉淀池碱性条件下除重金属采用高密度沉淀池碱性条件下除重金属+重金属强化去除技术结晶盐中重金属＜0.0001%四主要特征污染物的综合处理高浓盐水提纯处理污水深度处理混凝沉淀多介质过滤超滤中水回用浓盐水提浓处理反渗透浓水高密度沉淀池多介质过滤超滤反渗透浓盐水高密度沉淀池多介质过滤超滤四级颗粒物去除中水回用EP纯化保证膜系统稳定运行四主要特征污染物的综合处理硬度、硅易造成后续生化系统曝气头结垢、堵塞回用单元膜系统结垢污堵浓盐水膜系统结垢污堵蒸发器、预热器结垢，影响换热效果气化高密预处理生化系统回用高密预处理多介质过滤超滤反渗透浓水浓盐水提浓处理多介质过滤高密度沉淀池超滤弱酸离子交换反渗透浓盐水高浓盐提纯水处理高密度沉淀池离子交换多级结垢性离子去除自2017年7月试运行自今，蒸发设备、换热设备没有出现结垢性污堵！！源头控制四主要特征污染物的综合处理厌氧预处理综合调节池气化废水预处理含油污水预处理一级A/O二级A/O浓盐水污水处理及回用系统EP纯化纯化COD去除75%以上2、煤化工废水中含有大量的COD，对蒸发结晶影响机理极为复杂，对结晶盐品质影响极大。脂肪类物质、表面活性剂等导致废水发泡性强，影响蒸发结晶的稳定操作，必须在前处理中有效去除；多元酚在降解过程中易氧化成苯醌类物质，体系颜色变深，导致结晶盐白度下降，在前处理中必须降低其含量；轻组分进入二次气中，影响蒸发工艺正常运转，冷凝水质量下降；重组分增加物料粘度、密度，对结晶盐质量影响极大。若前处理不完善，必须增加母液排放量，以保证盐质，但将导致能耗增加、收率下降。COD总量是蒸发终点控制指标之一，但是不同类COD对结晶盐品质影响不同，因此蒸发终点控制也不同，可以从几千至几万。“物理+化学”法去除COD1、有机物会对膜系统造成有机物污染，导致膜频繁清洗，降低使用寿命。有机物过高易引起蒸发结晶装置产生较多泡沫，导致飞料产生。有机物影响结晶盐品质。强化生化处理效果最直接、经济五结束语1、水质研究1、煤化工污水处理及回用产生的回用水，仅通过氨氮、COD、氰化物、酚、电导、油等常规指标来控制，还远远不够，需要研究回用水中难降解物质种类及数量，只有回用水合部合理回用，才能真正做到节水减排至零排放。2、煤化工废水中典型的含盐废水水质，主要通过控制COD、SS、氨氮、TDS等指标，需要研究构成COD、构成TDS的成分，对造成膜污堵的具体组份进行分析。五结束语水系统平衡优化！煤化工工厂水系统给水系统排水及工艺系统衔接系统主要指循环水和脱盐水系统；共性主要污染因素：盐；子系统内优化减量，降低取水量，减少排水量，减少酸碱再生。主要指工艺装置，共性主要因素：COD；通过子系统内优化，实现排水系统污水处理总水量下降，总COD负荷降低。跨系统回用，分质回收。对有些排水单元分质处理后作为用户单元供水；利用循环水系统固有的COD容纳能力，消减COD。2、按照“零”排放重新构建工厂水系统平衡做到源头控制、过程减量、末端治理！！五结束语3、认真研究蒸发结晶系统稳定