一種煤氣化廢水廢氣預(yù)處理和綜合利用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤氣化裝置廢水廢氣預(yù)處理和綜合利用的方法，處理煤氣化裝置各工段產(chǎn)生的氣化廢水及廢氣，并對(duì)其進(jìn)行綜合利用。對(duì)氣化裝置不同類別的廢水廢氣進(jìn)行分類收集和預(yù)處理，降低廢水的總固體含量和硬度，降低廢水NH3?N，使預(yù)處理后的廢水可以大部分回用，外排的少量廢水可以直接進(jìn)入下游廢水處理裝置；同時(shí)將廢氣和廢水中的有用成分集中回收，制取氨水和硫磺副產(chǎn)品，減少廢氣外排的同時(shí)增加經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過預(yù)處理的氣化回用水返回氣化系統(tǒng)，可以減緩黑水和灰水系統(tǒng)的管道和設(shè)備堵塞，提高換熱器換熱效果，增加氣化裝置長周期運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【專利說明】
-種煤氣化廢水廢氣預(yù)處理和綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及煤氣化過程Ξ廢處理領(lǐng)域，具體為一種煤氣化廢水廢氣預(yù)處理和綜合 利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水煤漿氣化技術(shù)自美國德±古公司開發(fā)成功W來，W其生產(chǎn)能力強(qiáng)、碳轉(zhuǎn)化率高、 操作方便、運(yùn)行可靠性高深受國內(nèi)煤化工企業(yè)青睞，在氣化煤質(zhì)可W滿足制漿要求的前提 下，是煤化工企業(yè)氣化技術(shù)的最佳選擇。由于水煤漿氣化技術(shù)反應(yīng)溫度和壓力都比較高，原 料煤中的有效成分在氣化爐內(nèi)可W實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，因此進(jìn)入煤氣水中的雜質(zhì)W固態(tài)渣為 主，含有少量溶解的N也及C〇2,經(jīng)過沉降分離其中的固態(tài)渣后，煤氣水即可循環(huán)回用，積累的 N也及C〇2等成分通過外排部分煤氣水保持系統(tǒng)內(nèi)N也及C〇2的平衡。運(yùn)種煤氣水的處理方式， 廣泛應(yīng)用于激冷流程的氣流床煤氣化技術(shù)中。
[0003] 然而根據(jù)工廠實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，氣化過程中的廢氣和廢水的來源及其中雜質(zhì)的含量 遠(yuǎn)比上述理論分析結(jié)果要復(fù)雜。氣化過程產(chǎn)生的廢水包括W下幾類：
[0004] 氣化廢水:氣化外排廢水，含有一定量固形物，溶解有N也及C〇2;
[0005] 沉渣池廢水:含有大量粒徑0.1皿的固態(tài)渣、添加劑等固體顆粒及大量的化2+、Mg2 +、Si2+等離子，固形物含量高，硬度高；
[0006] 變換洗氨廢水:變換外排廢水，溶解大量的N也及也S和C〇2。
[0007] 氣化過程產(chǎn)生的廢氣包括W下幾類：
[000引渣池及鎖斗放空氣:常壓，化為主，含有少量N也及C02;
[0009]真空閃蒸氣:常壓，也0為主，含有少量N也及C〇2;
[0010]除氧槽尾氣:低壓，由也S、C〇2等酸性氣組成，含有少量畑3;
[00川黑水閃蒸氣:低壓，主要為水蒸氣，含有C0,也，C02,畑3,也S。
