基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法技术

一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，属于污水处理技术领域。该方法是将含盐污水首先通过结晶设备处理，形成结晶物，将结晶物加入锅炉中进行掺烧，并综合考虑了沾污结渣、高温氯腐蚀，由结晶物中碱金属盐占原含盐污水的质量分数计算出不同浓度含盐污水中最大处理量，在高温燃烧环境中有效处理掉含盐污水结晶物中的各类有机物以及大量无机盐，从而解决含盐污水的规模化处理问题。本发明专利技术在保证锅炉的安全经济运行且锅炉热效率下降可接受的情况下，极大的降低了煤化工污水处理成本，适用于高碱金属含量的煤化工污水的处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，将煤化工污水蒸发浓缩为结晶物后加入锅炉中进行掺烧，并综合考虑沾污结渣、高温氯腐蚀，计算煤化工含盐污水最大处理量，以保证锅炉的安全经济运行，属于污水处理

技术介绍
煤化工需要消耗大量的水，典型煤化工污水中含有各类难以降解的有机物多达130种，其主要成分包括COD(2000～4000mg/L)，氨氮(200～500mg/L)，总酚质量浓度为300～1000mg/L，挥发酚质量浓度为50～300mg/L，同时还含有氰化物、硫氰化物、多环芳香族化合物及杂环化合物等有毒有害物质。除此之外，煤化工污水中还含有各类可溶性无机盐(结晶盐)，具体含量取决于煤中的矿物质成分，但主要以钠盐等碱金属盐为主，上述无机盐虽然产量较大，但纯度不高，商业价值很低，有关锅炉积灰和结渣的研究表明，钠等碱金属的存在对锅炉沾污结渣有重要影响，并且还是降低煤灰烧结温度、加快煤灰烧结速率及增大烧结强度和引起管壁腐蚀的重要原因。混有各种有机物的含盐污水的规模化处理成为影响煤化工项目建设和运行经济性的主要障碍。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法。将煤化工污水蒸发浓缩为结晶物后加入锅炉中进行掺烧，其能在高温燃烧环境中有效处理掉结晶物中的各类有机物，煤灰又能将结晶物中以碱金属盐为主的无机盐固化下来，从而解决含盐污水的规模化处理问题。本专利技术的技术方案如下：一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，其特征在于:1)将含盐污水通过结晶设备处理，形成固态结晶物，将结晶物加入炉膛进行掺烧；2)计算煤化工含盐污水最大处理量：Q＝Msalt/w①式中:Msalt＝min(Csmsalt,0.003mcoalCcl,0.0148Aarmcoal)②其中，Q为煤化工含盐污水最大处理量；Msalt为综合考虑沾污、氯腐蚀及实验数据得到的掺烧含盐污水结晶物中碱金属盐的极限含量；Cs＝(N1/N2+0.5N3/N4),N1为Na2O中Na元素的质量分数，N2表示含盐污水结晶物中钠盐中的Na元素质量分数，N3为K2O中K元素的质量分数，N4表示含盐污水结晶物中钾盐中K元素的质量分数；msalt为只考虑沾污结渣风险得到的掺烧以Na2O+0.5K2O为成分的含盐污水结晶物中碱金属盐最大含量；CCl＝1/Ncl,其中NCl表示含盐污水中Cl元素与碱金属盐的比值；mcoal表示锅炉煤耗量；Aar表示煤的灰分含量；w表示煤化工含盐污水中碱金属盐质量分数。当只考虑沾污结渣风险得到的掺烧以Na2O+0.5K2O为成分的含盐污水结晶物中碱金盐的最大含量用下式计算：msalt=mcoalAar(slimit-s)100(100-slimit)]]>③灰中钠盐当量S＝Na2O+0.5K2O(％)；煤中钠盐极限固定值的计算方法：R＝(A-BVdaf)(Na2O+CK2O)<Rlimt④煤灰钠盐极限值为Slimit＝Rlimit/(A-BVdaf)(％)；mcoal为锅炉耗煤量；R为煤中钠盐极限固定值；Rlimit为煤中钠盐极限固定值的极限值；常数A、B是衡量煤种对钠盐固定极限值影响大小的模型参数；C是衡量K2O对钠盐固定极限值影响的当量常数；Vdaf为干燥无灰基挥发分含量；Na2O和K2O分别表示这两种氧化物在煤灰中所占的质量分数。上述技术方案中，将结晶物加入炉膛掺烧的方式为：对循环流化床锅炉，将结晶物加入到石灰石仓中，随石灰石进入炉膛；对煤粉锅炉，将结晶物加入到磨煤机中，随煤粉进入炉膛。本专利技术具有以下优点及突出性效果：①本专利技术在保证锅炉安全运行的条件下将煤化工污水蒸发结晶为结晶物后加入锅炉中进行掺烧，在高温燃烧环境中有效处理掉结晶物的各类有机物以及大量无机盐，从而解决含盐污水的规模化处理问题，实用性强；②本专利技术几乎不影响锅炉运行性能，成本主要在于蒸发结晶过程，极大的降低了煤化工污水处理成本，经济性好；③本方法综合考虑锅炉掺烧引发的沾污结渣风险，氯腐蚀风险及实验数据得到锅炉处理碱金属盐量的最终计算方法，具有良好的理论基础；④掺烧煤化工污水生成的结晶物几乎无需对锅炉进行改造，便于日后设备维修和更换，运行成本低。附图说明图1为本专利技术提供的以高含盐软化水为给水的自然循环注汽锅炉的结构简图。1—结晶设备；2—给料设备；3—预混设备；4—锅炉。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的原理、具体结构及最佳实施方式。将煤化工污水蒸发浓缩为结晶物后加入锅炉中进行掺烧，其特征在于将结晶设备1处理形成的固态结晶物通过给料设备2添加到预混设备3中，对循环流化床锅炉，预混设备3可为石灰石仓，此时，结晶物随石灰石进入锅炉4进行掺烧；对煤粉锅炉，预混设备可为磨煤机，此时，结晶物随煤粉进入锅炉4进行掺烧。预混设备3可为锅炉给料设备中任意设备，不限于建议的设备。煤化工含盐污水最大处理量通过计算得到。煤化工含盐污水处理量主要受碱金属含量制约，分析含盐污水中碱金属赋存形式，通过式③和式④计算以Na2O+0.5K2O为成分的含盐污水结晶物中碱金属盐极限含量msalt，综合考虑沾污、氯腐蚀及实验数据得到锅炉含盐污水结晶物中碱金属盐极限含量Msalt，由结晶物中碱金属盐占原含盐污水的质量分数计算得到不同浓度的含盐污水最大处理量，计算过程如下：煤化工含盐污水最大处理量：Q＝Msalt/w①式中:Msalt＝min(Csmsalt,0.003mcoalCcl,0.0148Aarmcoal)②其中，Q为煤化工含盐污水最大处理量；Msalt为综合考虑沾污、氯腐蚀及实验数据得到的掺烧含盐污水结晶物中碱金属盐的极限含量；Cs＝(N1/N2+0.5N3/N4),N1为Na2O中Na元素的质量分数，N2表示含盐污水结晶物中钠盐中的Na元素质量分数，N3为K2O中K元素的质量分数，N4表示含盐污水结晶物中钾盐中K元素的质量分数；msalt为只考虑沾污结渣风险得到的掺烧以Na2O+0.5K2O为成分的含盐污水结晶物中碱金属盐最大含量；CCl＝1/Ncl,其中NCl表示含盐污水中Cl元素与碱金属盐的比值；mcoal表示锅炉煤耗量；Aar表示煤的灰分含量；w表示煤化工含盐污水中碱金属盐质量分数。msalt=mcoalAar(slimit-s)100(100-slimit)]]>③灰中钠盐当量S＝Na2O+0.5K2O(％)；煤中钠盐极限固定值的计算方法：R＝(A-BVdaf)(Na2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，其特征在于:1)将含盐污水通过结晶设备(1)处理，形成固态结晶物，将结晶物加入炉膛进行掺烧；2)计算煤化工含盐污水最大处理量：Q＝Msalt/w  ①式中:Msalt＝min(Csmsalt,0.003mcoalCcl,0.0148Aarmcoal)  ②其中，Q为煤化工含盐污水最大处理量；Msalt为综合考虑沾污、氯腐蚀及实验数据得到的掺烧含盐污水结晶物中碱金属盐的极限含量；Cs＝(N1/N2+0.5N3/N4),N1为Na2O中Na元素的质量分数，N2表示含盐污水结晶物中钠盐中的Na元素质量分数，N3为K2O中K元素的质量分数，N4表示含盐污水结晶物中钾盐中K元素的质量分数；msalt为只考虑沾污结渣风险得到的掺烧以Na2O+0.5K2O为成分的含盐污水结晶物中碱金属盐最大含量；CCl＝1/Ncl,其中NCl表示含盐污水中Cl元素与碱金属盐的比值；mcoal表示锅炉煤耗量；Aar表示煤的灰分含量；w表示煤化工含盐污水中碱金属盐质量分数。

