气化废水组合处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气化废水组合处理系统，包括初脱系统和精脱系统，初脱系统包含沉降槽、初脱灰水槽、初脱灰水泵、浓缩黑水泵和过滤系统；精脱系统设置在初脱系统后，包含反应器、澄清槽、精脱灰水槽、精脱灰水泵和浓缩灰水泵。当废水的氨氮含量和硬度都很高时，可以在精脱系统后再设置包含精滤器、汽提塔、脱氨灰水泵、精脱灰水加热器和脱氨灰水冷却器的汽提系统。本发明专利技术还公开了基于上述系统的气化废水组合处理方法。本发明专利技术根据气化废水水质和系统水平衡工况的不同，优化气化废水的处理装置和流程，实现了气化废水中固体、硬度和氨氮的有效脱除，从而提高了废水利用率，减缓了系统结垢、阻塞和磨损，降低了下游氨氮处理难度和成本。

Gasification Wastewater Combined Treatment System and Method

The invention discloses a combined treatment system for gasification wastewater, which comprises a primary removal system and a refinement system. The primary removal system comprises a settling tank, an initial ash removal tank, an initial ash removal pump, a concentrated black water pump and a filtration system. The refinement system is arranged after the initial removal system, and comprises a reactor, a clarifying tank, a refined ash removal tank, a refined ash removal water pump and a concentrated ash water pump. When the ammonia nitrogen content and hardness of wastewater are very high, the stripping system can be set up after the refinement system, including the refined filter, stripper, deaminated ash water pump, deaminated ash water heater and deaminated ash water cooler. The invention also discloses a combined treatment method of gasification wastewater based on the above system. According to the different water quality of gasification wastewater and water balance condition of the system, the treatment device and process of the gasification wastewater are optimized, and the solid, hardness and ammonia nitrogen in the gasification wastewater are effectively removed, thus the utilization rate of the wastewater is improved, the scaling, blocking and abrasion of the system are alleviated, and the difficulty and cost of the downstream ammonia nitrogen treatment are reduced.

【技术实现步骤摘要】
气化废水组合处理系统及方法
本专利技术涉及煤化工领域，特别是涉及从水煤浆气化装置出来的黑水或灰水的处理工艺。
技术介绍
