韋茂森

（中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司熱電廠，廣西百色 531400）

1 煤氣洗滌循環(huán)水系統(tǒng)

煤氣發(fā)生爐洗滌循環(huán)水包含雙豎管煤氣洗滌循環(huán)水、洗滌塔洗滌循環(huán)水、濕式電除塵器洗滌循環(huán)水（圖1、表1）。

圖1 煤氣洗滌循環(huán)水系統(tǒng)示意

需要說(shuō)明的是，2#循環(huán)水系統(tǒng)雖然也有明顯的蒸發(fā)現(xiàn)象，但實(shí)際測(cè)算系統(tǒng)水量保持平衡。分析認(rèn)為，是雙豎管洗滌后，煤氣溫度在80 ℃左右，將大量水汽帶入煤氣系統(tǒng)后部的洗滌塔、電除塵系統(tǒng)，煤氣洗滌降溫，冷凝水再進(jìn)入2#循環(huán)水系統(tǒng)所致。

2#循環(huán)水系統(tǒng)的沉淀池，原設(shè)計(jì)采用天車抓斗清泥，因?yàn)槿窍∧酀{，實(shí)際上是無(wú)法徹底清除的。2006 年9 月改為刮泥吸泥機(jī)排泥，刮泥吸泥機(jī)流量為240 m3/h，在沉淀池運(yùn)行一個(gè)來(lái)回耗時(shí)90 min，排泥漿約360 m3/h，增加了補(bǔ)水量。吸出的泥漿再通過(guò)潛水泥漿泵輸送至鍋爐灰渣堆場(chǎng)。一般情況刮泥吸泥機(jī)每天運(yùn)行一個(gè)來(lái)回。

2 煤氣發(fā)生爐水夾套用水

中鋁廣西分公司熱電廠的煤氣發(fā)生爐，型號(hào)及數(shù)量分別為：TG－3MⅠ型10 臺(tái)；TG－3MA 型6 臺(tái)；BG3.0－92（改）2 臺(tái)；3M 型14臺(tái)。它們的直徑都是3 m，設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為700～800 kg/（h·臺(tái)）。從運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，實(shí)際蒸發(fā)量大于800 kg/（h·臺(tái)），三期煤氣發(fā)生爐在12 臺(tái)運(yùn)行情況，平均軟化水上水總流量為11 m3/h。以此推算，全廠煤氣發(fā)生爐共27 臺(tái)運(yùn)行，軟化水總消耗量約25 m3/h。

煤氣發(fā)生爐夾套設(shè)計(jì)用水水質(zhì)：SS（Suspended Solid，懸浮物）<20 mg/L，pH=6.5～9.5；總硬度<2.1 mEq/L。

實(shí)際軟化水生產(chǎn)，一、二、三期工程設(shè)計(jì)均采用鈉離子交換器生產(chǎn)軟化水。工藝規(guī)程要求軟化水硬度≤0.75 mmol/L。

2008 年，一、二期工程軟水站改用海天環(huán)保全自動(dòng)鈉離子交換器生產(chǎn)軟化水。同年也增加了氧化鋁蒸發(fā)二次回水利用管線，可以使用硬度指標(biāo)合乎鍋爐用水要求的氧化鋁蒸發(fā)二次回水，但蒸發(fā)二次回水供水不是很穩(wěn)定。

表1 煤氣洗滌循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)

三期軟水站以全自動(dòng)鈉離子交換器制軟化水，再由給水泵將軟化水送到煤氣發(fā)生爐。

3 區(qū)域雨排水和其他廢水的回收

煤氣生產(chǎn)區(qū)域雨排水系統(tǒng)，是區(qū)域部份沖地水、衛(wèi)生清潔廢水、雨水的集中排水系統(tǒng)。水中含有煤粉、煤灰、泥，外排會(huì)產(chǎn)生一定程度水污染，增加雨排水系統(tǒng)集水池并安裝回水泵。

利用好鍋爐灰渣場(chǎng)回水補(bǔ)充2#循環(huán)水排泥損失水?；以鼒?chǎng)主要是濕式排鍋爐灰渣水、熱電循環(huán)水排放水、煤氣2#循環(huán)水排泥水。利用好灰渣滲水井水、雨排水和其他廢水再利用示意如圖2 所示。

圖2 煤氣生產(chǎn)雨排水和其他廢水再利用示意

回用雨排水補(bǔ)充到1#、2#循環(huán)水系統(tǒng)，再通過(guò)給水系統(tǒng)調(diào)劑3 個(gè)循環(huán)水水量。

工程先后在2007 年、2008 年分別完成。此后，3 個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)基本不用補(bǔ)充工業(yè)水。

按3 個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)損失補(bǔ)水850 m3/d 計(jì)算，兩個(gè)循環(huán)水排向灰渣場(chǎng)的泥漿同時(shí)得到灰渣場(chǎng)回水補(bǔ)充，不再另計(jì)。年重復(fù)利用節(jié)約新水量為850×365=310 250 m3，節(jié)約新水31 萬(wàn)噸。但是這種廢水由于水質(zhì)較差，無(wú)法與工業(yè)水相比，會(huì)給循環(huán)水系統(tǒng)帶來(lái)不少麻煩。

4 鍋爐高排水的再利用

鍋爐連排水水量約為鍋爐給水量的3%，正常生產(chǎn)負(fù)荷下，全廠鍋爐總蒸發(fā)量約800 t/h，連排水量達(dá)到約25 t/h（表2）。

表2 鍋爐爐水水質(zhì)