[001 ^ 氣化廢水廢氣含有大量畑3及酸性氣C02，也S等，難W直接外排;Ca2+、Mg2\ Si2+離子 的存在使得廢水硬度大，難W回用;N也的存在與累積可能導(dǎo)致錠鹽結(jié)晶，堵塞管路和設(shè)備， 同時(shí)易導(dǎo)致外排廢水N也含量超標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，對(duì)氣化裝置不 同類別的廢水廢氣進(jìn)行分類收集和預(yù)處理，使預(yù)處理后的廢水可W大部分回用，可W減緩 黑水和灰水系統(tǒng)的管道和設(shè)備堵塞，提高換熱器換熱效果，增加氣化裝置長周期運(yùn)行的穩(wěn) 定性。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，氣化裝置產(chǎn) 生的廢水廢氣，按照含固廢水、含氨廢水、低壓廢氣、常壓廢氣分別回收。
[0015] 其特征是:含固廢水首先進(jìn)入廢水反應(yīng)器，與堿液、反應(yīng)添加劑、絮凝劑反應(yīng)后，進(jìn) 入絮凝沉降系統(tǒng)。絮凝沉降系統(tǒng)產(chǎn)生的清液進(jìn)入清液過濾，過濾后的液體進(jìn)入汽提裝置，絮 凝系統(tǒng)產(chǎn)生的漿液進(jìn)入漿液過濾，過濾后的濾液返回絮凝沉降，過濾所得固體進(jìn)入廢固回 收。
[0016] 含氨廢水直接進(jìn)入汽提裝置。
[0017] 常壓廢氣經(jīng)過廢氣加壓后送入汽提裝置。
[0018] 低壓廢氣直接進(jìn)入汽提裝置。
[0019] 汽提裝置處理上述初步處理后的廢水分類收集的廢氣。經(jīng)過汽提分離出的含硫酸 性氣進(jìn)入硫回收系統(tǒng)副產(chǎn)硫橫，富氨氣經(jīng)過冷卻吸收生產(chǎn)氨水，分離酸性氣和N出后的水大 部分作為氣化回用水返回氣化裝置，少部分外排。
[0020] 廢水反應(yīng)器為攬拌蓋式反應(yīng)器，設(shè)置廢水進(jìn)口、加堿口、加反應(yīng)劑口及加絮凝劑 口。加堿的目的是，使氣化廢水中的Ca2+、Mg2+、Si2+在堿性環(huán)境下與反應(yīng)劑生成沉淀。
[0021 ]絮凝沉降系統(tǒng)包括澄清槽、清液槽、清液累及澄清槽底累。
[0022] 澄清槽為錐底開式或閉式容器。澄清槽設(shè)置攬拌器及上部溢流口，清液從澄清槽 上部溢流進(jìn)入清液槽，清液槽中的清液通過清液累送入清液過濾。澄清槽底部漿液通過澄 清槽底累送至漿液過濾，澄清槽攬拌器用于防止澄清槽底累入口管線堵塞。
[0023] 清液過濾采用清液過濾器。一臺(tái)清液累需設(shè)置兩臺(tái)清液過濾器。清液過濾器內(nèi)填 充4~5層纖維、陶瓷材質(zhì)的過濾介質(zhì)，可W過濾粒徑O.lwii的懸浮顆粒。過濾后的清液送至 汽提裝置。
[0024] 漿液過濾采用漿液過濾器。一臺(tái)澄清槽底累需設(shè)置兩臺(tái)漿液過濾器。過濾后的漿 液送回澄清槽。
[0025] 廢水在廢水反應(yīng)器、澄清槽及清液槽之間依靠重力流動(dòng)。
[0026] 汽提裝置包括汽提塔，塔頂冷凝器，塔頂氣液分離器，進(jìn)料換熱器，汽提塔底累。汽 提塔為板式塔，經(jīng)處理的含固廢水經(jīng)進(jìn)料換熱器與塔蓋出料換熱后進(jìn)入汽提塔上部，含氨 廢水直接進(jìn)入汽提塔上部。低壓廢氣溫度較高，作為汽提蒸汽進(jìn)入塔蓋，與蓋液直接換熱。 加壓后的常壓廢氣送入汽提塔塔板下部，作為補(bǔ)充吹脫氣。汽提塔上部得到的含硫酸性氣 送入硫回收工段。汽提塔中部得到的富氨氣體，送入冷卻吸收。
[0027] 含硫酸性氣通過硫回收系統(tǒng)制備硫橫副產(chǎn)品。
[00%]冷卻吸收包括氨冷卻器及吸收器，富氨氣體進(jìn)入氨冷卻器降溫后送入吸收器，與 吸收器內(nèi)的水生成氨水副產(chǎn)品。
[0029] 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
