煤氣化灰水處理方法
2023-06-08 03:50:11 1
專利名稱：煤氣化灰水處理方法
技術領域：
本發明涉及一種廢水處理方法，尤其是涉及一種用於煤氣化灰水回收處理方法。
背景技術：
煤的氣化就是在各種各樣煤的氣化爐中使煤與氣化劑作用，進行各種化學反應， 把煤炭轉變為燃料用氣或合成用氣。煤氣化爐產生的燃料用氣或合成用氣為粗煤氣，其中 含有不同大小的塵粒、H2S+C0S、NH3+HCN、Na鹽和K鹽的蒸氣以及HC1+HF等雜質。這些雜 質如不除去，會導致後續設備腐蝕、磨蝕和結垢，還會影響周圍環境。目前比較成熟的粗煤 氣淨化工藝是溼法淨化工藝，其採用水激冷並洗滌粗煤氣，以除去粗煤氣中的有害雜質。溼 法淨化工藝產生大量的灰水，其是否能循環利用，是煤氣化裝置正常運轉的保證。灰水的循 環利用目前有很多技術，有的採用閃蒸器、冷凝器、氣液分離器等設備組成的系統，如中國 專利:03134511. 5,98807311. 0,200810055138. 6等，有的採用道爾式或斜板式自然沉降器 進行處理，如中國專利93116749. 3等，這些技術大都存在著處理設備多、系統複雜、系統 投資大、維修困難、使用價格昂貴的絮凝澄清劑、操作成本高等缺點，對氣化系統的正常運 行及運行成本產生影響。專利ZL98807306. 4《酸性氣體溶劑過濾系統》提供了一種從合成氣體分離酸性氣 體的方法，它包括下列步驟a.將含酸性氣體的合成氣體和能夠與酸性氣體反應的液體接 觸以形成在液體和合成氣體中彌散的顆粒固體，b.從含液體和顆粒固體的料漿中分離合成 氣體，c.用可再生過濾器從上述液體分離上述固體顆粒，d.用反洗液反洗上述來自可再生 過濾器的上述顆粒固體，以形成含顆粒固體和反洗液混合物的可泵送料漿，e.將可輸送漿 液送回氣化爐，漿液生成合成氣並形成玻璃狀固體。但是該方法所用的可再生過濾器反洗 液或者是步驟a中能夠與合成氣中酸性氣體反應形成顆粒固體的昂貴的洗滌液胺類；或者 是稍便宜的碳氫化合物、醇類，水或其混合物；或者是價廉易得的水。因此該文獻中的技術 存在的缺陷是當被過濾的溶劑與反洗液相同時，即使用與合成氣中酸性氣體反應形成顆 粒固體的昂貴的洗滌液胺類時操作成本很高；當被過濾的溶劑與反洗液不同時，即使用稍 便宜的碳氫化合物、醇類，水或其混合物，或者是價廉易得的水，需要配置反供液系統，流程 複雜，操作麻煩，投資高，無工程實例。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有煤氣化灰水回收處理過程中使用沉降器時存 在規模大，尺寸大，投資大，檢維修困難，需要助沉劑，操作費用高，對操作溫度有要求，操作 不穩定的問題，使用襪套式過濾器時存在操作成本高，需要配置反供液系統，投資高，不能 使用過濾清液實現自動反衝洗的問題，提供一種新的煤氣化灰水處理方法。該方法具有過 濾器尺寸小，設備投資少，檢維修方便，不使用助沉劑，操作費用低，能利用過濾清液實現自 動反衝洗的優點。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案如下一種煤氣化灰水處理方法，包括以下步驟a)用脹鼓列管式過濾器從煤氣化灰水中分離清液和固體顆粒；b)清液進入清液槽後，經泵送至回收利用系統；c)用脹鼓列管式過濾器內貯留的清液作為反洗液自動反洗脹鼓列管式過濾器的 固體顆粒，以形成含固體顆粒和反洗液混合物的可泵送料漿(I)，其中在過濾器進出口處安 裝有快速切斷閥，當過濾器過濾元件兩側壓差達到設定值後，控制器將信號傳給這些閥門， 使閥門自動切換到反洗狀態，反洗結束後過濾器自動投入過濾操作；d)可泵送料漿(I)流入漿料槽後，泵送至漿液處理系統。上述技術方案中，固體顆粒含有包括灰分水不溶物；清液含有水和少量的包括氨、 HCN、Na鹽和K鹽水溶性有機物或無機物中的至少一種。