一种降低灰水硬度并减少系统外排灰水量的成套处理方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于煤气化渣水系统水处理技术，具体涉及一种降低煤气化系统灰水硬度并显著减少煤气化系统外排灰水量的成套处理方法。
【背景技术】
[0002]煤气化技术是洁净煤技术领域的关键性共性技术；具有高效、超洁净特点，是当今世界煤技术发展的主流。煤气化技术中尤以气流床煤气化技术比较适宜大规模工业生产。
[0003]最近十几年国内陆续上了几十套该类型装置，并且都已经取得成功。国外煤气化主要用于生产燃料气及循环发电，对合成气净化要求不是特别严格，渣水处理也相对简单。国内合成气主要作为化工产品的原料气，对合成气的含尘量要求严格，因此煤气化系统渣水处理是一个重要技术环节，渣水系统运行的正常与否，直接影响整个煤气化系统能否长周期安全稳定运行。针对该类装置国内各公司经过不断的革新、改造，渣水系统已经运行得比较稳定，但仍然存在着不少问题。
[0004]目前由于煤质、水资源以及环境保护等因素的制约，煤气化系统灰水中的悬浮物、碱度和硬度不断升高，使整个煤气化系统的结垢堵塞情况日益加重，严重影响煤气化系统的长周期连续稳定运行，同时造成煤气化系统排补水量大，因此对煤气化系统黑灰水进行常规的絮凝沉降及阻垢分散处理之外，开发一种降低煤气化系统灰水硬度并显著减少系统外排水量的成套处理工艺有着非常强的必要性和迫切性。
【发明内容】
[0005]针对上述生产中遇到的问题，提供一种利用EDR装置处理煤气化系统外排灰水，同时配合对煤气化系统黑水沉降槽中黑水的降硬絮凝处理，达到煤气化系统外排灰水循环回用并降低煤气化系统灰水硬度的效果，解决目前煤气化系统普遍存在的灰水硬度不断升高，造成系统结垢严重及外排灰水量大的问题。
[0006]本发明解决其问题所采用的技术方案是:一种降低灰水硬度并减少系统外排灰水量的成套处理方法，包括如下步骤:
[0007]第一步:由煤气化系统灰水罐排出的灰水经换热器冷却至水温不超过35°C ;
[0008]第二步:经冷却的灰水进入EDR装置，通过电渗析作用去除大部分钙、镁、碳酸氢根、氯离子，产生的软化水进入灰水罐回用；同时产出的浓水则进入到煤气化系统黑水沉降槽与来自闪蒸系统的黑水混合；
[0009]第三步:根据所述黑水沉降槽中黑水的硬度及碱度，向黑水沉降槽黑水中连续投加适当适量的絮凝剂，同时连续或间断投加适量降硬剂，使产生的钙盐、镁盐等沉淀颗粒连同黑水中其它悬浮物一同絮凝沉降至黑水沉降槽底部；
[0010]第四步:黑水沉降槽上部溢流的灰水进入灰水罐，而其底部经絮凝沉降产生的泥浆经压滤后所得滤饼外排。
[0011]根据本发明所述的成套处理方法，其中第二步所述的软化水进入灰水罐回用于煤气化系统或回用于其它系统。
[0012]本发明的积极效果是:从灰水罐出来的外排灰水(约70°C )经废水换热器冷却降温至35°C以下后进入EDR装置。灰水在流经EDR装置时，会因为离子的定向迀移形成离子含量很低的产水和离子浓度较高的浓水两部分。其中产水回到灰水罐回用于煤气化系统，从而降低煤气化系统水中各种成垢离子的浓度；浓水则进入沉降槽，在降硬剂作用下产生的钙盐、镁盐等沉淀物又在絮凝剂的作用下与进入沉降槽黑水中的其它大量悬浮颗粒一起絮凝沉降至沉降槽底部。沉降槽上部溢流的灰水进入灰水罐，而其底部经絮凝沉降产生的泥浆上经泥浆栗送压滤机进行压滤后，所得滤饼外排。本发明有效的降低了煤气化系统循环灰水的硬度，缓解了因灰水硬度不断升高导致煤气化系统严重结垢的情况，降低了系统设备的故障率；同时将本应外排的灰水回用，从而大大提升煤气化系统的水循环利用率。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例降低煤气化系统灰水硬度并减少系统外排灰水量的成套处理方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实例和附图对本发明进一步说明。
