[发明专利]一种处理煤气化灰水或黑水的电化学除硬除浊一体化装置及其处理方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于煤气化灰水或黑水处理技术领域，涉及一种处理煤气化灰水或黑水的装置及其处理方法和用途，尤其涉及一种处理煤气化灰水或黑水的电化学除硬除浊一体化装置及其处理方法和用途。

背景技术

煤气化灰水/黑水系统是保证气化炉稳定、整个煤气化工艺正常运行的重要组成部分，其主要特点为：温度高且变化范围宽；钙离子、镁离子和二氧化硅等含量高，主要是钙硬度高；气化黑水悬浮物含量高、浊度大。以上因素严重时会导致气化系统悬浮物沉积以及碳酸钙和硫酸钙结垢倾向严重，从而影响气化系统的换热效率，使系统运行周期短，设备非正常停车检维修频繁等。

水煤浆气化灰水/黑水主要来源于气化炉的急冷水和气化工序的洗涤水，其中除含有包括氨氮、硫化物(硫化氢、硫酸根)、氯化物和氰化物等有害物质外，另一个显著的特点，就是硬度高(一般在900mg/L～1200mg/L(以CaCO₃计))，这是由于在煤制浆过程中，需要添加助熔剂以改善煤气化条件，因而不同程度(因煤种而异)地引入了钙和镁离子。

目前，煤气化灰水/黑水系统经过高压闪蒸、低压闪蒸和真空闪蒸等一系列处理后，在沉降槽进水管道上投加絮凝剂去除水中大部分悬浮物，在灰水槽投加分散剂防止结垢性离子在设备内部结垢，避免影响设备的正常运行，然后返回系统循环使用。国内外技术研究的焦点主要集中在絮凝剂和分散剂的种类和用量中，但絮凝剂只能去除水中的大部分悬浮物，而分散剂也不能从根本上去除结垢性离子，为防止结垢性离子在系统内富集浓缩，灰水/黑水系统实行连续排污。

CN 103708632A公开了一种气化用灰水阻垢分散剂，通过气化灰水系统投加该阻垢分散剂，以分散钙离子和镁离子，减缓灰水结垢，同时可以有效分散硅和煤灰等悬浮物。该方法虽然能在一定程度上减缓灰水系统的结垢和污堵倾向，但不能去除钙镁离子，未从根本上解决结垢和污堵问题。

CN 102285722A公开了一种煤气化工艺灰水回用的处理方法，是通过向沉淀池中投加石灰和碳酸钠对灰水进行软化处理。该方法的操作方便，软化效果好，但为考虑絮凝反应过程，从而使反应及沉淀时间长，软化效率低，污泥量大，沉淀池占地面积大。

因此，开发一种可以高效的煤气化灰水/黑水硬度和悬浮物处理工艺，从根本上解决系统的结垢和污堵问题，保证气化系统长周期稳定运行，已势在必行。

发明内容

针对现有煤气化灰水或黑水处理工艺无法有效解决结垢和污堵问题，以及反应及沉淀时间长、软化效率低、污泥量大和沉淀池占地面积大等问题，本发明提供了一种处理煤气化灰水或黑水的电化学除硬除浊一体化装置及其处理方法和用途。本发明的核心在于利用电化学协同软化作用，去除煤气化灰水或黑水中大部分硬度和悬浮物等，从而大大减缓气化系统的结垢和污堵倾向，实现了气化系统的长周期稳定运行；并且，这个过程中不需要添加絮凝剂和分散剂，节约了成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发提供了一种处理煤气化灰水或黑水的电化学除硬除浊一体化装置，所述装置包括依次连接的电化学反应区、碱度调节区和沉淀区。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述电化学除硬除浊一体化装置包括碱度加药装置，所述碱度加药装置与碱度调节区相连。

优选地，所述电化学除硬除浊一体化装置包括与沉淀区相连的污泥处理装置，其目的在于对沉淀区产生的污泥进行处理。

优选地，所述污泥处理装置为板框压泥机、叠螺压泥机、真空带式机或离心机中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：板框压泥机和叠螺压泥机的组合，叠螺压泥机和真空带式机的组合，真空带式机和离心机的组合，板框压泥机、叠螺压泥机和真空带式机的组合，板框压泥机、叠螺压泥机、真空带式机和离心机的组合等，优选为板框压泥机。

优选地，所述电化学除硬除浊一体化装置包括电源模块，所述电源模块与电化学反应区相连，其目的在于调控电化学反应区条件，以使电化学反应在合理条件下进行。

优选地，所述电源模板采用直流电源、脉冲电源或交流电源中任意一种，优选为直流电源。

优选地，所述电化学除硬除浊一体化装置包括检测控制模块，所述检测控制模块与电化学反应区和碱度调节区相连，其目的在于对电化学反应区和碱度调节区的反应情况进行监控。

作为本发明优选的技术方案，所述电化学反应区设置电化学反应器。