煤氣化渣水電化學處理技術在航天爐氣化灰水系統的應用小結

王輝

（安徽昊源化工集團有限公司 安徽阜陽 236056）

煤氣化渣水電化學處理技術在航天爐氣化灰水系統的應用小結

王輝

（安徽昊源化工集團有限公司 安徽阜陽 236056）

文章介紹了煤氣化渣水電化學處理技術在航天爐氣化灰水系統的應用，該裝置是以電化學絮凝技術為核心，集高效絮凝、沉淀于一體的電化學除硬除濁一體化設備。

煤氣化灰水；電化學技術；結垢；污堵；高硬度

安徽昊源化工集團有限公司（以下簡稱昊源）兩套航天爐氣化灰水系統循環量為350 m3/h，煤化工氣化工藝中的氣化灰水系統具有高硬度、高濁度、高懸浮物的特點，極易引起氣化系統內設備、管道結垢，影響系統長周期穩定運行。因此，昊源實施航天爐氣化灰水處理項目，采用北京京潤環保科技股份有限公司的煤氣化灰水電化學處理技術。項目自建成投運以來，運行穩定，目前系統已達到技術設計指標，灰水系統總硬度在400 mg/L左右，有效緩解了系統的結垢壓力，延長了管道、設備清理維護的周期；且系統排污量下降到60 t/h，裝置每年可減少向污水處理站排放污水32萬噸，每年減少向循環水系統補充脫鹽水32萬噸，節約了大量的水資源，減小了環保壓力，每年節約成本440.01萬元，具有良好的社會效益、環境效益和經濟效益。

1 煤氣化灰水電化學處理技術原理

煤氣化灰水電化學處理技術，可有效去除煤氣化灰水中硬度、濁度、懸浮物等物質，是一種集電化學絮凝、電氣浮氧化、電場及高效沉淀等作用于一體的電化學除硬除濁技術。

在電化學除硬除濁一體化設備的反應池中設置獨特的電化學反應器，采用金屬鐵或鋁復合材料，在電場作用下，在線原位產生鐵或鋁離子進入水中，與水中溶解的OH-結合生成Fe(OH)3或Al(OH)3以及其它單核羥基配合物、多核羥基配合物和聚合物等，形成的配合物是一種高活性的吸附基團。同時通過調節水中pH值，形成有利于Ca2+、Mg2+分離出來的工作環境，吸附基團將Ca2+、Mg2+、微細顆粒、膠體顆粒、懸浮物等雜質共同吸附，在整個處理過程中始終存在電場作用和絮凝作用。灰水經反應處理后進入一體化裝置的高效斜管沉淀池中，絮凝體經沉淀池充分沉淀后，送至灰水槽。

煤氣化灰水系統循環流程圖

2 技術創新點

(1)思路創新：

將電化學、除硬、除濁、高效沉淀結合在一起協同作用，達到高效絮凝、除硬、除濁的作用。

(2)技術創新：

①電絮凝協同除硬、除濁：絮凝核帶正電荷，可吸附膠體和懸浮物形成帶負電荷的絮凝團，此絮凝團再反過來吸附Ca2+、Mg2+，從而去除水中部分離子，通過絮凝起到一定的除硬、除濁功效。

②利用旋流理論與電化學在線原位產生高活性絮凝核相結合，使得絮凝核均勻分布，起到對碳酸鈣和氫氧化鎂較強的吸附作用，提高軟化效率。

③通過對流體模型的仿真設計，改進流體流動、擴散模型、降低阻力、提高流體與電極接觸效率，得到良好的流道設計，有利于將在電場作用下產生的絮凝核與水中膠體顆粒物被壓縮、脫穩的雙電層、吸附、碰撞形成密實絮體，加速沉降。

(3)工藝設備創新：

①電化學反應區采用穿孔旋流反應器，加快反應速度，有利于沉淀的生成。

②分離沉降區通過設計上升流速和沉降流速，通過排污控制懸泥層，形成的懸泥層提高凈化作用。

③排污采用多斗形式，有利于污泥的沉降和實現自動排泥，工程上可連續穩定運行。

3 項目應用效果

目前航天爐氣化灰水系統循環量為350m3/h，灰水系統的硬度、堿度、懸浮物等指標較高，結垢性離子在設備內部結垢嚴重，從而影響設備的正常運行。采用煤氣化灰水電化學處理技術前排污量為130m3/h。

為降低灰水系統硬度指標，保證系統的穩定高效運行，減少系統排污量，灰水系統中嵌入以電化學絮凝技術為核心，集高效絮凝、沉淀于一體的電化學除硬除濁一體化設備，目前系統硬度已達到技術設計指標，有效緩解了系統的結垢壓力，延長了管道、設備清理維護的周期；系統排污量也已下降到60 t/h，灰水系統總硬度由800 mg/L下降到400 mg/L以下，系統排水量由130 m3/h下降到90 m3/h，補水量由130 m3/h下降到90 m3/h，改善了灰水運行水質，降低了結垢風險，延長了裝置穩定運行周期，有效節省園區用水量，帶來了可觀的經濟效益。

王輝，男，1982年9月出生，本科學歷，助理工程師，2008年7月畢業于淮北煤炭師范學院應用化學專業，同年8月分配到安徽昊源化工集團有限公司工作，現任安徽昊源化工集團有限公司總工辦技術員，從事科技管理、技術開發等工作。）