[0015]参见图1，一种降低煤气化系统灰水硬度并显著减少系统外排灰水量的成套处理工艺，从灰水罐出来的外排灰水(约70°C )经废水换热器冷却降温至35°C以下后进入EDR装置。灰水在流经EDR装置时，因为离子的定向迀移形成离子含量很低的产水和离子浓度较高的浓水两部分。其中产水回到灰水罐回用于煤气化系统，从而降低煤气化系统水中各种成垢离子的浓度；浓水则进入沉降槽，在降硬剂作用下产生的钙盐、镁盐等沉淀物又在絮凝剂的作用下与进入沉降槽黑水中的其它大量悬浮颗粒一起絮凝沉降至沉降槽底部。沉降槽上部溢流的灰水进入灰水罐，而其底部经絮凝沉降产生的泥浆上经泥浆栗送压滤机进行压滤后，所得滤饼外排。
[0016]某化工厂的煤气化系统，其黑灰水工况条件为:黑灰水流量为500m3/h，灰水中Ca2+约为1000mg/L，HC03约为1500mg/L ;系统由灰水罐外排灰水量约为720000m3/年，新鲜水补水量约为500000m3/年。灰水长期在高硬髙碱条件下运行，造成系统中锁斗冲洗水管线、激冷水管线、洗涤塔塔盘、废水换热器等关键部位沉积结垢严重，严重影响煤气化系统的长周期连续稳定运行，使公司承担着巨大的经济和环保压力。针对上述生产中遇到的问题，开发了一种降低煤气化系统灰水硬度并显著减少系统外排灰水量的成套处理工艺，由煤气化系统灰水罐排出的灰水约100m3/h经换热器冷却至水温不超过35°C，然后进入EDR装置，其约70m3/h、Ca2+约为105mg/L、HC03约为570mg/L的产出水进入灰水罐回用于煤气化系统，而产出的约30m3/h浓水则进入到黑水沉降槽与来自闪蒸系统的黑水混合，当黑水中Ca2+> 400mg/L时，向黑水沉降槽黑水中连续或间断投加适量降硬剂，同时连续投加适当适量的絮凝剂，使产生的钙盐、镁盐等沉淀颗粒连同黑水中其它悬浮物一同絮凝沉降至黑水沉降槽底部，经泥浆栗送压滤机进行压滤后，所得滤饼外排，黑水沉降槽上部溢流的灰水进入灰水罐，回用于煤气化系统。
[0017]此套工艺使煤气化系统原本外排的灰水循环回用并降低煤气化系统灰水硬度，灰水中Ca2+控制在400mg/L以下，煤气化系统外排灰水量降低到64000m3/年，新鲜水补水量减少到10000m3/年，解决目前煤气化系统普遍存在的灰水硬度不断升高，造成的系统结垢严重及外排灰水量大带来的经济和环保压力等问题。
【主权项】
1.一种降低灰水硬度并减少系统外排灰水量的成套处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:由煤气化系统灰水罐排出的灰水经换热器冷却至水温不超过35°c ; 第二步:经冷却的灰水进入EDR装置，通过电渗析作用去除大部分钙、镁、碳酸氢根、氯离子，产生的软化水进入灰水罐回用；同时产出的浓水则进入到煤气化系统黑水沉降槽与来自闪蒸系统的黑水混合； 第三步:根据所述黑水沉降槽中黑水的硬度及碱度，向黑水沉降槽黑水中连续投加适当适量的絮凝剂，同时连续或间断投加适量降硬剂，使产生的钙盐、镁盐等沉淀颗粒连同黑水中其它悬浮物一同絮凝沉降至黑水沉降槽底部； 第四步:黑水沉降槽上部溢流的灰水进入灰水罐，而其底部经絮凝沉降产生的泥浆经压滤后所得滤饼外排。2.根据权利要求1的成套处理方法，其特征在于，第二步所述的软化水进入灰水罐回用于煤气化系统或回用于其它系统。
【专利摘要】本发明公开了一种降低灰水硬度并减少系统外排灰水量的成套处理方法。该方法包：由煤气化系统灰水罐排出的灰水经换热器冷却至水温不超过35℃；经过冷却的灰水进入EDR装置处理后得到软化水和脓水，其中软化水进入灰水罐回用，浓水则进入到煤气化系统黑水沉降槽；根据黑水的硬度及碱度，向黑水沉降槽黑水中连续投加絮凝剂，同时连续或间断投加适量降硬剂，使产生的以钙盐、镁盐为主的沉淀颗粒连同悬浮物絮凝沉降至黑水沉降槽底部；黑水沉降槽上部溢流的灰水进入灰水罐，而其底部经絮凝沉降产生的泥浆经压滤后所得滤饼外排。本发明有效的降低了煤气化系统循环灰水的硬度，缓解了结垢，降低了系统设备的故障率；同时大大提升煤气化系统的水循环利用率。
【IPC分类】C02F9/06
【公开号】CN105314775
【申请号】CN201510889430
【发明人】胡兴刚, 康红欣, 刘光华, 朱安民, 王肇君, 王一耿, 王堃, 蔡本慧, 王宇星, 吕勇, 丛晓东, 杨喻, 王宝良
【申请人】中国海洋石油总公司, 天津正达科技有限责任公司, 中海油天津化工研究设计院, 中海油能源发展股份有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年12月7日