迄今为止，气化仍是大规模、高效、清洁利用煤炭等碳氢燃料的最有效方式，也是相关化工工艺的龙头技术。所用燃料包括煤、石油焦、沥青、生物质甚至垃圾等广义碳氢燃料。气流床气化技术，由于生产强度大，环保性强，是煤气化技术中的主流技术。气流床气化反应，是由煤或其他碳氢化合物通过浆料或气力输送，与氧气在气化炉中发生高温高压的部分氧化反应，生成粗合成气，以及由残碳和原料中的灰分组成的渣。气化装置粗合成气润湿洗涤系统用来降低粗合成气温度和基本脱除粗合成气中所夹带的固体，同时也产生了大量的气化黑水。目前气流床气化装置的黑水和灰水的处理工艺流程基本相同。气化黑水通过多级闪蒸单元降低温度和脱除溶解气体后，通过絮凝沉降实现初步的固液分离，得到滤饼和灰水。气化灰水一般含有钙镁离子、氨氮、氯离子和甲酸等有害组分，目前的灰水处理流程采用大部分灰水循环使用，小部分灰水排出到下游的废水处理单元的方法，以防止有害物质在灰水中的累积。目前的气化废水处理系统，如图1所示，主要包括有沉降槽1、初脱灰水槽2、初脱灰水泵4、浓缩黑水泵3和过滤系统5。气化闪蒸来的黑水和絮凝剂进入沉降槽1，经过沉降和澄清，得到基本脱除固体和部分硬度的初脱灰水和浓缩黑水。初脱灰水从沉降槽1顶部溢流进入初脱灰水槽2储存。浓缩黑水从沉降槽1底部出来，用浓缩黑水泵3加压后，送入过滤系统5，得到固体渣和滤液，滤液再返回到沉降槽1入口。来自初脱灰水槽2底部的灰水用初脱灰水泵4加压后，一部分初脱灰水送回气化装置的除氧槽循环利用，另一部分初脱灰水进入废水处理单元。由于气化原料、气化压力和气化水系统流程都对气流床气化黑水和灰水的排放有很大的影响，因此灰水的组成也有着显著的不同，比如，高灰分和高灰熔点的煤种，灰水中的钙镁离子一般更高；高压气化，灰水中的氨氮含量和COD含量一般更高；利用废水制浆的气化装置，灰水组分更复杂。但现有的气化灰水处理流程没有考虑到灰水组成和系统水平衡可能存在的较大差异，而且气化灰水处理装置和下游的废水处理装置完全独立设置，部分气化装置水循环利用流程不尽合理，因此会造成：灰水系统结垢、阻塞和磨损；灰水利用效率低和新鲜水或脱盐水消耗高；气化热量利用效率不高和循环水消耗量大；下游的废水处理单元的氨氮处理成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种气化废水组合处理系统，它可以提高气化废水的利用效率，减少系统补水，减缓系统结垢、阻塞和磨损。为解决上述技术问题，本专利技术的气化废水组合处理系统，包括初脱系统和精脱系统。所述初脱系统包含有沉降槽、初脱灰水槽、初脱灰水泵、浓缩黑水泵和过滤系统。所述沉降槽顶部出口连接初脱灰水槽顶部入口，底部出口连接浓缩黑水泵入口；所述初脱灰水槽底部出口连接初脱灰水泵入口；所述初脱灰水泵出口通往气化装置；所述浓缩黑水泵出口连接过滤系统入口；所述过滤系统的滤液出口连接沉降槽顶部入口，固体渣出口通往界外。所述精脱系统包含有反应器、澄清槽、精脱灰水槽、精脱灰水泵和浓缩灰水泵。所述反应器顶部入口连接初脱灰水泵出口，底部出口连接澄清槽顶部入口；所述澄清槽顶部出口连接精脱灰水槽顶部入口，底部出口连接浓缩灰水泵入口；所述精脱灰水槽底部出口连接精脱灰水泵入口；所述精脱灰水泵出口通往气化装置；所述浓缩灰水泵出口连接初脱系统的过滤系统入口。较佳的，可以在所述沉降槽内设置反应筒进行絮凝反应，以提高固体和硬度脱除的效果。较佳的，可以在所述精脱系统的反应器内设置具有快速搅拌功能的搅拌器，以使絮凝反应更充分。较佳的，当废水中的氨氮含量和硬度都很高时(氨氮含量≥350mg/L，硬度按CaCO3计≥1500mg/L)，可以在精脱系统后面进一步设置汽提系统。所述汽提系统主要包含有精滤器、汽提塔、脱氨灰水泵、精脱灰水加热器、脱氨灰水冷却器。所述精滤器顶部入口连接精脱灰水泵出口，底部出口连接精脱灰水加热器入口。所述精脱灰水加热器出口连接所述汽提塔中部的灰水入口。所述汽提塔顶部开有气体出口，底部开有灰水出口，与脱氨灰水泵入口连接。所述脱氨灰水泵出口经精脱灰水加热器连接脱氨灰水冷却器。所述脱氨灰水冷却器出口通往气化磨煤单元或下游的废水处理单元或气化装置。较佳的，可以进一步在所述汽提塔底部连入一个再沸器，将从汽提塔底部出来的脱氨灰水加热后再送回汽提塔内再次进行汽提。加热所需的热源可以使用来自气化闪蒸系统的高压闪蒸汽，也可以另外补充蒸汽。较佳的，所述汽提系统还可以进一步包含有回流泵、回流罐和空冷器。所述空冷器入口连接所述汽提塔顶部的气体出口，出口连接所述回流罐入口。所述回流罐顶部开有气体出口，富氨气体通过该气体出口排至下游进一步利用；底部开有液体出口，与回流泵入口连接。所述回流泵出口连接所述汽提塔顶部的回流液入口，来自回流罐底部的液体可以通过回流泵回流至汽提塔再次进行汽提。本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种气化废水组合处理方法。该方法包括：脱除气化废水中的固体和部分硬度的初脱步骤；所述初脱步骤进一步包括：气化废水经絮凝、沉降、澄清，得到浓缩黑水和脱除了固体和部分硬度的初脱灰水的步骤；浓缩黑水过滤后，滤液合并入气化废水的步骤；初脱灰水一部分送回气化装置循环利用的步骤；脱除另一部初脱灰水中的硬度的精脱步骤；所述精脱步骤进一步包括：初脱灰水经絮凝、澄清，得到灰水浓缩液和脱除了硬度的精脱灰水的步骤；灰水浓缩液过滤后，滤液合并入气化废水的步骤；精脱灰水一部分送回气化装置循环利用的步骤。