[发明专利]气化废水组合处理系统及方法

说明书

本发明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。本发明还公开了基于上述系统的气化废水组合处理方法。本发明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。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。