[0030] (1)通過分類收集處理煤氣化裝置產(chǎn)生的所有廢水及廢氣，通過廢水反應(yīng)器及絮 凝沉降除去廢水中的化2+，Mg2+，Si2+等離子及0.1皿顆粒懸浮物。通過汽提除去廢水中溶解 的酸性氣及NH3,處理后的廢水大部分直接回用至氣化系統(tǒng)。
[0031] (2)氣化廢水及廢氣中含有的酸性氣及N出在汽提裝置內(nèi)依次分離，酸性氣及富氨 氣體分別進(jìn)入硫回收和冷卻吸收裝置，生產(chǎn)硫橫及氨水副產(chǎn)品，做到廢物的綜合利用，并減 少廢水廢氣的外排量。
[0032] (3)氣化回用水中的顆粒物、N曲-N含量的降低，可W減緩黑水和灰水系統(tǒng)的管道 和設(shè)備堵塞，提高換熱器換熱效果，增加氣化裝置長周期運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發(fā)明的流程框圖。
[0034] 圖2是本發(fā)明流程圖。
[0035] 圖中，廢水反應(yīng)器(1)，澄清槽(2)，清液槽(3)，清液過濾器(4)，進(jìn)料換熱器(5)，汽 提塔(6)，塔頂氣液分離器(7)，漿液過濾器(8)，澄清槽底累(9)，清液累（10)，汽提塔底累 (11)，汽提塔頂冷凝器(12)。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 圖1中，氣化裝置產(chǎn)生的廢水廢氣，按照含固廢水、含氨廢水、低壓廢氣、常壓廢氣 分別回收。
[0037] 含固廢水首先進(jìn)入廢水反應(yīng)器1，與堿液、反應(yīng)添加劑、絮凝劑反應(yīng)后，進(jìn)入絮凝沉 降系統(tǒng)。絮凝沉降系統(tǒng)產(chǎn)生的清液進(jìn)入清液過濾，過濾后的液體進(jìn)入汽提裝置，絮凝系統(tǒng)產(chǎn) 生的漿液進(jìn)入漿液過濾，過濾后的濾液返回絮凝沉降，過濾所得固體進(jìn)入廢固回收。
[0038] 含氨廢水直接進(jìn)入汽提裝置。
[0039] 常壓廢氣經(jīng)過廢氣加壓后送入汽提裝置。
[0040] 低壓廢氣直接進(jìn)入汽提裝置。
[0041] 汽提裝置處理經(jīng)過上述分類收集及初步處理后的廢水廢氣。經(jīng)過汽提分離出的含 硫酸性氣進(jìn)入硫回收系統(tǒng)副產(chǎn)硫橫，富氨氣經(jīng)過冷卻吸收生產(chǎn)氨水，分離酸性氣和N出后的 水大部分作為氣化回用水返回氣化裝置，少部分外排。
[0042] 氣化裝置產(chǎn)生的廢水廢氣，按照含固廢水、含氨廢水、低壓廢氣、常壓廢氣分別回 收，其中，沉渣池廢水屬于含固廢水;氣化廢水、變換洗氨廢水屬于含氨廢水;黑水閃蒸氣和 除氧槽尾氣屬于低壓廢氣;真空閃蒸氣、渣池及鎖斗放空氣屬于常壓廢氣；同類廢水廢氣在 氣化裝置內(nèi)混合后進(jìn)入廢水廢氣預(yù)處理裝置。
[0043] 含固廢水首先進(jìn)入廢水反應(yīng)器1，與堿液、反應(yīng)添加劑、絮凝劑反應(yīng)后，進(jìn)入澄清槽 2，澄清槽清液溢流進(jìn)入清液槽3。清液槽內(nèi)的廢水經(jīng)清液累10加壓后進(jìn)入清液過濾器4過濾 后，進(jìn)入進(jìn)料換熱器5,預(yù)熱后的廢水進(jìn)入汽提塔6上部。汽提塔塔頂氣體經(jīng)塔頂冷凝器12冷 卻后進(jìn)入塔頂氣液分離器7。塔頂氣液分離器7分離的液相作為汽提塔回流液，含硫酸性氣 送入硫回收系統(tǒng)生產(chǎn)硫橫。汽提塔蓋液經(jīng)汽提塔底累11加壓后，經(jīng)過進(jìn)料換熱器冷卻后，返 回氣化裝置。汽提塔中部得到的富氨氣體，送入冷卻吸收。澄清槽底漿液經(jīng)澄清槽底累9加 壓后進(jìn)入漿液過濾器8，過濾后的漿液返回澄清槽，固體送至廢固回收。