【技术特征摘要】
1.基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，其特征在于:
1)将含盐污水通过结晶设备(1)处理，形成固态结晶物，将结晶物加入炉膛进行掺
烧；
2)计算煤化工含盐污水最大处理量：
Q＝Msalt/w①
式中:
Msalt＝min(Csmsalt,0.003mcoalCcl,0.0148Aarmcoal)②
其中，Q为煤化工含盐污水最大处理量；Msalt为综合考虑沾污、氯腐蚀及实验数据得到
的掺烧含盐污水结晶物中碱金属盐的极限含量；Cs＝(N1/N2+0.5N3/N4),N1为Na2O中Na元素
的质量分数，N2表示含盐污水结晶物中钠盐中的Na元素质量分数，N3为K2O中K元素的质
量分数，N4表示含盐污水结晶物中钾盐中K元素的质量分数；msalt为只考虑沾污结渣风险得
到的掺烧以Na2O+0.5K2O为成分的含盐污水结晶物中碱金属盐最大含量；CCl＝1/Ncl,其中
NCl表示含盐污水中Cl元素与碱金属盐的比值；mcoal表示锅炉煤耗量；Aar表示煤的灰分含量；
w表示煤化工含盐污水中碱金属盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：史航，吴玉新，吕俊复，张海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11