灰水分離過程中優選方案為使用 了至少兩個脹鼓列管式過濾器中的至少一個，以及它還包括自動控制該過程使當至少一個 脹鼓列管式過濾器反洗時，用至少另一個脹鼓列管式過濾器分離上述顆粒固體。當脹鼓列 管式過濾器分離上述顆粒固體時當至少兩個脹鼓列管式過濾器中的至少一個脹鼓列管式 過濾器的過濾元件兩側壓差達到設定值後，自動切換到反洗狀態，用至少另一個脹鼓列管 式過濾器分離上述顆粒固體，反洗結束後過濾器自動投入過濾操作。上述技術方案中，操作 溫度為常溫，操作壓力按表壓計為常壓 0. 4MPa。本發明中由於使用了脹鼓列管式過濾器，取代沉降器，裝置佔地小，設備製造難度 低；過濾器尺寸小，檢維修方便，檢修時過濾器內灰水排出量大幅消減；使用至少2個脹鼓 式過濾器並聯操作，一個過濾器檢修，不會導致灰水處理停車，不會導致全裝置停車，裝置 的可靠性大大提高；過濾器實現自動反衝洗，當過濾器分離上述顆粒固體時當至少兩個脹 鼓列管式過濾器中的至少一個脹鼓列管式過濾器的過濾元件兩側壓差達到設定值後，自動 切換到反洗狀態，用至少一個過濾器分離上述顆粒固體，這樣避免了過濾器反衝洗時需拆 卸的麻煩；另外反衝洗滌時，無需另外引入一股反衝洗水，用過濾器內貯留的清液作為反 洗液，流經過濾器的反洗液壓力將過濾袋擴張成多個鼓狀，使固渣粘接層的幾何形腔粉碎 成碎塊而極易脫落，而且過濾袋的過濾微孔得以擴張，更利為過濾器微孔道的衝洗，清洗效 果較好；本發明的灰水處理方法中不使用助沉劑，操作成本低；清液中固體懸浮物濃度低 於50ppm，使廢水回用途徑拓寬。與沉降器工藝相比，灰水處理量同為100m3/h，灰水濃度 同為2% (wt.)時，沉降器工藝的操作溫度為60 80°C，助凝劑加入量為0. mcg/h，沉降器 規格和臺數分別為Φ8000χΗ6000和1臺，漿液抽出泵2臺，而本發明無需上述操作條件和 操作設備；同樣使用一臺清液槽，沉降器工藝的清夜槽規格為Φ4000χΗ8000，本發明僅為 Φ2500χΗ5000 ；沉降器工藝壽命期內操作費用和投資總額為650萬元，佔地面積200M2·，本 發明分別僅為187萬元和120M2。本發明的煤氣化灰水處理方法，通過採用脹鼓列管式過濾器，在同樣處理能力條 件下，使過濾器的規模、尺寸大大縮小了，既節省了投資，又簡便了操作與維修。另外通過在 過濾器衝洗口處安裝快速切斷閥，當過濾器過濾元件兩側壓差達到設定值後，控制器將信 號傳給快速切斷閥，使這些閥門自動切換到反洗狀態，實現了自動反衝洗，取得了較好的技 術效果。與襪套式過濾器工藝相比，本發明採用的反洗液與要過濾介質是相同的，即過濾 過程得到的清水，當過濾器過濾元件兩側壓差達到設定值後，利用過濾器內貯留的清水自動完成過濾器的反衝洗，具有操作成本低，投資少的特點，同樣取得了較好的技術效果。
圖1為本發明煤氣化灰水處理系統的流程圖。圖1中，1、2為脹鼓列管式過濾器，3為漿料槽，4為清液槽，5為漿液泵，6為清液 泵，10、11、12、13、14分別為管道，15 (A或B)為進水閥，16 (A或B)為漿液閥。來自氣化工段灰水汽提塔的灰水7經管道10分別進入並聯的脹鼓列管式過濾器 1、2，經過濾後過濾清液經管道13自流進入清液槽4匯集，然後經清液泵6加壓，通過清液 管道14送入回收利用系統9循環利用。過濾後灰水中的固體懸浮物被截留在並聯脹鼓列 管式過濾器1、2過濾元件的表面。當脹鼓列管式過濾器1的過濾元件兩側壓差達到設定值後，自動關閉進水閥15A， 同時打開漿液閥16A，通過過濾器內貯留的清液對過濾器進行自動反衝洗，反衝洗時不用卸 下處於反洗狀態的脹鼓列管式過濾器，流經過濾器的流體壓力將過濾袋擴張成多個鼓狀， 使固渣粘接層的幾何形腔粉碎成碎塊而脫落，在脹鼓列管式過濾器內形成含固體顆粒和反 洗液混合物的可泵送料漿I。可泵送料漿I經管道11自流流入漿料槽3，在漿料槽3中在 有攪拌存在的條件下用漿液泵5加壓經管道12送至漿液處理系統8進一步處理。衝洗過 後的過濾器自動打開進水閥15A，同時關閉漿液閥16A，重新投入運行，進行過濾操作。下面通過實施例對本發明做進一步闡述。