[0044] 汽提塔6為板式塔，含氨廢水送至汽提塔頂部，低壓廢氣溫度較高，作為汽提蒸汽 進(jìn)入塔蓋，與蓋液直接換熱。加壓后的常壓廢氣送入汽提塔塔板下部，作為補(bǔ)充吹脫氣。
[0045] 廢水反應(yīng)器1為攬拌蓋式反應(yīng)器，設(shè)置廢水進(jìn)口、加堿口、加反應(yīng)劑口及加絮凝劑 口。加堿的目的是，使氣化廢水中的Ca2+、Mg2+、Si2+在堿性環(huán)境下與反應(yīng)劑生成沉淀。
[0046] 澄清槽2為錐底開式容器。澄清槽設(shè)置攬拌器及上部溢流口，清液從澄清槽上部溢 流進(jìn)入清液槽，清液槽中的清液通過清液累10送入清液過濾器4。澄清槽底部漿液通過澄清 槽底累9送至漿液過濾器8，澄清槽攬拌器用于防止澄清槽底累入口管線堵塞。
[0047] 清液過濾器4內(nèi)填充五層陶瓷材質(zhì)的過濾介質(zhì)，可W過濾粒徑0.1 wii的懸浮顆粒。 過濾后的清液送至汽提裝置。
[0048] 廢水在廢水反應(yīng)器1、澄清槽2及清液槽3之間依靠重力流動(dòng)。
[0049]應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際案例如下，來自氣化過程的廢水廢氣組成及流量見下表：
[(K)加]
'[0053]~~經(jīng)過本裝置處理后回用水中的固態(tài)物及N出-N含量大為減少，Ca2+、mg2\Si 2+離子 在本裝置中經(jīng)過沉淀除去，可W減緩黑水和灰水系統(tǒng)的管道和設(shè)備堵塞，提高換熱器換熱 效果，增加氣化裝置長周期運(yùn)行的穩(wěn)定性。廢水廢氣中的氨及也S分別回收作為生產(chǎn)氨水與 硫橫等副產(chǎn)品的原料，生產(chǎn)15 % wt氨水1.3wt/a，硫橫33化/a,減少廢氣外排的同時(shí)增加經(jīng) 濟(jì)效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，氣化裝置產(chǎn)生的廢水廢氣，按照含固 廢水、含氨廢水、低壓廢氣、常壓廢氣分別回收，其特征是： 含固廢水首先進(jìn)入廢水反應(yīng)器，與堿液、反應(yīng)添加劑、絮凝劑反應(yīng)后，進(jìn)入絮凝沉降系 統(tǒng)；絮凝沉降系統(tǒng)產(chǎn)生的清液經(jīng)過清液過濾，過濾后的清液進(jìn)入汽提裝置，絮凝沉降系統(tǒng)產(chǎn) 生的漿液經(jīng)過漿液過濾，過濾后的濾液返回絮凝沉降系統(tǒng)，過濾所得固體進(jìn)行廢固回收； 含氨廢水直接進(jìn)入汽提裝置;常壓廢氣經(jīng)過廢氣加壓后送入汽提裝置;低壓廢氣直接 進(jìn)入汽提裝置； 經(jīng)過汽提裝置汽提分離出的含硫酸性氣進(jìn)入硫回收系統(tǒng)副產(chǎn)硫磺，富氨氣經(jīng)過冷卻吸 收生產(chǎn)氨水，分離酸性氣和NH3后的水大部分作為氣化回用水返回氣化裝置，少部分外排。2. 如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是含固廢水首 先進(jìn)入廢水反應(yīng)器(1 )，與堿液、反應(yīng)添加劑、絮凝劑反應(yīng)后，進(jìn)入澄清槽(2 )，清液從澄清槽 上部溢流進(jìn)入清液槽(3)，清液槽內(nèi)的清液經(jīng)清液栗（10)加壓后進(jìn)入清液過濾器(4)過濾 后，進(jìn)入進(jìn)料換熱器(5)，經(jīng)進(jìn)料換熱器(5)與塔釜出料換熱后的廢水進(jìn)入汽提塔上部，汽提 塔塔頂氣體經(jīng)塔頂冷凝器(12)冷卻后進(jìn)入塔頂氣液分離器(7)，塔頂氣液分離器(7)分離的 液相作為汽提塔回流液，含硫酸性氣送入送入硫回收工段，通過硫回收系統(tǒng)制備硫磺副產(chǎn) 品;汽提塔中部得到的富氨氣體，進(jìn)行冷卻吸收，生成氨水副產(chǎn)品； 