[發明專利]閃蒸-沉降-沸騰床分離組合型煤氣化黑水凈化方法與裝置

在審

• 申請號: 202011493210.0
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112624472A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 呂文杰;劉冰;汪華林;陳建琦;馬紅鵬;馬世浩;黨志宏;胡斌;紀玉杰
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/34
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

本公開涉及閃蒸?沉降?沸騰床分離組合型煤氣化黑水凈化方法與裝置，提供了一種閃蒸?沉降?沸騰床分離組合型煤氣化黑水凈化方法，包括：(i)對煤氣化黑水進行閃蒸處理；(ii)將經閃蒸處理的煤氣化黑水送至沉降槽，沉降分離后底部濃縮懸浮物去往真空壓濾系統，沉降槽上層清液為煤氣化灰水進入灰水槽；(iii)將煤氣化灰水從灰水槽抽出，送至沸騰床分離器以深度脫除其中的微細顆粒物；(iv)將經沸騰床分離器凈化后的煤氣化灰水送至除氧器脫氧；以及(v)沸騰床分離器運行一段時間至壓差為0.3MPa后，通過煤氣化灰水和氮氣混合后反向進料對沸騰床分離器的分離媒質進行再生。還提供了一種閃蒸?沉降?沸騰床分離組合型煤氣化黑水凈化裝置。

技術領域

本公開屬于難降解污水處理與回用技術領域，涉及一種煤氣化黑水凈化方法，適用于對煤氣化黑水中固體顆粒物的去除。具體地說，本公開結合閃蒸、沉降和沸騰床分離技術，提供了一種煤氣化黑水凈化的組合分離方法及裝置。

背景技術

煤氣化過程是以煤或煤焦為原料，以氧氣、水蒸氣或氫氣等作氣化劑，在高溫條件下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為氣體燃料或下游原料的過程。目前，氣流床是國內主流的煤氣化技術，盡管新型氣化工藝已經大規模工業化，并能長期穩定運行，但渣水處理系統卻不盡完善。其中，煤氣化過程產生的黑水經三級閃蒸及沉降等工序除灰后的澄清灰水進入灰水槽，經后續脫氧及加熱后大部分送到煤氣化系統循環使用，小部分送至污水處理單元。由于回用灰水中依舊存在部分懸浮物，而且高堿度、高硬度，且灰水循環系統中的懸浮物和鈣鎂離子易沉積積累，使煤氣化系統的堵塞情況日益加重，嚴重影響煤氣化系統的長周期連續穩定運行。為了解決上述問題，煤化工企業主要采用的措施是加大外排灰水量和增加新鮮水量，這在一定程度上可以降低灰水的懸浮物和鈣鎂離子含量，減緩堵塞速率，但降低了灰水的回用率，增加了企業的運行成本，不符合現代煤化工企業節能減排的要求，同時，大量外排的污水也為下游的水處理設施帶來巨大壓力。因此，為保證煤氣化系統正常運行及減少外排污水量和新鮮水補充，需要有效脫除灰水中的微細顆粒物。

目前常見的脫固方法主要有沉降法、離心分離法、精密過濾法、膜分離法、化學絮凝法等。沉降法裝置占地面積較大，對極細顆粒分離效果較差、效率較低，一般作為高效脫固的預處理裝置；離心分離法對氣化黑水中亞微米級顆粒分離效果較差，單獨使用無法滿足系統回用水的水質要求；由于氣化黑水中顆粒粒徑小，易進入精密過濾裝置的濾芯孔道內部，造成孔道堵塞，難以通過在線反沖洗去除；膜分離法由于其分離效果優良近年來雖得到廣泛應用，但由于氣化黑水中懸浮物含量較高，存在易堵塞、維護代價大及成本高等缺點；化學絮凝法對細小顆粒物的分離效果較差，且處理藥劑成本高、易產生二次污染等。

中國專利申請CN102039068A提出對氣化灰水利用脹鼓列管式過濾器進行分離凈化，該方法設備投資小，檢維修方便，不使用助沉劑，操作費用低，但分離精度和分離效果有限，經過濾器凈化后的灰水清液懸浮物濃度高達50mg/L。中國專利申請CN104096397A提出利用袋式過濾對氣化灰水進行分離凈化，該方法工藝簡單，投資及運行成本低，濾餅含水量低，但分離精度和分離效果同樣有限，無法完全滿足氣化灰水回用標準。中國專利申請CN110559721A和CN209065605U提出通過黑水過濾裝置對氣化黑水進行直接凈化處理，分離流程簡單，成本低廉，但均未提及實際應用中氣化黑水的凈化效果及數據，且氣化黑水流量大、固含量較高且夾帶微細顆粒粒徑小，若直接過濾，存在過濾裝置運行周期短、易堵塞的問題；中國專利CN208964606U和CN206715387U提出通過黑水沉淀分離裝置替代現有沉降槽，但回用灰水懸浮物含量仍舊較高。