CN104428257B - 废水处理系统以及复合发电设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种废水处理系统以及复合发电设备，该废水处理系统能够高效地对在对煤气化气体进行提纯而得到提纯气体时产生的废水进行处理，减少排出的废水量。本发明的废水处理系统(16)对在利用煤气化炉(12)生成气化气体(33)并利用气体提纯装置(14)进行提纯之前的期间内产生的废水进行处理，所述废水处理系统(16)具有：废水处理线(L11～L15)，其用于分别对生成气化气体(33)时以及对气化气体(33)进行清洗时产生的炉渣废水、文丘里废水、汽提塔废水进行处理；以及废水处理装置(101A～101E)，其用于对向废水处理线(L11～L15)排出的各废水中所含有的需要处理的物质进行处理，不将废水处理线(L11～L15)的各废水混合，根据各废水中所含有的需要处理的物质单独对废水处理线(L11～L15)的各所述废水进行处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种在进行煤气化气体等废气的提纯时产生的废水的处理中应用的废水处理系统以及复合发电设备。
背景技术
近年来一直着眼于煤的有效利用，预测今后，煤的清洁利用工艺的需求会增加。为了将煤转换为附加价值高的能量介质，使用将煤气化的技术、对气化后的物质进行提纯的技术等高级技术。
对于这样的系统，提出了作为对应技术之一而受到关注的如下发电设备或化工产品合成设备，该发电设备使用提纯气体作为涡轮机用的气体，该提纯气体通过对将煤气化而成的煤气化气体(气化气体)进行提纯而得到，该化工产品合成设备将所述提纯气体用作用于合成甲醇、氨等的化工产品的原料。作为将气化气体应用于发电的发电设备，例如，提出了煤气化复合发电(Integrated coal.Gasification Combined Cycle：IGCC)系统(例如，参照专利文献1、2)。IGCC系统是指如下系统：在高温高压的气化炉中将煤转换成可燃气体并生成气化气体，以该气化气体作为燃料，通过燃气轮机和蒸气轮机进行复合发电。
在对煤气化气体进行提纯而生成提纯气体时，需要进行废水处理，但一般而言，在发电设备中，对煤气化气体进行提纯而生成提纯气体时产生的废水集中统一进行处理，满足废水标准后排放(例如，参照专利文献3、4)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-331701号公报
专利文献2：日本特开2011-157486号公报
专利文献3：日本特开2005-224771号公报
专利文献4：日本特开2011-99071号公报
然而，以往的发电设备大型化，当排出的废水量增大时，在以往的废水处理系统中，废水的处理量也增大，在发电设备中消耗的能量也增大。
因此，随着今后发电设备进一步大型化，期望出现如下废水处理系统：能够高效地处理对将煤气化而产生的煤气化气体进行提纯而得到提纯气体时产生的废水，能够减少排出的废水量。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种废水处理系统以及复合发电设备，该废水处理系统能够高效地处理对煤气化气体进行提纯而得到提纯气体时产生的废水，减少排出的废水量。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明的第一方案涉及一种废水处理系统，其对在利用气化炉使作为燃料的煤气化而生成气化气体并利用提纯装置进行提纯之前的期间内产生的废水进行处理，所述废水处理系统的特征在于，具有：多个废水处理线，其用于分别对生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的多种废水进行处理；以及废水处理机构，其设置于各所述废水处理线，用于对向各所述废水处理线排出的所述废水中所含有的需要处理的物质进行处理，不将各所述废水处理线的所述废水混合，根据各所述废水中所含有的需要处理的物质单独对所述废水处理线的各所述废水进行处理。
在第一方案的基础上，第二方案的特征在于，生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的废水是含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水、富含氨气的废水、最终加工后的最终处理废水中的任一者。
在第一或第二方案的基础上，第三方案的特征在于，所述提纯装置具有：对所述气化气体进行冷却的气体冷却塔；去除所述气化气体中的至少氨气的水清洗塔；去除所述气化气体中的CO2、H2S中的任一方或两方的H2S/CO2回收装置；以及至少使用吸收液吸收从所述气体冷却塔排出的废水中所含有的氨气的汽提塔，生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的废水是从所述气化炉、所述水清洗塔、所述汽提塔中的任一者排出的废水。
在第二或第三方案的基础上，第四方案的特征在于，所述废水处理机构具有第一重金属/氟处理部，所述第一重金属/氟处理部至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的SS、Pb、F、Hg，所述第一重金属/氟处理部具有硫化物处理部，所述硫化物处理部使用硫化物法对所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水进行处理，从而至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的Pb、Mn。
在第四方案的基础上，第五方案的特征在于，所述第一重金属/氟处理部具有As处理部和SS处理部的任一方或双方，所述As处理部使用铁氧体法或铁粉法，至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的As，所述SS处理部通过过滤处理或膜处理，至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的SS。
