[發(fā)明專利]一種高效水煤漿氣化灰水處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410118467.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103964631A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王發(fā)坤;李厚濤;盧玉獻(xiàn);郭杰;陰艷華;王歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科夢(mèng)環(huán)境工程有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種水煤漿氣化灰水的處理方法。

背景技術(shù)

據(jù)中國(guó)國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《中國(guó)的能源狀況與政策》介紹，中國(guó)擁有較為豐富的化石能源資源。其中，煤炭占主導(dǎo)地位。2006年，煤炭保有資源量10345億噸，剩余探明可采儲(chǔ)量約占世界的13%，列世界第三位。

煤炭是中國(guó)儲(chǔ)量最多，分布最廣的不可再生戰(zhàn)略資源，國(guó)土資源部最新預(yù)測(cè)表明，我國(guó)煤炭可采儲(chǔ)量達(dá)2040億噸，而石油和天然氣可采儲(chǔ)量分別為212億噸和22萬(wàn)立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煤炭的可使用量，這種以煤為主的消費(fèi)特點(diǎn)，決定了清潔高效利用煤炭，是我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的基石。如果將煤炭效率提高15%，可節(jié)煤4.2億噸，顯然提高燃煤效率是最有效的減少二氧化碳的清潔煤技術(shù)之一。

水煤漿氣化作為提高煤炭利用率最有效的潔凈煤技術(shù)，不僅廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)化工原料的生產(chǎn)，而且在原料生產(chǎn)地區(qū)，已向民用領(lǐng)域（如北方供熱鍋爐等）伸展。在化肥、甲醇、烯烴等基本化工或基礎(chǔ)化工原料生產(chǎn)裝置中，其生產(chǎn)原料已由之前的石油、天然氣等逐步為煤所取代，而諸多煤氣化工藝中，近年來(lái)所建裝置最多的當(dāng)屬水煤漿氣化工藝。

煤氣化灰水主要來(lái)源于氣化爐的急冷水及氣化工序的洗滌水，其有害物質(zhì)包括氨氮、硫化物、氰化物、SS等。其中氨氮為氮肥的營(yíng)養(yǎng)元素，排入水體會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而造成水體中微生物瘋長(zhǎng)、水體缺氧、發(fā)臭等；氰化物屬劇毒物質(zhì)，能引起中樞神經(jīng)中毒，導(dǎo)致麻痹和窒息；這些廢水排入水體后，同樣對(duì)水體生物有毒害作用，可導(dǎo)致魚(yú)類死亡等。

氣化爐出口灰水與洗滌塔出口灰水混合，經(jīng)兩級(jí)閃蒸后，其中部分硫化物（硫化氫、二氧化硫等）、氰化物隨閃蒸汽排出送其它工序處理，閃蒸后的灰水經(jīng)絮凝、沉淀等過(guò)程處理后循環(huán)使用。為避免灰水中氨氮、鈣鎂離子及其它有害組分的累積，通常抽出3-5%的灰水排放至污水處理。排出的灰水中由于氨氮含量高（500-800mg/L），若直接送生化處理，則不但造成生化處理負(fù)荷加大，消耗大量的碳源，而且往往不能達(dá)標(biāo)排放。

水煤漿氣化灰水具有以下特點(diǎn)：

a) 水溫高：40-45℃；

b) 硬度高：鈣、鎂離子含量＞1200 mg/l；

c) 含COD：～600 mg/l；

d) 氨氮含量高：650～750 mg/l。

本發(fā)明專利針對(duì)水煤漿氣化灰水的特性，采用具備抗結(jié)垢、抗堵塞的汽提工藝與設(shè)備，再串接生化處理工藝（SBR活性污泥工藝），最終使水煤漿氣化灰水達(dá)標(biāo)排放，即達(dá)到NH₃-N＜15 mg/L、COD＜120 mg/L的排放要求。

采用本工藝處理水煤漿氣化灰水，不但可回收氣化灰水中的氨（15-25%的氨水），而且還可降低整個(gè)灰水處理的運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)測(cè)算，其運(yùn)行費(fèi)用較傳統(tǒng)的生化處理工藝降低30-55%。

水煤漿氣化灰水中不但氨氮含量高，還含有鈣鎂等陽(yáng)離子和硫酸根、氯根、碳酸根等陰離子，傳統(tǒng)蒸汽汽提分離技術(shù)，以低壓水蒸汽作為氣提介質(zhì)，采用填料塔或板式塔提供氣液接觸界面，以達(dá)到組分分離的目的。灰水中的鈣鎂離子及相應(yīng)的陰離子，在加熱即蒸汽汽提的條件下，極易產(chǎn)生沉淀結(jié)垢而堵塞填料，或在板式塔的浮閥、泡罩或篩板上形成垢層，使得浮閥（或泡罩）卡死或篩孔堵塞，而無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。因此常規(guī)填料或板式汽提塔工藝僅適合于非結(jié)垢系統(tǒng)場(chǎng)合。

此外傳統(tǒng)汽提工藝通常采用管殼式或板式換熱器回收塔底高溫達(dá)標(biāo)廢水余熱，以降低工藝過(guò)程的能耗，但對(duì)于灰水系統(tǒng)，由于其結(jié)垢傾向嚴(yán)重，因此常常影響裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

專利號(hào)為201010123251.0的發(fā)明涉及一種熱泵閃蒸汽提脫氨法，此法將汽提脫氨后的富含氨氮的蒸汽經(jīng)過(guò)吸收塔吸收后，凈化的蒸汽經(jīng)過(guò)熱泵機(jī)組增壓后循環(huán)使用，脫氨后的廢水經(jīng)過(guò)文丘里和液環(huán)真空泵組成的真空閃蒸機(jī)組閃蒸后直接加熱預(yù)處理高氨氮廢水，此發(fā)明與傳統(tǒng)脫氨蒸汽耗量大、操作成本高的工藝相比，在節(jié)能、降耗方面有著效果顯著，在氨氮廢水處理中具有較廣的應(yīng)用市場(chǎng)前景和巨大的應(yīng)用潛力。

但是，專利號(hào)為201010123251.0的發(fā)明涉及一種熱泵閃蒸汽提脫氨法，其汽提塔采用填料塔或板式塔，如采用填料塔，系統(tǒng)結(jié)垢易造成填料堵塞；如采用板式塔，系統(tǒng)結(jié)垢亦會(huì)造成浮閥、泡罩卡死或篩孔堵塞；一旦出現(xiàn)卡死或堵塞，則處理效率急劇下降，工作不穩(wěn)定，甚至不能滿足處理要求。