一種煤氣化高氨氮污水處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)廢水處理方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種煤氣化高氨氮污水的處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半產(chǎn)品，而后進(jìn)一步加工成化工、能源產(chǎn)品的過(guò)程。隨著世界石油資源不斷減少，煤化工有著廣闊的前景。煤氣化是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的單元，被譽(yù)為煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)，以空氣、氧氣、水蒸氣等作氣化劑，在氣化爐內(nèi)進(jìn)行高溫氣化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成具有不同組成和熱值的煤氣，進(jìn)而合成液體燃料和多種化工產(chǎn)品。目前，煤氣化技術(shù)按照氣化爐內(nèi)物料流動(dòng)方式來(lái)劃分，主要分為三大類，即固定床、流化床和氣流床。氣流床氣化是最清潔，也是效率最高的煤氣化類型，高的氣化溫度保證了煤的完全氣化，適應(yīng)煤種范圍更廣泛，單爐產(chǎn)量大、氣化壓力和效率高，適用于甲醇、醋酸、合成氨、IGCC等大型、超大型的化工裝置。目前，氣流床煤氣化技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。
[0003]本發(fā)明煤氣化廢水特指氣流床煤氣化過(guò)程中水煤氣洗滌時(shí)產(chǎn)生的廢水，相比固定床、流化床氣化產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水較容易處理，有機(jī)物濃度較低。氣流床煤氣化廢水是煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生的含有多種雜質(zhì)的廢水，含有氨氮、氰、無(wú)機(jī)氟離子等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高。對(duì)煤氣化廢水的處理，單純靠物理、物理化學(xué)、化學(xué)的方法進(jìn)行處理，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，往往需要通過(guò)由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。
[0004]煤氣化廢水處理通?？煞譃橐患?jí)處理、二級(jí)處理和深度處理。一級(jí)處理包括閃蒸、沉淀、過(guò)濾、汽提等單元，以除去大部分灰渣、溶解的酸性氣體等。一級(jí)處理中主要重視有價(jià)物質(zhì)的回收，如用熱量的回收利用、水的循環(huán)利用，避免了資源的流失浪費(fèi)。二級(jí)處理主要是生化法，主要有活性污泥法和生物過(guò)濾法等，經(jīng)二級(jí)處理后，廢水可接近排放標(biāo)準(zhǔn)。煤氣化廢水普遍應(yīng)用的深度處理方法是臭氧氧化法和活性炭吸附等，經(jīng)深度處理后的廢水一般可達(dá)標(biāo)排放。雖然二級(jí)處理和深度處理能將廢水中污染物降低到較低水平，但其對(duì)進(jìn)水污染物指標(biāo)有較高要求。煤氣化廢水污染物氨氮等污染物含量高，使得生物處理長(zhǎng)期處于高負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，易導(dǎo)致生化處理池中微生物死亡，造成二級(jí)處理和深度處理過(guò)程癱瘓。因此一級(jí)處理必須將氨氮等污染物降低至較低水平。
[0005]目前，煤氣化廢水處理降低氨氮含量的主要采用蒸汽汽提方法，現(xiàn)有技術(shù)中常以變換工段過(guò)剩的低壓蒸汽為熱源對(duì)廢水進(jìn)行間接加熱，因低壓蒸汽溫度相對(duì)較低或供應(yīng)不足導(dǎo)致汽提效率低；與此同時(shí)，煤氣化工藝中渣水處理裝置會(huì)產(chǎn)生大量的低壓閃蒸氣、高壓閃蒸氣，這部分高熱蒸汽常通過(guò)直接冷凝處理后排放，導(dǎo)致大量熱能浪費(fèi)的同時(shí)需要耗費(fèi)大量冷卻水。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的這一技術(shù)缺陷，本發(fā)明以煤氣化工藝中渣水處理裝置產(chǎn)生的高壓閃蒸氣為主要熱源，以變換工段過(guò)剩的低壓蒸汽為輔助熱源為煤氣化廢水汽提塔加熱，在提升汽提效率的同時(shí)降低熱能損失并節(jié)約大量冷卻水，達(dá)到綜合利用氣化界區(qū)內(nèi)各種低品位熱，提高熱利用效率，降低綜合能耗的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)國(guó)內(nèi)外煤氣化工藝中廢水存在氨氮含量高、現(xiàn)有廢水處理工藝中因熱能供應(yīng)不足導(dǎo)致處理效率低、以及對(duì)氣化界區(qū)內(nèi)各種低品位熱利用不充分等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種綜合利用氣化界區(qū)內(nèi)各種低品位熱、提高熱利用效率、提升煤氣化廢水處理效率的廢水處理工藝。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種煤氣化高氨氮污水處理工藝，包括煤氣化廢水在熱源作用下進(jìn)行熱交換后進(jìn)入汽提塔、汽提塔在熱源作用下使煤氣化廢水實(shí)現(xiàn)氣相液相分離、得到的氣相液相產(chǎn)物分別進(jìn)入下游工段，其中的氣相產(chǎn)物是指汽提塔頂?shù)母话睔猓合喈a(chǎn)物是指汽提塔底的脫氨廢水。
