殼牌煤氣化污水處理工藝優化改造

李　星　杜　霞

(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)

?

殼牌煤氣化污水處理工藝優化改造

李星杜霞

(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)

1　污水處理系統工藝流程

殼牌煤氣化工藝中污水處理系統的主要工作原理是將來自渣水系統和濕洗系統的含有酸性氣體以及一定灰分含量的循環水先進入灰漿汽提塔進行汽提，然后分離出CO2，H2S，NH3，HCN和HCl等氣體；汽提后的循環水經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，下層的灰泥經漿液泵送往真空袋式過濾機進行過濾，濾餅進行回收，濾液重新返回澄清槽。改造前污水處理系統工藝流程示意如圖1所示。

圖1　改造前污水處理系統工藝流程示意

2　存在的問題及分析

2.1汽提塔填料堵塞及給料泵進、出口管線結垢

給料泵進、出口管線結垢的原因：給料罐的進水是來自濕洗系統的循環水和澄清槽溢流泵的循環水，2種循環水混合后生成CaCO3和MgCO3等結垢物，造成給料泵進、出口管線結垢。

2.2管道、機泵和閥門磨損

由于污水處理系統中固含量較高，尤其是渣水系統來的渣水，經水力旋流器后，其中總固量約2%(質量分數，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10%，造成管道、閥門、設備嚴重磨損。汽提塔的2臺給料泵出口調節閥、排污水泵出口調節閥因磨損而頻繁發生泄漏，造成污水處理系統不能正常運行；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，甚至達到25%以上，這也是造成管道和底錐磨損而發生泄漏的主要原因。

2.3酸管線泄漏

由于渣水系統、濕洗系統的來水偏堿性，污水處理工藝裝置原設置4處鹽酸添加點：渣水系統循環水進入給料罐前、濕洗系統循環水進入給料罐前、2臺給料泵進入汽提塔前。在殼牌煤氣化系統原設計中加鹽酸的主要作用：①為了防止渣水系統和濕洗系統的循環水在汽提塔內部發生反應而生成CaCO3等沉淀物；②調節污水系統循環水中pH。在實際生產中發現，酸管線法蘭連接處經常出現腐蝕、泄漏等情況。正常運行期間，如果某一股污水中pH超標后，需要調整鹽酸的添加量，其他3處污水中pH也會隨之改變，且系統壓力也影響其鹽酸添加量的變化，因此，經常發生酸管線因超壓而泄漏的現象。

2.4外排水中氨氮、COD含量超標

污水處理系統運行期間，澄清槽溢流泵外排水中氨氮和COD含量經常超標的主要原因：①汽提塔填料堵塞，導致汽提效果變差，進而無法汽提出CO2，H2S，NH3，HCN和HCl等氣體，造成外排水中氨氮含量超標；②澄清槽沉淀效果不好，造成外排水中COD含量超標。

2.5真空袋式過濾機過濾效果差、處理能力低

真空袋式過濾機過濾效果差的原因：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生變化，原本合適的濾布不能適應工況的變化，濾布處理的污泥粒度太細，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，真空袋式過濾機處理能力低，導致污泥在貯罐中沉積、堵塞。

3　改造方案及改造效果

3.1改造方案

(1)針對汽提塔汽提效果差和管道、設備磨損腐蝕嚴重等問題進行工藝流程優化。改造后污水處理系統工藝流程示意見圖2。

圖2　改造后污水處理系統工藝流程示意

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因固含量較高而導致汽提塔填料堵塞的問題。

② 拆除澄清槽溢流泵去2臺給料罐的循環水管線，防止濕洗系統的循環水與渣水系統的循環水發生反應而生成CaCO3等沉淀物。

③ 將濕洗系統的補水由工藝冷凝液更改為鍋爐水(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。將濕洗系統外排水指標控制在濁度<200 NTU，COD<300 mg/L，氨氮<150 mg/L。

④ 取消原污水處理系統配置的4處鹽酸添加點。由于目前將濕洗系統的外排水中pH控制在6.5～7.0的操作難度不大，經過以上改造后，污水處理系統即使不加鹽酸也完全可達到外排水的排放指標。

(2)針對真空袋式過濾機過濾效果差進行的改造。主要內容是建一框架，新增1臺LW630×2300- N型臥式離心機，代替原真空袋式過濾機。該臥式離心機能夠處理沉降槽沉降下來的污泥，只要調節好其轉速和差速即可，與真空袋式過濾機相比，具有占地面積小、處理量大、處理效果好、設備維護簡單、投資少等優點。

3.2改造效果

(1)渣水系統的循環水經閃蒸后，直接進入澄清槽進行沉降，避免了與濕洗系統的循環水發生反應而生成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的給料泵進、出口管線的結垢問題。

(2)因進入汽提塔的循環水流量減少，汽提使用的蒸汽量由改造前3 t/h降至1 t/h。

(3)解決了酸管線經常泄漏的問題，也降低了輔材消耗成本，可節約加酸量0.1 t/h。

(4)外排水中氨氮和COD含量都得到了有效控制，均控制在指標范圍之內。改造前、后外排水中氨氮、COD含量對比如表1(2014年數據)所示。

表1　改造前、后外排水中氨氮、COD含量對比　　　mg/L

(5)將真空袋式過濾機更換為臥式離心機后，每年可節約濾布18床，解決了現場亂排、亂放的問題。

4　結語

殼牌煤氣化污水處理工藝經過改造后，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的正常運行，減少了填料層的清洗時間及清洗次數，提高了煤泥水的分離效率，同時能夠有效控制外排污水達標排放，改善了現場工作環境。

2016- 03- 23)