具體實施例方式實施例1按照圖1，本系統主要由2個脹鼓列管式過濾器1、2、漿料槽3、清液槽4、進水閥 15、漿液閥16、漿液泵5、清液泵6和管道10、11、12、13、14組成，來自氣化工段灰水汽提塔 的灰水7在溫度為常溫 140°C，壓力為0. 1 0. 4MPa下經管道10分別進入並聯的脹鼓 列管式過濾器1、2。經過濾後過濾清液經管道13自流進入清液槽4匯集，然後經清液泵6 加壓，通過清液管道14送入回收利用系統9循環利用。在過濾過程中灰水中的固體懸浮物 被截留在並聯脹鼓列管式過濾器1、2過濾元件的表面。固體顆粒含有主要為煤灰等水不溶 物；清液含有水和少量的包括氨、HCN、Na鹽和K鹽水溶性有機物或無機物中的至少一種。當脹鼓列管式過濾器1的過濾元件兩側壓差達到設定值後，通過自動控制系統關 閉進水閥15A，同時打開漿液閥16A，通過過濾器1內貯留的清液對過濾器進行自動反衝洗， 反衝洗時不用卸下處於反洗狀態的脹鼓列管式過濾器元件，流經過濾器的流體壓力將過濾 袋擴張成多個鼓狀，使固渣粘接層的幾何形腔粉碎成碎塊而脫落，在脹鼓列管式過濾器內 形成含固體顆粒和反洗液混合物的可泵送料漿I。可泵送料漿I經管道11自流流入漿料槽 3，在漿料槽3中在有攪拌存在的條件下用漿液泵5加壓經管道12送至漿液處理系統8進 一步處理，這部分漿料含固率為在10 15%。衝洗過後的過濾器自動打開進水閥15A，同 時關閉漿液閥16A，重新投入運行，進行過濾操作。本實施例中，灰水處理量為100m3/h，灰水濃度為2% (wt.)，無需加入助凝劑，無需 沉降器和漿液抽出泵，清液槽規格僅為Φ2500χΗ5000，清液固體懸浮物濃度低於50ppm，廢 水回用途徑拓寬。壽命期內操作費用和投資總額為187萬元，佔地面積120M2。
實施例2按照圖1採用1個過濾器，此時灰水處理過程為間歇運行方式。來自氣化工段灰 水汽提塔的灰水7在溫度為常溫 140°C，壓力為0. 1 0. 下經管道10分別進入脹鼓 列管式過濾器1。經過濾後過濾清液經管道13自流進入清液槽4匯集，然後經清液泵6加 壓，通過清液管道14送入回收利用系統9循環利用，循環利用的清液固體懸浮物濃度低於 50ppm。在過濾過程中灰水中的固體懸浮物被截留在脹鼓列管式過濾器1過濾元件的表面 上。當脹鼓列管式過濾器1的過濾元件兩側壓差達到設定值後，通過自動控制系統關 閉進水閥15A，同時打開漿液閥16A，通過過濾器內貯留的清液對過濾器1進行自動反衝洗， 在脹鼓列管式過濾器內形成含固體顆粒和反洗液混合物的可泵送料漿I。可泵送料漿I經 管道11自流流入漿料槽3，在漿料槽3中在有攪拌存在的條件下用漿液泵5加壓經管道12 送至漿液處理系統8進一步處理，這部分漿料含固率為在10 15%。衝洗過後的過濾器 自動打開進水閥15A，同時關閉漿液閥16A，重新投入運行，進行過濾操作。對於含固量2% (wt)5m3/h的灰水處理裝置，佔地面積約IOm2'投資約需30萬元人民幣。實施例3按照圖1，來自氣化工段灰水汽提塔的灰水7在溫度為常溫 140°C，壓力為 0. 1 0. 4MPa下經管道10分別進入並聯的脹鼓列管式過濾器1、2、3。經過濾後過濾清液 經管道13自流進入清液槽4匯集，然後經清液泵6加壓，通過清液管道14送入回收利用系 統9循環利用，循環利用的清液固體懸浮物濃度低於50ppm。在過濾過程中灰水中的固體懸 浮物被截留在並聯脹鼓列管式過濾器1、2、3過濾元件的表面。固體顆粒主要為煤灰等水不 溶物；清液含有水和少量的包括氨、HCN、Na鹽和K鹽水溶性有機物或無機物中的至少一種。當脹鼓列管式過濾器中的一個，如過濾器1的過濾元件兩側壓差達到設定值後， 通過自動控制系統關閉進水閥15A，同時打開漿液閥16A，通過過濾器1內貯留的清液對過 濾器1進行自動反衝洗，過濾器1在反衝洗操作時，過濾器2、3仍然在進行過濾操作，反衝 洗過程形成的可泵送料漿I經管道11自流流入漿料槽3，在漿料槽3中在有攪拌存在的條 件下用漿液泵5加壓經管道12送至漿液處理系統8進一步處理，這部分漿料含固率為在 10 15%。