含氨廢水直接進(jìn)入汽提塔上部;低壓廢氣溫度較高，作為汽提蒸汽進(jìn)入塔釜，與釜液直 接換熱;加壓后的常壓廢氣送入汽提塔塔板下部，作為補(bǔ)充吹脫氣;經(jīng)過汽提裝置汽提分離 出的含硫酸性氣進(jìn)入硫回收系統(tǒng)副產(chǎn)硫磺，富氨氣經(jīng)過冷卻吸收生產(chǎn)氨水，分離酸性氣和 NH3后的水大部分作為氣化回用水返回氣化裝置，少部分外排； 清槽底漿液經(jīng)澄清槽底栗（9)加壓后進(jìn)入漿液過濾器（8)，過濾后的漿液返回澄清槽 (2)，固體送至廢固回收。3. 如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是絮凝沉降系 統(tǒng)包括澄清槽(2)、清液槽(3)、清液栗（10)及澄清槽底栗(9)，其中澄清槽(2)為錐底開式或 閉式容器，澄清槽(2)設(shè)置攪拌器及上部溢流口，清液從澄清槽上部溢流進(jìn)入清液槽(3 )，清 液槽(3)中的清液通過清液栗（10)送入清液過濾器(4);澄清槽底部漿液通過澄清槽底栗 (9)送至漿液過濾器(8)，澄清槽攪拌器用于防止澄清槽底栗(9)入口管線堵塞。4. 如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是清液過濾采 用清液過濾器(4)，一臺(tái)清液栗（10)需設(shè)置兩臺(tái)清液過濾器(4)，清液過濾器內(nèi)填充4~5層 纖維、陶瓷材質(zhì)的過濾介質(zhì)，可以過濾粒徑0. Ιμπι的懸浮顆粒，過濾后的清液送至汽提裝置。5. 如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是漿液過濾采 用漿液過濾器(8)，一臺(tái)澄清槽底栗(9)需設(shè)置兩臺(tái)漿液過濾器(8)，過濾后的漿液送回澄清 槽⑵。6. 如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是汽提裝置包 括汽提塔(6)，塔頂冷凝器（12)，塔頂氣液分離器(7)，進(jìn)料換熱器(5)，汽提塔底栗（11)，其 中汽提塔(6)為板式塔，過濾后的清液經(jīng)進(jìn)料換熱器（5)與塔釜出料換熱后進(jìn)入汽提塔上 部，含氨廢水直接進(jìn)入汽提塔上部;低壓廢氣溫度較高，作為汽提蒸汽進(jìn)入塔釜，與釜液直 接換熱;加壓后的常壓廢氣送入汽提塔塔板下部，作為補(bǔ)充吹脫氣;汽提塔上部得到的含硫 酸性氣送入硫回收工段，通過硫回收系統(tǒng)制備硫磺副產(chǎn)品;汽提塔中部得到的富氨氣體，進(jìn) 行冷卻吸收，生成氨水副產(chǎn)品。7. 如權(quán)利要求6所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是冷卻吸收包 括氨冷卻器及吸收器，富氨氣體進(jìn)入氨冷卻器降溫后送入吸收器，與吸收器內(nèi)的水生成氨 水副廣品。8. 如權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水廢氣預(yù)處理及綜合利用方法，其特征是廢水反應(yīng)器 (1)是攪拌釜式反應(yīng)器，設(shè)置廢水進(jìn)口、加堿口、加反應(yīng)劑口及加絮凝劑口，加堿的目的使氣 化廢水中的Ca 2+、Mg2+、Si2+在堿性環(huán)境下與反應(yīng)劑生成沉淀。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK105948306SQ201610312693
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】張翔, 黃壘, 姜坤, 劉艷軍, 余濤, 閆寧
【申請(qǐng)人】華陸工程科技有限責(zé)任公司