申請日2016.05.12

　　公開(公告)日2016.09.21

　　IPC分類號C02F9/04; C02F103/34

　　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，并對其進(jìn)行綜合利用。對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。

　　權(quán)利要求書

　　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)清液泵(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)澄清槽底泵(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)、清液泵(10)及澄清槽底泵(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)中的清液通過清液泵(10)送入清液過濾器(4);澄清槽底部漿液通過澄清槽底泵(9)送至漿液過濾器(8)，澄清槽攪拌器用于防止澄清槽底泵(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)，一臺清液泵(10)需設(shè)置兩臺清液過濾器(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0.1μm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)，一臺澄清槽底泵(9)需設(shè)置兩臺漿液過濾器(8)，過濾后的漿液送回澄清槽(2)。

　　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)，汽提塔底泵(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)的水生成氨水副產(chǎn)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Ca2+、Mg2+、Si2+在堿性環(huán)境下與反應(yīng)劑生成沉淀。

　　說明書

　　一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

　　本發(fā)明涉及煤氣化過程三廢處理領(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)

　　水煤漿氣化技術(shù)自美國德士古公司開發(fā)成功以來，以其生產(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)可以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)可以實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，因此進(jìn)入煤氣水中的雜質(zhì)以固態(tài)渣為主，含有少量溶解的NH3及CO2，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NH3及CO2等成分通過外排部分煤氣水保持系統(tǒng)內(nèi)NH3及CO2的平衡。這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。

　　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)生的廢水包括以下幾類：

　　氣化廢水：氣化外排廢水，含有一定量固形物，溶解有NH3及CO2;

　　沉渣池廢水：含有大量粒徑0.1μm的固態(tài)渣、添加劑等固體顆粒及大量的Ca2+、Mg2+、Si2+等離子，固形物含量高，硬度高;

　　變換洗氨廢水：變換外排廢水，溶解大量的NH3及H2S和CO2。

　　氣化過程產(chǎn)生的廢氣包括以下幾類：

　　渣池及鎖斗放空氣：常壓，N2為主，含有少量NH3及CO2;

　　真空閃蒸氣：常壓，H2O為主，含有少量NH3及CO2;

　　除氧槽尾氣：低壓，由H2S、CO2等酸性氣組成，含有少量NH3;

　　黑水閃蒸氣：低壓，主要為水蒸氣，含有CO，H2，CO2，NH3，H2S。

　　氣化廢水廢氣含有大量NH3及酸性氣CO2，H2S等，難以直接外排;Ca2+、Mg2+、Si2+離子的存在使得廢水硬度大，難以回用;NH3的存在與累積可能導(dǎo)致銨鹽結(jié)晶，堵塞管路和設(shè)備，同時易導(dǎo)致外排廢水NH3含量超標(biāo)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　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)處理后的廢水可以大部分回用，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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　廢水反應(yīng)器為攪拌釜式反應(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。

　　絮凝沉降系統(tǒng)包括澄清槽、清液槽、清液泵及澄清槽底泵。

　　澄清槽為錐底開式或閉式容器。澄清槽設(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，清液槽中的清液通過清液泵送入清液過濾。澄清槽底部漿液通過澄清槽底泵送至漿液過濾，澄清槽攪拌器用于防止澄清槽底泵入口管線堵塞。

　　清液過濾采用清液過濾器。一臺清液泵需設(shè)置兩臺清液過濾器。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)，可以過濾粒徑0.1μm的懸浮顆粒。過濾后的清液送至汽提裝置。

　　漿液過濾采用漿液過濾器。一臺澄清槽底泵需設(shè)置兩臺漿液過濾器。過濾后的漿液送回澄清槽。

　　廢水在廢水反應(yīng)器、澄清槽及清液槽之間依靠重力流動。

　　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，汽提塔底泵。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。汽提塔中部得到的富氨氣體，送入冷卻吸收。

　　含硫酸性氣通過硫回收系統(tǒng)制備硫磺副產(chǎn)品。

　　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。

　　本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

　　(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Ca2+，Mg2+，Si2+等離子及0.1μm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)。

　　(2)氣化廢水及廢氣中含有的酸性氣及NH3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)硫磺及氨水副產(chǎn)品，做到廢物的綜合利用，并減少廢水廢氣的外排量。

　　(3)氣化回用水中的顆粒物、NH3-N含量的降低，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。