殼牌煤氣化污水處理工藝優(yōu)化改造

李　星　杜　霞

(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)

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殼牌煤氣化污水處理工藝優(yōu)化改造

李星杜霞

(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)

1　污水處理系統(tǒng)工藝流程

殼牌煤氣化工藝中污水處理系統(tǒng)的主要工作原理是將來自渣水系統(tǒng)和濕洗系統(tǒng)的含有酸性氣體以及一定灰分含量的循環(huán)水先進入灰漿汽提塔進行汽提，然后分離出CO2，H2S，NH3，HCN和HCl等氣體；汽提后的循環(huán)水經(jīng)過排污水冷卻器后溫度下降至50 ℃，然后被送至澄清槽，此時向澄清槽內(nèi)加入絮凝劑，使固體懸浮物濃縮、長大、自然沉淀，沉降至澄清槽底部，上層的澄清水送往污水站處理后回收利用，下層的灰泥經(jīng)漿液泵送往真空袋式過濾機進行過濾，濾餅進行回收，濾液重新返回澄清槽。改造前污水處理系統(tǒng)工藝流程示意如圖1所示。

圖1　改造前污水處理系統(tǒng)工藝流程示意

2　存在的問題及分析

2.1汽提塔填料堵塞及給料泵進、出口管線結垢

給料泵進、出口管線結垢的原因：給料罐的進水是來自濕洗系統(tǒng)的循環(huán)水和澄清槽溢流泵的循環(huán)水，2種循環(huán)水混合后生成CaCO3和MgCO3等結垢物，造成給料泵進、出口管線結垢。

2.2管道、機泵和閥門磨損

由于污水處理系統(tǒng)中固含量較高，尤其是渣水系統(tǒng)來的渣水，經(jīng)水力旋流器后，其中總固量約2%(質(zhì)量分數(shù)，下同)。開車初期，在煤粉管線煤粉流量控制不好時，總固量最高達10%，造成管道、閥門、設備嚴重磨損。汽提塔的2臺給料泵出口調(diào)節(jié)閥、排污水泵出口調(diào)節(jié)閥因磨損而頻繁發(fā)生泄漏，造成污水處理系統(tǒng)不能正常運行；同時，由于澄清槽、溢流槽底部和灰漿儲槽的底錐處污水中總固量較高，甚至達到25%以上，這也是造成管道和底錐磨損而發(fā)生泄漏的主要原因。

2.3酸管線泄漏

由于渣水系統(tǒng)、濕洗系統(tǒng)的來水偏堿性，污水處理工藝裝置原設置4處鹽酸添加點：渣水系統(tǒng)循環(huán)水進入給料罐前、濕洗系統(tǒng)循環(huán)水進入給料罐前、2臺給料泵進入汽提塔前。在殼牌煤氣化系統(tǒng)原設計中加鹽酸的主要作用：①為了防止渣水系統(tǒng)和濕洗系統(tǒng)的循環(huán)水在汽提塔內(nèi)部發(fā)生反應而生成CaCO3等沉淀物；②調(diào)節(jié)污水系統(tǒng)循環(huán)水中pH。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，酸管線法蘭連接處經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕、泄漏等情況。正常運行期間，如果某一股污水中pH超標后，需要調(diào)整鹽酸的添加量，其他3處污水中pH也會隨之改變，且系統(tǒng)壓力也影響其鹽酸添加量的變化，因此，經(jīng)常發(fā)生酸管線因超壓而泄漏的現(xiàn)象。

2.4外排水中氨氮、COD含量超標

污水處理系統(tǒng)運行期間，澄清槽溢流泵外排水中氨氮和COD含量經(jīng)常超標的主要原因：①汽提塔填料堵塞，導致汽提效果變差，進而無法汽提出CO2，H2S，NH3，HCN和HCl等氣體，造成外排水中氨氮含量超標；②澄清槽沉淀效果不好，造成外排水中COD含量超標。

