李 星 杜 霞
(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)
?
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)
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(jìn)入灰漿汽提塔進(jìn)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(jī)進(jìn)行過濾,濾餅進(jìn)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
2.1汽提塔填料堵塞及給料泵進(jìn)、出口管線結(jié)垢
給料泵進(jìn)、出口管線結(jié)垢的原因:給料罐的進(jìn)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(jié)垢物,造成給料泵進(jìn)、出口管線結(jié)垢。
2.2管道、機(jī)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?jǐn)?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(dá)10%,造成管道、閥門、設(shè)備嚴(yán)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(yùn)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(dá)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(shè)置4處鹽酸添加點(diǎn):渣水系統(tǒng)循環(huán)水進(jìn)入給料罐前、濕洗系統(tǒng)循環(huán)水進(jìn)入給料罐前、2臺給料泵進(jìn)入汽提塔前。在殼牌煤氣化系統(tǒng)原設(shè)計(jì)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(yīng)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(shí)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(yùn)行期間,如果某一股污水中pH超標(biāo)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(biāo)
污水處理系統(tǒng)運(yùn)行期間,澄清槽溢流泵外排水中氨氮和COD含量經(jīng)常超標(biāo)的主要原因:①汽提塔填料堵塞,導(dǎo)致汽提效果變差,進(jìn)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(biāo);②澄清槽沉淀效果不好,造成外排水中COD含量超標(biāo)。
2.5真空袋式過濾機(jī)過濾效果差、處理能力低
真空袋式過濾機(jī)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(yīng)工況的變化,濾布處理的污泥粒度太細(xì),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(jī)處理能力低,導(dǎo)致污泥在貯罐中沉積、堵塞。
3.1改造方案
(1)針對汽提塔汽提效果差和管道、設(shè)備磨損腐蝕嚴(yán)重等問題進(jìn)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(dǎo)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(yīng)而生成CaCO3等沉淀物。
③ 將濕洗系統(tǒng)的補(bǔ)水由工藝?yán)淠焊臑殄仩t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(biāo)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(diǎn)。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(dá)到外排水的排放指標(biāo)。
(2)針對真空袋式過濾機(jī)過濾效果差進(jìn)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(jī),代替原真空袋式過濾機(jī)。該臥式離心機(jī)能夠處理沉降槽沉降下來的污泥,只要調(diào)節(jié)好其轉(zhuǎn)速和差速即可,與真空袋式過濾機(jī)相比,具有占地面積小、處理量大、處理效果好、設(shè)備維護(hù)簡單、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
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(jìn)入澄清槽進(jìn)行沉降,避免了與濕洗系統(tǒng)的循環(huán)水發(fā)生反應(yīng)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(jìn)、出口管線的結(jié)垢問題。
(2)因進(jìn)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(biāo)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(jī)更換為臥式離心機(jī)后,每年可節(jié)約濾布18床,解決了現(xiàn)場亂排、亂放的問題。
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(yùn)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(dá)標(biāo)排放,改善了現(xiàn)場工作環(huán)境。
2016- 03- 23)