反衝洗後自動打開過濾器1進水閥15A，同時關閉漿液閥16A，過濾器重新投入 過濾操作。過濾器2、3的操作與過濾器1完全相同，採用3個過濾器並聯操作，可以使灰水 處理過程更穩定。對於含固量2% (wt) 300m3/h的灰水處理裝置，佔地面積約300m2』投資約需500萬 元人民幣。比較例1與實施例1相比，沉降器工藝中，進入系統灰水流量和灰水ss濃度相同，分別為 IOOmVh和2% (wt.)，操作溫度為60 80°C，助凝劑加入量為0. 8kg/h，助凝劑成本為480 萬元，沉降器規格為Φ8000χΗ6000，漿液抽出泵2臺，清液槽規格Φ4000χΗ8000，出清液ss 濃度≤150mg/m3，清液需進一步處理。壽命期內操作費用和投資總額為650萬元，佔地面積 120M2。比較例2與上述實施例不同，比較例2中使用了襪套式過濾器，反衝洗時，要卸下使用中的過濾器，因此不能實現自動反衝洗；反洗液為昂貴的胺類，或者是水，需要通過增加一套獨 立的反供液系統加入，既增加了成本，又會造成勞動強度增大，操作效率低下的問題。
權利要求
1.一種煤氣化灰水處理方法，包括以下步驟a)用脹鼓列管式過濾器從煤氣化灰水中分離清液和固體顆粒；b)清液進入清液槽後，經泵送至回收利用系統；c)用脹鼓列管式過濾器內貯留的清液作為反洗液自動反洗脹鼓列管式過濾器的固體 顆粒，以形成含固體顆粒和反洗液混合物的可泵送料漿(I)，其中在過濾器進出口處安裝有 快速切斷閥，當過濾器過濾元件兩側壓差達到設定值後，控制器將信號傳給這些閥門，使閥 門自動切換到反洗狀態，反洗結束後過濾器自動投入過濾操作；d)可泵送料漿(I)流入漿料槽後，泵送至漿液處理系統。
2.根據權利要求1所述煤氣化灰水處理方法，其特徵在於固體顆粒含有包括灰分水不 溶物；清液含有水和少量的包括氨、HCN、Na鹽和K鹽水溶性有機物或無機物中的至少一種。
3.根據權利要求1所述煤氣化灰水處理方法，其特徵在於所述灰水分離過程中使用了 至少兩個脹鼓列管式過濾器中的至少一個，以及它還包括自動控制該過程使當至少一個脹 鼓列管式過濾器反洗時，用至少另一個脹鼓列管式過濾器分離上述顆粒固體。
4.根據權利要求3所述煤氣化灰水處理方法，其特徵在於當脹鼓列管式過濾器分離上 述顆粒固體時當至少兩個脹鼓列管式過濾器中的至少一個脹鼓列管式過濾器的過濾元件 兩側壓差達到設定值後，自動切換到反洗狀態，用至少另一個脹鼓列管式過濾器分離上述 顆粒固體，反洗結束後過濾器自動投入過濾操作。
全文摘要
本發明涉及一種煤氣化灰水處理方法，主要解決現有技術中存在的沉降器規模大，尺寸大，投資高，佔地面積大、檢維修困難，操作費用高的問題。本發明通過採用a)用脹鼓列管式過濾器從煤氣化灰水中分離清液和固體顆粒；b)清液進入清液槽後，經泵送至回收利用系統；c)用脹鼓列管式過濾器內貯留的清液作為反洗液自動反洗脹鼓列管式過濾器的固體顆粒，以形成含固體顆粒和反洗液混合物的可泵送料漿(I)，其中在過濾器進出口處安裝有快速切斷閥，當過濾器過濾元件兩側壓差達到設定值後，控制器將信號傳給這些閥門，使閥門自動切換到反洗狀態，反洗結束後過濾器自動投入過濾操作；d)可泵送料漿(I)流入漿料槽後，泵送至漿液處理系統的技術方案較好地解決了這些問題，可用於煤氣化灰水處理的工業生產中。
文檔編號C10K1/08GK102039068SQ20091019742
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者亢萬忠, 仝明, 吳胡云, 周忠利, 周洪義, 張煒, 張駿弛, 李曉黎, 李管社, 王家騏, 秦統福, 章晨暉, 鄭明峰, 郭文元 申請人:中國石化集團寧波工程有限公司, 中國石化集團寧波技術研究院, 中國石油化工集團公司, 浙江雙嶼實業有限公司