CN103011373B

CN103011373B - 一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统及方法

Info

Publication number: CN103011373B
Application number: CN201210518327.9A
Authority: CN
Inventors: 何银宝; 毕冬冬; 徐延鹏
Original assignee: Inner Mongolia Yitai Coal Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Yitai Coal Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN103011373A

Abstract

本发明公开了一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统及方法，其系统包括含氨废水存储装置、含氨废水泵、制浆水槽、制浆水泵、水煤浆制备装置和F-T合成装置；其方法包括如下步骤：(1)含氨废水与费托合成废水中和制备制浆水；(2)所述制浆水返回所述水煤浆制备装置再利用；本发明的优点在于，每年约能节约药剂成本人民币300万/年；大大减轻了污水处理的负担，解决了制约化工行业达标排放的瓶颈性问题；煤浆质量不会因为制浆水pH值的问题而频繁波动；经过运行检验，用含氨废水中和费托合成废水后得到的制浆废水对机泵过流部件和管道无任何腐蚀。

Description

一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统及方法

技术领域：

本发明涉及一种费托合成废水循环利用系统及方法，特别是涉及一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统及方法。

背景技术：

在煤炭间接液化过程中，费托合成反应会产生一定量的合成废水，其中富含醇、醛、酸、酮、酯等含氧有机化合物。费托合成废水显酸性，PH值在3-4左右，COD值高达3-10万mg/l。费托合成废水难以通过普通的废水生化流程进行有效处理。在国内现有的工艺中，费托合成废水送往气化装置的煤浆制备单元，作为制浆水与原料煤在磨煤机中制成水煤浆送入气化炉，合成废水中的有机物作为反应物料的一部分参与气化反应，从而使合成废水得到最终处理。

但是，在煤浆制备过程中，制浆水必须呈碱性才能够有效的保证制浆单元产品的质量和稳定性。另外，制浆工序的设备和材料多为碳钢材质，无法承受酸性废水的腐蚀。而费托合成去往煤浆制备的费托合成废水呈酸性，为避免对制浆系统及煤浆管道产生冲击和腐蚀，原有工艺配置了一套加碱中和系统，采用NaOH配置水溶液后作为PH值调节剂中和费托合成废水，中和后的废水作为制浆水送往煤浆制备单元。而采用NaOH作为PH值调节剂存在以下缺点：(1)按装置设计负荷及费托合成废水的PH值估算，每天需消耗NaOH约3T，成本较高；(2)日常生产中NaOH水溶液配置时需要耗费大量的人力，工作量较大，且片状NaOH和配置的碱液具有强腐蚀性，配置时具有较高安全风险，安全成本高；(3)NaOH溶液在计量输送过程中容易析出结晶堵塞管道，计量泵不打量或者流量波动的情况时有发生，导致制浆水PH值波动，影响煤浆的稳定性和流动性；同时也对机泵和管线造成了强烈的腐蚀，曾经在检修过程中发现制浆水泵的叶轮被合成废水腐蚀的有数毫米厚。因此工艺运行的实际过程中迫切需要一种更安全、更稳定、更经济的办法来调节费托合成废水的PH值。

含氨废水在国内化工行业以及其它行业中比较常见，其处理方式多以汽提、生化等等，单是其处理的目的往往是将废水中的氨氮脱除后达标排放，含氨废水没有得到有效利用，而且含氨废水的处理成本较高。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统。

本发明的第二个目的在于提供一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施，一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，其包括含氨废水存储装置、含氨废水泵、制浆水槽、制浆水泵、水煤浆制备装置和F-T合成装置，所述含氨废水存储装置的出水口与所述含氨废水泵的入口连接，所述含氨废水泵的出口与所述制浆水槽的含氨废水入口连接，所述F-T合成装置的废水出口与所述制浆水槽的费托合成废水入口连接，所述制浆水槽的出水口与所述制浆水泵的入口连接，所述制浆水泵的出口与所述水煤浆制备装置的进水口连接。

所述的一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，还包括有含氨废水处理装置，所述含氨废水处理装置包括变换单元蒸氨汽提装置、含氨蒸汽冷凝器、酸性气体分离罐和酸性气体火炬，所述含氨蒸汽冷凝器的顶部设有含氨蒸汽入口，所述含氨蒸汽冷凝器的底部设有出水口，所述含氨蒸汽冷凝器的上部设有循环冷却水不凝气出口，所述含氨蒸汽冷凝器的含氨蒸汽入口与所述变换单元蒸氨汽提装置的含氨蒸汽出口连接，所述含氨蒸汽冷凝器的底部的出水口与所述含氨废水存储装置的入口连接或者与所述含氨废水泵的入口连接，所述含氨蒸汽冷凝器的循环冷却水不凝气出口与所述酸性气体分离罐入口连接，所述酸性气体分离罐的气体出口与所述酸性气体火炬入口连接，所述酸性气体分离罐的液体出口与所述含氨废水泵的入口连接，所述含氨废水泵的出口与所述制浆水槽的含氨废水入口连接。