鍋爐給水的指標(biāo)：pH 值為8.8～9.3；硬度≤1 μmol/L。所以，鍋爐排水的水質(zhì)比煤氣發(fā)生爐水夾套設(shè)計(jì)要求的水質(zhì)要好得多。

2011 年6 月，建好高排水集水池、輸水管線，配備兩臺(tái)水泵（一用一備），將高排水輸送到造氣三期軟水箱。由于水池偏小、輸送泵流量較大，集水池很快抽干。造氣三期軟水箱有效容量只有20 m3（水箱最大容積23.5 m3，其高、寬、長(zhǎng)分別為2.0 m、2.8 m 和4.2 m），容納量少，供多了溢流浪費(fèi)、停水馬上造成軟水箱水位下降，所以供水不穩(wěn)定。

改造方案：①造氣三期軟水箱取消溢流，只留排氣口；②高排水集水池水泵增加變頻調(diào)速和浮閥液位計(jì)自動(dòng)控制泵啟停。2011 年8 月后，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定供水。

目前，高排水單供造氣三期軟水站，水量有富裕，但是要供造氣全部軟水應(yīng)該有點(diǎn)不足。使用高排水，煤氣發(fā)生爐水夾套排污量應(yīng)該增加，但是可以采取全保造氣三期區(qū)域用高排水，部份補(bǔ)給造氣一、二期高排水，保留現(xiàn)在的造氣一、二期區(qū)域氧化鋁蒸發(fā)二次回水補(bǔ)水管，調(diào)節(jié)補(bǔ)水量。

煤氣發(fā)生爐夾套使用鍋爐高排水后，仍應(yīng)保留造氣一、二期區(qū)域氧化鋁蒸發(fā)二次回水補(bǔ)水管，作為補(bǔ)充調(diào)節(jié)水源。同時(shí)現(xiàn)有全自動(dòng)鈉離子交換器仍保持備用狀態(tài)，作為緊急情況下的軟化水生產(chǎn)設(shè)施。

按每年330 d 計(jì)算，高排水利用水量為25 t/h×24 h/d×330 d/a＝198 000 t/a。因此利用量很可觀。

5 鍋爐高排水和區(qū)域雨排水重復(fù)利用存在的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題

重復(fù)利用水利用的是上一級(jí)工序不能再利用的廢水，其水質(zhì)已經(jīng)劣化，再利用肯定會(huì)存在問(wèn)題。

5.1 鍋爐高排水重復(fù)利用存在問(wèn)題及解決思路

鍋爐高排水本身含有較高的磷酸根、硅酸根離子，具備形成水垢的條件。而且在高pH 值條件，磷酸鈣沉淀細(xì)密牢固，不能讓水垢在煤氣發(fā)生爐夾套、蒸氣集散器形成、附著。

煤氣發(fā)生爐夾套用軟化水，產(chǎn)生蒸汽用于煤氣生產(chǎn)，全部消耗掉。與鍋爐供汽有冷凝回水不同，這種消耗的結(jié)果是夾套軟化水中的溶解鹽不斷濃縮，終會(huì)結(jié)垢影響換熱。

防止結(jié)垢的辦法有兩個(gè)：一是在軟水中加入低壓鍋爐緩蝕阻垢劑，阻止水垢形成、破壞脫落舊垢塊、大大提高結(jié)垢的最低濃度；二是通過(guò)定時(shí)排污排出夾套水垢、溶解鹽，預(yù)防夾套結(jié)垢。

5.2 區(qū)域雨排水重復(fù)利用存在的技術(shù)問(wèn)題

雨排水、沖地水、清潔衛(wèi)生廢水，主要含懸浮物（煤粉、灰渣、泥土）高、不含鹽，回收后經(jīng)過(guò)沉淀處理，對(duì)煤氣洗滌循環(huán)水系統(tǒng)沒(méi)有什么影響。

灰渣場(chǎng)滲水井回水、灰渣場(chǎng)回水存在含鹽高、鈣鎂離子濃度高的問(wèn)題。2007～2008 年，分析結(jié)果是總硬度為3.8～9.3 mmol/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)工業(yè)水2～2.5 mmol/L 的標(biāo)準(zhǔn)。

煤氣洗滌1#循環(huán)水用工業(yè)水補(bǔ)充的時(shí)候，冷卻塔填料結(jié)垢堵塞被迫更換，一般是2.0～2.5 年。自2008 年采用雨排水補(bǔ)充循環(huán)水后，這個(gè)周期縮短到1.0～1.5 年。1#循環(huán)水冷卻塔更換一次填料、連帶清理約需費(fèi)用65～70 萬(wàn)元，造成了不小損失。

5.3 經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益、社會(huì)效益分析

（1）雨排水回水利用。年利用廢水31 萬(wàn)噸，結(jié)垢堵塞造成冷卻塔調(diào)料壽命縮短一半，換一次填料費(fèi)用是65～70 萬(wàn)元。單獨(dú)計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益是得不償失。只是減少了自然水體取水量，有一定的環(huán)境效益。如果使用緩蝕阻垢劑控制結(jié)垢，粗算用了藥劑后，經(jīng)濟(jì)效益持平，只有環(huán)境和社會(huì)效益。

（2）高排水在煤氣發(fā)生爐再利用。年利用水量19.8 萬(wàn)噸，軟化水如果按3 元/噸計(jì)算，也很可觀。另外，每年還可以減少約150 t 的鈉離子交換器再生用工業(yè)鹽、造氣的約22 萬(wàn)噸新水消耗。即便再增加阻垢劑使用，也是合算的。所以，高排水在煤氣發(fā)生爐夾套使用，有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、環(huán)境效益。