[0009]該處理工藝主要處理氨氮含量高的煤氣化廢水，所有熱源均是煤氣化工藝中產(chǎn)生的低品位蒸汽，低品位蒸汽包括煤氣化工藝中渣水處理裝置產(chǎn)生的低壓閃蒸氣、高壓閃蒸氣和下游變換工段過(guò)剩的低壓蒸汽。為保證廢水汽提塔的處理效率，為其提供充足熱能，以高壓閃蒸汽和低壓蒸汽為熱源通過(guò)塔底再沸器為熱交換設(shè)備為汽提塔供熱，塔底再沸器可以外接高閃冷凝液閃蒸罐，通過(guò)塔底再沸器完成熱交換的高壓閃蒸汽被閃蒸罐進(jìn)一步處理成閃蒸冷凝液和高壓閃蒸不凝氣，閃蒸冷凝液返回渣水處理工段澄清槽，高壓閃蒸不凝氣進(jìn)入下游變換工段的二氧化碳汽提塔。
[0010]煤氣化廢水進(jìn)入汽提塔前需要通過(guò)熱交換設(shè)備煤氣化廢水預(yù)熱器預(yù)熱，與煤氣化廢水進(jìn)行熱交換的熱源為流經(jīng)塔底再沸器的脫氨廢水，脫氨廢水與煤氣化廢水發(fā)生熱交換后進(jìn)一步經(jīng)廢水冷卻器處理后排出工段；煤氣化廢水被脫氨廢水加熱后，可通過(guò)廢水預(yù)熱器由低壓閃蒸氣二次預(yù)熱。
[0011]預(yù)熱完畢的煤氣化廢水直接輸送至汽提塔進(jìn)行處理，汽提塔在熱源作用下使煤氣化廢水實(shí)現(xiàn)氣相液相分離。得到的塔頂氣相產(chǎn)物富氨氣能被輸送至下游變換工段進(jìn)一步處理，也可以在塔頂增設(shè)塔頂冷凝器，將富氨氣冷卻為氨水，部分氨水可以返回汽提塔作為塔頂回流，剩余氨水抽出進(jìn)入脫硫脫硝工段。為保證塔頂冷凝器的效率，還需要增設(shè)循環(huán)水和循環(huán)回水裝置；塔底采出液相的脫氨廢水，脫氨廢水輸送至煤氣化廢水預(yù)熱器與煤氣化廢水發(fā)生熱交換。
[0012]本發(fā)明適用于包括褐煤在內(nèi)的煤氣化廢水處理，適應(yīng)范圍廣。
[0013]本發(fā)明采用上述氣化方法及裝置的創(chuàng)新之處與積極效果是:
[0014]本發(fā)明綜合利用了煤氣化工藝中難以利用的低品味熱，大幅降低了循環(huán)冷卻水用量，有效降低了下游廢水處理工段氨氮處理壓力，將廢水中氨氮富集至塔頂氣供下游變換工段回收利用，或采用塔頂冷凝回流方式，回收氨供脫硫裝置使用。本發(fā)明可以極大的降低運(yùn)行成本，減少環(huán)境污染，操作簡(jiǎn)單易行，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1、實(shí)施例1對(duì)應(yīng)的煤氣化高氨氮污水處理工藝流程圖。
[0016]圖2、實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的煤氣化高氨氮污水處理工藝流程圖。
[0017]圖3、實(shí)施例3對(duì)應(yīng)的煤氣化高氨氮污水處理工藝流程圖。
[0018]圖4、實(shí)施例4對(duì)應(yīng)的煤氣化高氨氮污水處理工藝流程圖。
[0019]圖中:1、煤氣化廢水，2、煤氣化廢水預(yù)熱器，3、廢水輸送泵，4、廢水冷卻器，5、低壓閃蒸氣，6、低壓閃蒸氣冷凝液，7、去廢水處理工段脫氨廢水，8、汽提塔，9、再沸器，10、低壓蒸汽，11、高壓閃蒸氣，12、高閃冷凝液閃蒸罐，13、高壓閃蒸氣不凝氣，14、冷凝液，15、下游變換工段富氨氣體，16、廢水預(yù)熱器，17、脫氨廢水，18、塔頂冷凝器，19、脫硫脫硝工段氨水，
20、返回氨水，21、蒸汽冷凝液。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]參見(jiàn)附圖1，來(lái)自渣水處理單元的281.5t/h煤氣化廢水(I) (75.8°C，0.6MPaG)，氨氮含量為500mg/L，經(jīng)過(guò)煤氣化廢水預(yù)熱器(2)與汽提塔底部抽出的脫氨廢水(17)換熱后，廢水被加熱至101.1°C，經(jīng)預(yù)熱的廢水進(jìn)入汽提塔(8)塔頂；汽提塔塔底設(shè)有再沸器(9)，再沸器(9)采用間接換熱方式進(jìn)行加熱，以30.05t/h的低壓蒸汽(10) (0.6MPaG)為熱源；含氨廢水進(jìn)經(jīng)過(guò)汽提，水中的大部分氨進(jìn)入塔頂氣相，脫氨廢水由塔底再沸器(9)排出，塔頂11.07t/h的富氨氣體(含氨0.78%)為下游變換工段富氨氣體(15);低壓蒸汽變?yōu)檎羝淠?21)排出；出汽提塔再沸器(9)的脫氨廢水經(jīng)煤氣化廢水預(yù)熱器(2)冷卻至109.1°C，然后經(jīng)廢水輸送泵(3)升壓，經(jīng)廢水冷卻器(4)冷卻至40°C后為去廢水處理工段脫氨廢水
(7)，送出氣化界區(qū)，此時(shí)其氨氮含量為200mg/L。
[0023]本實(shí)施例一共消耗低壓蒸汽30.05t/h，消耗循環(huán)冷卻水(Δ T = 10°C ) 4889t/h。
[0024]實(shí)施例2
[0025]參見(jiàn)附圖2，來(lái)自渣水處理單元的281.5t/h煤氣化廢水(I) (75.8°C，0.6MPaG)，氨氮含量為500mg/L，經(jīng)過(guò)煤氣化廢水預(yù)熱器(2