连接所述制浆水泵的出口与所述水煤浆制备装置的进水口的管线上安装有在线PH值监控装置。

变换单元蒸氨汽提装置解释：变换单元是指调整合成气中CO和H₂比例以满足后续工艺需要的化工单元，其反应原理为：CO+H₂O＝CO₂+H₂。去往变换单元的合成气中含有大量的水蒸汽和少量氨气，水蒸汽和氨气在变换单元冷凝下来成为变换含氨冷凝液，变换含氨冷凝液进入蒸氨汽提装置进行汽提。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施，一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其包括如下步骤：

(1)含氨废水与费托合成废水中和制备制浆水：将所述含氨废水存储装置内PH值为8.5-9.0的含氨废水经所述含氨废水泵打入所述制浆水槽中，同时将由所述F-T合成装置的废水出口排出的PH值为2-4的费托合成废水打入所述制浆水槽中，所述含氨废水与所述费托合成废水以1∶3-1∶4的比例进行中和得到制浆水，所述制浆水的PH值为7-9；

(2)所述制浆水返回所述水煤浆制备装置再利用：所述制浆水由所述制浆水泵打入所述水煤浆制备装置中制备水煤浆。

所述含氨废水由如下步骤制备：

(a)将来自变换单元蒸氨汽提装置的含氨蒸汽由所述含氨蒸汽冷凝器的顶部的含氨蒸汽入口通入所述含氨蒸汽冷凝器内冷凝，冷凝后形成的含氨废水由所述含氨蒸汽冷凝器的底部出水口排入所述含氨废水存储装置内或者通过所述含氨废水泵打入所述制浆水槽中，冷凝后的循环冷却水不凝气排入所述酸性气体分离罐内分离，分离形成的含氨废水由所述含氨废水泵打入所述制浆水槽中，分离出的不凝气通入所述酸性气体火炬内处理。

通过所述在线PH值监控装置检测打入所述水煤浆制备装置中的所述制浆水的PH值。

本发明的优点在于，(1)含氨废水完全取代了NaOH作为PH值调节剂，按每天节约3吨NaOH来计算，NaOH的市价3000元/吨，每年约能节约药剂成本人民币300万/年；(2)含氨废水不需要进行直排而进入制浆系统回用处理，大大减轻了污水处理的负担，解决了制约化工行业达标排放的瓶颈性问题；(3)含氨废水碱性较弱且外排量稳定不存在流量波动，因此制浆水的PH值比使用强碱性的NaOH时变得更加稳定，能够保持在7-9之间，煤浆质量不会因为制浆水PH值的问题而频繁波动；(4)经过运行检验，用含氨废水中和费托合成废水后得到的制浆废水对机泵过流部件和管道无任何腐蚀；(5)无需配置NaOH溶液，避免配制过程中带来的安全风险；(6)含氨废水的引入可以在一定程度上控制气化灰水系统的硬度，进而延长了气化炉单炉运行的周期，避免了因激冷水量降低引起气化炉减负荷操作，减少了气化炉计划停车倒炉次数，按全年减少1次单炉计划停车检修计算，每次停车需要8小时恢复正常生产估算，一次停车约造成经济损失100万元人民币，减少1次单炉计划停车可以直接节约100万元人民币的经济损失。

附图说明

图1为实施例1一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统示意图。

图2为实施例2一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统示意图。

图3为实施例3一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统示意图。

含氨废水存储装置1，含氨废水泵2，制浆水槽3，制浆水泵4，水煤浆制备装置5，F-T合成装置6，在线PH值监控装置7，含氨废水处理装置8，含氨蒸汽冷凝器9，酸性气体分离罐10，酸性气体火炬11，变换单元蒸氨汽提装置12。