2.5真空袋式過濾機過濾效果差、處理能力低

真空袋式過濾機過濾效果差的原因：①受上游氣化工藝影響較大，氣化爐溫度波動后，煤泥粒度和固含量發(fā)生變化，原本合適的濾布不能適應工況的變化，濾布處理的污泥粒度太細，造成濾布堵塞，而沖洗水也很難將煤泥沖出；②下料不均勻，濾布長度太長，真空袋式過濾機處理能力低，導致污泥在貯罐中沉積、堵塞。

3　改造方案及改造效果

3.1改造方案

(1)針對汽提塔汽提效果差和管道、設備磨損腐蝕嚴重等問題進行工藝流程優(yōu)化。改造后污水處理系統(tǒng)工藝流程示意見圖2。

圖2　改造后污水處理系統(tǒng)工藝流程示意

① 在灰水給料泵出口閥后增加1條管線，直接引至澄清槽，原管線廢棄，此法可解決渣水系統(tǒng)因固含量較高而導致汽提塔填料堵塞的問題。

② 拆除澄清槽溢流泵去2臺給料罐的循環(huán)水管線，防止?jié)裣聪到y(tǒng)的循環(huán)水與渣水系統(tǒng)的循環(huán)水發(fā)生反應而生成CaCO3等沉淀物。

③ 將濕洗系統(tǒng)的補水由工藝冷凝液更改為鍋爐水(除氧后的脫鹽水)，同時向澄清槽中添加聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵絮凝劑，以提高絮凝效果。將濕洗系統(tǒng)外排水指標控制在濁度<200 NTU，COD<300 mg/L，氨氮<150 mg/L。

④ 取消原污水處理系統(tǒng)配置的4處鹽酸添加點。由于目前將濕洗系統(tǒng)的外排水中pH控制在6.5～7.0的操作難度不大，經(jīng)過以上改造后，污水處理系統(tǒng)即使不加鹽酸也完全可達到外排水的排放指標。

(2)針對真空袋式過濾機過濾效果差進行的改造。主要內(nèi)容是建一框架，新增1臺LW630×2300- N型臥式離心機，代替原真空袋式過濾機。該臥式離心機能夠處理沉降槽沉降下來的污泥，只要調(diào)節(jié)好其轉速和差速即可，與真空袋式過濾機相比，具有占地面積小、處理量大、處理效果好、設備維護簡單、投資少等優(yōu)點。

3.2改造效果

(1)渣水系統(tǒng)的循環(huán)水經(jīng)閃蒸后，直接進入澄清槽進行沉降，避免了與濕洗系統(tǒng)的循環(huán)水發(fā)生反應而生成CaCO3等沉淀物，解決了汽提塔填料和排污水冷卻器的堵塞問題。同時，解決了來自濕洗系統(tǒng)的給料泵進、出口管線的結垢問題。

(2)因進入汽提塔的循環(huán)水流量減少，汽提使用的蒸汽量由改造前3 t/h降至1 t/h。

(3)解決了酸管線經(jīng)常泄漏的問題，也降低了輔材消耗成本，可節(jié)約加酸量0.1 t/h。

(4)外排水中氨氮和COD含量都得到了有效控制，均控制在指標范圍之內(nèi)。改造前、后外排水中氨氮、COD含量對比如表1(2014年數(shù)據(jù))所示。

表1　改造前、后外排水中氨氮、COD含量對比　　　mg/L

(5)將真空袋式過濾機更換為臥式離心機后，每年可節(jié)約濾布18床，解決了現(xiàn)場亂排、亂放的問題。

4　結語

殼牌煤氣化污水處理工藝經(jīng)過改造后，保證了氣化裝置開停車過程中或者大幅波動的情況下污水處理系統(tǒng)的正常運行，減少了填料層的清洗時間及清洗次數(shù)，提高了煤泥水的分離效率，同時能夠有效控制外排污水達標排放，改善了現(xiàn)場工作環(huán)境。

2016- 03- 23)