煤氣化渣水電化學(xué)處理技術(shù)在航天爐氣化灰水系統(tǒng)的應(yīng)用小結(jié)

王輝

（安徽昊源化工集團有限公司 安徽阜陽 236056）

煤氣化渣水電化學(xué)處理技術(shù)在航天爐氣化灰水系統(tǒng)的應(yīng)用小結(jié)

王輝

（安徽昊源化工集團有限公司 安徽阜陽 236056）

文章介紹了煤氣化渣水電化學(xué)處理技術(shù)在航天爐氣化灰水系統(tǒng)的應(yīng)用，該裝置是以電化學(xué)絮凝技術(shù)為核心，集高效絮凝、沉淀于一體的電化學(xué)除硬除濁一體化設(shè)備。

煤氣化灰水；電化學(xué)技術(shù)；結(jié)垢；污堵；高硬度

安徽昊源化工集團有限公司（以下簡稱昊源）兩套航天爐氣化灰水系統(tǒng)循環(huán)量為350 m3/h，煤化工氣化工藝中的氣化灰水系統(tǒng)具有高硬度、高濁度、高懸浮物的特點，極易引起氣化系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備、管道結(jié)垢，影響系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。因此，昊源實施航天爐氣化灰水處理項目，采用北京京潤環(huán)?？萍脊煞萦邢薰镜拿簹饣宜娀瘜W(xué)處理技術(shù)。項目自建成投運以來，運行穩(wěn)定，目前系統(tǒng)已達到技術(shù)設(shè)計指標，灰水系統(tǒng)總硬度在400 mg/L左右，有效緩解了系統(tǒng)的結(jié)垢壓力，延長了管道、設(shè)備清理維護的周期；且系統(tǒng)排污量下降到60 t/h，裝置每年可減少向污水處理站排放污水32萬噸，每年減少向循環(huán)水系統(tǒng)補充脫鹽水32萬噸，節(jié)約了大量的水資源，減小了環(huán)保壓力，每年節(jié)約成本440.01萬元，具有良好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

1 煤氣化灰水電化學(xué)處理技術(shù)原理

煤氣化灰水電化學(xué)處理技術(shù)，可有效去除煤氣化灰水中硬度、濁度、懸浮物等物質(zhì)，是一種集電化學(xué)絮凝、電氣浮氧化、電場及高效沉淀等作用于一體的電化學(xué)除硬除濁技術(shù)。

在電化學(xué)除硬除濁一體化設(shè)備的反應(yīng)池中設(shè)置獨特的電化學(xué)反應(yīng)器，采用金屬鐵或鋁復(fù)合材料，在電場作用下，在線原位產(chǎn)生鐵或鋁離子進入水中，與水中溶解的OH-結(jié)合生成Fe(OH)3或Al(OH)3以及其它單核羥基配合物、多核羥基配合物和聚合物等，形成的配合物是一種高活性的吸附基團。同時通過調(diào)節(jié)水中pH值，形成有利于Ca2+、Mg2+分離出來的工作環(huán)境，吸附基團將Ca2+、Mg2+、微細顆粒、膠體顆粒、懸浮物等雜質(zhì)共同吸附，在整個處理過程中始終存在電場作用和絮凝作用。灰水經(jīng)反應(yīng)處理后進入一體化裝置的高效斜管沉淀池中，絮凝體經(jīng)沉淀池充分沉淀后，送至灰水槽。

煤氣化灰水系統(tǒng)循環(huán)流程圖

2 技術(shù)創(chuàng)新點

(1)思路創(chuàng)新：

將電化學(xué)、除硬、除濁、高效沉淀結(jié)合在一起協(xié)同作用，達到高效絮凝、除硬、除濁的作用。

(2)技術(shù)創(chuàng)新：

①電絮凝協(xié)同除硬、除濁：絮凝核帶正電荷，可吸附膠體和懸浮物形成帶負電荷的絮凝團，此絮凝團再反過來吸附Ca2+、Mg2+，從而去除水中部分離子，通過絮凝起到一定的除硬、除濁功效。

②利用旋流理論與電化學(xué)在線原位產(chǎn)生高活性絮凝核相結(jié)合，使得絮凝核均勻分布，起到對碳酸鈣和氫氧化鎂較強的吸附作用，提高軟化效率。

③通過對流體模型的仿真設(shè)計，改進流體流動、擴散模型、降低阻力、提高流體與電極接觸效率，得到良好的流道設(shè)計，有利于將在電場作用下產(chǎn)生的絮凝核與水中膠體顆粒物被壓縮、脫穩(wěn)的雙電層、吸附、碰撞形成密實絮體，加速沉降。

(3)工藝設(shè)備創(chuàng)新：

①電化學(xué)反應(yīng)區(qū)采用穿孔旋流反應(yīng)器，加快反應(yīng)速度，有利于沉淀的生成。

②分離沉降區(qū)通過設(shè)計上升流速和沉降流速，通過排污控制懸泥層，形成的懸泥層提高凈化作用。

③排污采用多斗形式，有利于污泥的沉降和實現(xiàn)自動排泥，工程上可連續(xù)穩(wěn)定運行。

3 項目應(yīng)用效果

目前航天爐氣化灰水系統(tǒng)循環(huán)量為350m3/h，灰水系統(tǒng)的硬度、堿度、懸浮物等指標較高，結(jié)垢性離子在設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢嚴重，從而影響設(shè)備的正常運行。采用煤氣化灰水電化學(xué)處理技術(shù)前排污量為130m3/h。

為降低灰水系統(tǒng)硬度指標，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行，減少系統(tǒng)排污量，灰水系統(tǒng)中嵌入以電化學(xué)絮凝技術(shù)為核心，集高效絮凝、沉淀于一體的電化學(xué)除硬除濁一體化設(shè)備，目前系統(tǒng)硬度已達到技術(shù)設(shè)計指標，有效緩解了系統(tǒng)的結(jié)垢壓力，延長了管道、設(shè)備清理維護的周期；系統(tǒng)排污量也已下降到60 t/h，灰水系統(tǒng)總硬度由800 mg/L下降到400 mg/L以下，系統(tǒng)排水量由130 m3/h下降到90 m3/h，補水量由130 m3/h下降到90 m3/h，改善了灰水運行水質(zhì)，降低了結(jié)垢風險，延長了裝置穩(wěn)定運行周期，有效節(jié)省園區(qū)用水量，帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

王輝，男，1982年9月出生，本科學(xué)歷，助理工程師，2008年7月畢業(yè)于淮北煤炭師范學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，同年8月分配到安徽昊源化工集團有限公司工作，現(xiàn)任安徽昊源化工集團有限公司總工辦技術(shù)員，從事科技管理、技術(shù)開發(fā)等工作。）