具体实施方式：

实施例1：一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，其包括含氨废水存储装置1、含氨废水泵2、制浆水槽3、制浆水泵4、水煤浆制备装置5和F-T合成装置6，含氨废水存储装置1的出水口与含氨废水泵2的入口连接，含氨废水泵2的出口与制浆水槽3的含氨废水入口连接，F-T合成装置6的废水出口与制浆水槽3的费托合成废水入口连接，制浆水槽3的出水口与制浆水泵4的入口连接，制浆水泵4的出口与水煤浆制备装置5的进水口连接。连接制浆水泵4的出口与水煤浆制备装置5的进水口的管线上安装有在线PH值监控装置7。

实施例2：在实施例1的基础上，一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，还包括有含氨废水处理装置8，含氨废水处理装置8包括变换单元蒸氨汽提装置12、含氨蒸汽冷凝器9、酸性气体分离罐10和酸性气体火炬11，含氨蒸汽冷凝器9的顶部设有含氨蒸汽入口，含氨蒸汽冷凝器9的底部设有出水口，含氨蒸汽冷凝器9的上部设有循环冷却水不凝气出口，含氨蒸汽冷凝器9的含氨蒸汽入口与变换单元蒸氨汽提装置12的含氨蒸汽出口连接，含氨蒸汽冷凝器9的底部的出水口与含氨废水存储装置1的入口连接，含氨蒸汽冷凝器9的循环冷却水不凝气出口与酸性气体分离罐10入口连接，酸性气体分离罐10的气体出口与酸性气体火炬11入口连接，酸性气体分离罐10的液体出口与含氨废水泵2的入口连接，含氨废水泵2的出口与制浆水槽3的含氨废水入口连接。

实施例3：在实施例1的基础上，一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，还包括有含氨废水处理装置8，含氨废水处理装置8包括变换单元蒸氨汽提装置12、含氨蒸汽冷凝器9、酸性气体分离罐10和酸性气体火炬11，含氨蒸汽冷凝器9的顶部设有含氨蒸汽入口，含氨蒸汽冷凝器9的底部设有出水口，含氨蒸汽冷凝器9的上部设有循环冷却水不凝气出口，含氨蒸汽冷凝器9的含氨蒸汽入口与变换单元蒸氨汽提装置12的含氨蒸汽出口连接，含氨蒸汽冷凝器9的底部的出水口与含氨废水泵2的入口连接，含氨蒸汽冷凝器9的循环冷却水不凝气出口与酸性气体分离罐10入口连接，酸性气体分离罐10的气体出口与酸性气体火炬11入口连接，酸性气体分离罐10的液体出口与含氨废水泵2的入口连接，含氨废水泵2的出口与制浆水槽3的含氨废水入口连接。

实施例4：一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其包括如下步骤：

(1)含氨废水与费托合成废水中和制备制浆水：将含氨废水存储装置1内PH值为8.5的含氨废水经含氨废水泵2打入制浆水槽3中，同时将由F-T合成装置6的废水出口排出的PH值为2的费托合成废水打入制浆水槽3中，含氨废水与费托合成废水以1∶3的比例进行中和得到制浆水，制浆水的PH值为7；

(2)制浆水返回水煤浆制备装置5再利用：制浆水由制浆水泵4打入水煤浆制备装置5中制备水煤浆。

实施例5：一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其包括如下步骤：

(1)由来自变换单元蒸氨汽提装置的含氨蒸汽制备含氨废水：将来自变换单元蒸氨汽提装置12的含氨蒸汽由含氨蒸汽冷凝器9的顶部的含氨蒸汽入口通入含氨蒸汽冷凝器9内冷凝，冷凝后形成的含氨废水由含氨蒸汽冷凝器9的底部出水口排入含氨废水存储装置1内，冷凝后的循环冷却水不凝气排入酸性气体分离罐10内分离，分离形成的含氨废水由含氨废水泵2打入制浆水槽3中，分离出的不凝气通入酸性气体火炬11内处理。

(2)含氨废水与费托合成废水中和制备制浆水：将含氨废水存储装置1内PH值为9.0的含氨废水经含氨废水泵2打入制浆水槽3中，同时将由F-T合成装置6的废水出口排出的PH值为4的费托合成废水打入制浆水槽3中，含氨废水与费托合成废水以1∶4的比例进行中和得到制浆水，制浆水的PH值为9；