上述初脱步骤中，絮凝反应环境pH值优选为8～10；精脱步骤中，絮凝反应环境pH值优选为11以上，同时进行快速搅拌。较佳的，当废水中的氨氮含量和硬度都很高时(氨氮含量≥350mg/L，硬度按CaCO3计≥1500mg/L)，可以在精脱步骤后，再增加一个汽提步骤，脱除另一部分精脱灰水中的悬浮固体和氨氮含量。所述汽提步骤进一步包括：精滤脱除精脱灰水中的悬浮固体的步骤；脱除了悬浮固体的精脱灰水升温后进行氨汽提，得到富氨气体和脱氨灰水的步骤。较佳的，汽提后所得脱氨灰水一部分送往下游的废水处理单元或气化磨煤单元或气化装置的除氧槽等工艺单元进行循环利用，另一部分加热后再次进行氨汽提。较佳的，汽提后所得富氨气体，经冷却后，气体送往下游回收利用，液体可以回流并再次进行氨汽提。本专利技术根据气化装置不同的灰水水质和系统水平衡工况，优化气化废水的处理流程，与现有气化废水处理系统及处理流程相比，本专利技术的废水组合处理系统及其处理方法具有以下优点和有益效果：1、可以基本脱除干净气化废水中的固体、硬度和氨氮(气化黑水或灰水中的悬浮固体含量可以降到10mg/L以下，硬度脱除90％以上，氨氮含量降低到20mg/L以下)，从而可以使灰水更好地循环利用，提高灰水利用的灵活性和利用效率，减少系统补水的消耗，同时可以有效地减缓气化灰水系统的结垢、阻塞和磨损问题；2、充分利用了气化高压闪蒸气产生的热量来降低灰水中的氨氮含量，从而提高了气化装置的能量利用效率，同时降低了下游废水处理单元的氨氮处理难度和运行成本。附图说明图1是现有的气化废水处理系统及处理流程示意图。图2是本专利技术实施例的废水组合处理系统及处理流程示意图图中附图标记说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.气化废水组合处理系统，包括初脱系统，所述初脱系统包含有沉降槽、初脱灰水槽、初脱灰水泵、浓缩黑水泵和过滤系统，沉降槽顶部出口连接初脱灰水槽顶部入口，沉降槽底部出口连接浓缩黑水泵入口；初脱灰水槽底部出口连接初脱灰水泵入口；初脱灰水泵出口通往气化装置；浓缩黑水泵出口连接过滤系统入口；过滤系统的滤液出口连接沉降槽顶部入口，固体渣出口通往界外；其特征在于，所述处理系统还包括有精脱系统，所述精脱系统包含有反应器、澄清槽、精脱灰水槽、精脱灰水泵和浓缩灰水泵，所述反应器顶部入口连接初脱灰水泵出口，底部出口连接澄清槽顶部入口；所述澄清槽顶部出口连接精脱灰水槽顶部入口，底部出口连接浓缩灰水泵入口；所述精脱灰水槽底部出口连接精脱灰水泵入口；所述精脱灰水泵出口通往气化装置；所述浓缩灰水泵出口连接初脱系统的过滤系统入口。

【技术特征摘要】
1.气化废水组合处理系统，包括初脱系统，所述初脱系统包含有沉降槽、初脱灰水槽、初脱灰水泵、浓缩黑水泵和过滤系统，沉降槽顶部出口连接初脱灰水槽顶部入口，沉降槽底部出口连接浓缩黑水泵入口；初脱灰水槽底部出口连接初脱灰水泵入口；初脱灰水泵出口通往气化装置；浓缩黑水泵出口连接过滤系统入口；过滤系统的滤液出口连接沉降槽顶部入口，固体渣出口通往界外；其特征在于，所述处理系统还包括有精脱系统，所述精脱系统包含有反应器、澄清槽、精脱灰水槽、精脱灰水泵和浓缩灰水泵，所述反应器顶部入口连接初脱灰水泵出口，底部出口连接澄清槽顶部入口；所述澄清槽顶部出口连接精脱灰水槽顶部入口，底部出口连接浓缩灰水泵入口；所述精脱灰水槽底部出口连接精脱灰水泵入口；所述精脱灰水泵出口通往气化装置；所述浓缩灰水泵出口连接初脱系统的过滤系统入口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉降槽带有反应筒。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应器内部带有快速搅拌器。4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述处理系统还包括有汽提系统，所述汽提系统包含有精滤器、汽提塔、脱氨灰水泵、精脱灰水加热器、脱氨灰水冷却器，所述精滤器顶部入口连接精脱灰水泵出口，底部出口连接精脱灰水加热器入口；所述精脱灰水加热器出口连接所述汽提塔中部的灰水入口；所述汽提塔顶部开有气体出口，底部开有灰水出口，与脱氨灰水泵入口连接；脱氨灰水泵出口经精脱灰水加热器连接脱氨灰水冷却器；所述脱氨灰水冷却器出口通往气化磨煤单元或下游的废水处理单元或气化装置。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述汽提系统还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿海根，
申请(专利权)人：通用电气神华气化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31