(3)制浆水返回水煤浆制备装置5再利用：制浆水由制浆水泵4打入水煤浆制备装置5中制备水煤浆。通过在线PH值监控装置7检测打入水煤浆制备装置5中的制浆水的PH值。

实施例6：一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其包括如下步骤：

(1)由来自变换单元蒸氨汽提装置12的含氨蒸汽制备含氨废水：将来自变换单元蒸氨汽提装置12的含氨蒸汽由含氨蒸汽冷凝器9的顶部的含氨蒸汽入口通入含氨蒸汽冷凝器9内冷凝，冷凝后形成的含氨废水由含氨蒸汽冷凝器9的底部出水口排出，并通过含氨废水泵2打入制浆水槽3中，冷凝后的循环冷却水不凝气排入酸性气体分离罐10内分离，分离形成的含氨废水由含氨废水泵2打入制浆水槽3中，分离出的不凝气通入酸性气体火炬11内处理。

(2)含氨废水与费托合成废水中和制备制浆水：将步骤(1)冷凝后形成的PH值为9.0的含氨废水经含氨废水泵2打入制浆水槽3中，同时将由F-T合成装置6的废水出口排出的PH值为3的费托合成废水打入制浆水槽3中，含氨废水与费托合成废水以1∶3的比例进行中和得到制浆水，制浆水的PH值为8；

(3)制浆水返回水煤浆制备装置再利用：制浆水由制浆水泵4打入水煤浆制备装置5中制备水煤浆。通过在线PH值监控装置7检测打入水煤浆制备装置5中的制浆水的PH值。

Claims

1.一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，其特征在于，其包括含氨废水存储装置、含氨废水泵、制浆水槽、制浆水泵、水煤浆制备装置和F-T合成装置，所述含氨废水存储装置的出水口与所述含氨废水泵的入口连接，所述含氨废水泵的出口与所述制浆水槽的含氨废水入口连接，所述F-T合成装置的废水出口与所述制浆水槽的费托合成废水入口连接，所述制浆水槽的出水口与所述制浆水泵的入口连接，所述制浆水泵的出口与所述水煤浆制备装置的进水口连接。

2.根据权利要求1所述的一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，其特征在于，其还包括有含氨废水处理装置，所述含氨废水处理装置包括变换单元蒸氨汽提装置、含氨蒸汽冷凝器、酸性气体分离罐和酸性气体火炬，所述含氨蒸汽冷凝器的顶部设有含氨蒸汽入口，所述含氨蒸汽冷凝器的底部设有出水口，所述含氨蒸汽冷凝器的上部设有循环冷却水不凝气出口，所述含氨蒸汽冷凝器的含氨蒸汽入口与所述变换单元蒸氨汽提装置的含氨蒸汽出口连接，所述含氨蒸汽冷凝器的底部的出水口与所述含氨废水存储装置的入口连接或者与所述含氨废水泵的入口连接，所述含氨蒸汽冷凝器的循环冷却水不凝气出口与所述酸性气体分离罐入口连接，所述酸性气体分离罐的气体出口与所述酸性气体火炬入口连接，所述酸性气体分离罐的液体出口与所述含氨废水泵的入口连接，所述含氨废水泵的出口与所述制浆水槽的含氨废水入口连接。

3.根据权利要求1所述的一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用系统，其特征在于，连接所述制浆水泵的出口与所述水煤浆制备装置的进水口的管线上安装有在线PH值监控装置。

4.一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)含氨废水与费托合成废水中和制备制浆水：将含氨废水存储装置内PH值为8.5-9.0的含氨废水经含氨废水泵打入制浆水槽中，同时将由F-T合成装置的废水出口排出的PH值为2-4的费托合成废水打入所述制浆水槽中，所述含氨废水与所述费托合成废水以1:3-1:4的比例进行中和得到制浆水，所述制浆水的PH值为7-9；

(2)所述制浆水返回水煤浆制备装置再利用：所述制浆水由所述制浆水泵打入所述水煤浆制备装置中制备水煤浆。

5.根据权利要求4所述一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其特征在于，所述含氨废水由如下步骤制备：

(a)将来自变换单元蒸氨汽提装置的含氨蒸汽由含氨蒸汽冷凝器的顶部的含氨蒸汽入口通入所述含氨蒸汽冷凝器内冷凝，冷凝后形成的含氨废水由所述含氨蒸汽冷凝器的底部出水口排入含氨废水存储装置内或者通过所述含氨废水泵打入所述制浆水槽中，冷凝后的循环冷却水不凝气排入酸性气体分离罐内分离，分离形成的含氨废水由所述含氨废水泵打入所述制浆水槽中，分离出的不凝气通入酸性气体火炬内处理。

6.根据权利要求4所述一种费托合成废水在煤炭间接液化生产中循环利用方法，其特征在于，通过在线PH值监控装置检测打入所述水煤浆制备装置中的所述制浆水的PH值。