在第二至第五方案中任一方案的基础上，第六方案的特征在于，所述废水处理机构具有：第二重金属/氟处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的SS、Cr、F、As；第一COD处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的苯、COD；难处理金属处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的Se；以及N处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的NH3，所述第二重金属/氟处理部具有：氟化钙处理部，其使用Ca(OH)2和凝结剂至少去除富含氨气的废水中所含有的SS、Cr、F；以及As处理部，其使用铁氧体法或铁粉法至少去除所述富含氨气的废水中所含有的As，所述第一COD处理部具有：活性炭处理部，其去除在所述第二重金属/氟处理部中进行处理后的所述富含氨气的废水中的苯；以及CN处理部，其在进行活性炭处理后的所述富含氨气的废水中使用氧化剂、NaOH、Fe中的任一者，至少去除所述富含氨气的废水中的BOD、COD、CN，所述难处理金属处理部使用氢氧化铁共沉淀处理、厌氧性微生物处理法、Fe还原法、金属钛还原法中的任一者以上，对在所述第一COD处理部中进行处理后的所述富含氨气的废水进行处理，所述N处理部去除在所述难处理金属处理部中进行处理后的所述富含氨气的废水中所含有的NH3。
在第二至第六方案中任一方案的基础上，第七方案的特征在于，所述废水处理机构具有：第三重金属/氟处理部，其至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的F；第二COD处理部，其至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的苯、CN；以及N处理部，其至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的NH3，所述第三重金属/氟处理部具有氟化钙处理部，该氟化钙处理部使用Ca(OH)2和凝结剂至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的SS、Cr、F，所述第二COD处理部具有第二CN处理部，该第二CN处理部至少去除在所述第三重金属/氟处理部中进行处理后的所述最终加工后的最终处理废水中的苯、CN，所述N处理部具有去除在所述第二COD处理部中进行处理后的所述最终加工后的最终处理废水中所含有的NH3的N处理部。
在第三至第七方案中任一方案的基础上，第八方案的特征在于，所述废水处理机构对利用所述提纯装置对所述气化气体进行提纯时产生的废水进行处理。
在第八方案的基础上，第九方案的特征在于，所述废水处理系统对利用所述提纯装置提纯所述气化气体时产生的废水、从所述气体冷却塔排出的冷却塔废水、从所述H2S/CO2回收装置排出的脱硫废水中的任一者进行处理。
在第九方案的基础上，第十方案的特征在于，所述废水处理机构具有：第四重金属/氟处理部，其至少去除所述冷却塔废水中所含有的SS、Fe；以及第三COD处理部，其至少去除所述冷却塔废水中所含有的苯、CN，所述第四重金属/氟处理部具有SS、Fe处理部，该SS、Fe处理部使用Na(OH)、氧化剂、硫类凝结剂、锰沸石、离子交换树脂中的任一者至少去除所述冷却塔废水中所含有的SS、Fe，所述第三COD处理部具有苯、BOD、COD处理部，该苯、BOD、COD处理部至少使用活性炭或活性污泥法对在所述第四重金属/氟处理部中进行处理后的所述冷却塔废水中的苯、BOD、COD进行处理。
在第九或第十方案的基础上，第十一方案的特征在于，所述废水处理机构具有：第五重金属/氟处理部，其至少去除所述脱硫废水中所含有的SS、Fe、Ca、Hg；第四COD处理部，其至少去除所述脱硫废水中所含有的苯、CN；以及难处理金属处理部，其至少去除所述脱硫废水中所含有的Se，所述第五重金属/氟处理部具有：pH处理部，其添加pH调节剂，至少去除所述脱硫废水中所含有的SS、Fe、Ca；以及Hg去除部，其将至少去除SS、Fe、Ca后的所述脱硫废水中的Hg去除，所述第四COD处理部具有吸附处理部，该吸附处理部至少去除在所述第五重金属/氟处理部中进行处理后的所述冷却塔废水中的BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸，所述难处理金属处理部使用氢氧化铁共沉淀处理、厌氧性微生物处理法、Fe还原法、金属钛还原法中的任一者以上对在所述第四COD处理部中进行处理后的所述脱硫废水进行处理。
第十二方案涉及一种复合发电设备，其特征在于，具有：气化炉，其将煤气化而生成气化气体；提纯装置，其对所述气化气体进行提纯，制造出提纯气体；方案一至十一中任一方案中的废水处理系统；燃气轮机；蒸气轮机，其利用由废热回收锅炉产生的蒸气进行驱动；以及冷凝器，其使来自所述蒸气轮机的蒸气冷凝。
发明效果
根据本发明，将生成气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的多种废水向各废水处理线供给，无需将各废水处理线的废水混合，就能够对各废水处理线的废水单独处理各废水中所含有的需要处理的物质。因此，能够高效地对在对煤气化气体进行提纯而得到提纯气体时产生的废水进行处理，减少排出的废水量。
附图说明
图1是应用本发明的实施例所涉及的废水处理系统的煤气化复合发电设备的概要结构图。
图2是示出气体提纯装置的结构的一例的图。
图3是示出各废水处理装置中的各废水的处理流程的说明图。
图4是示出废水处理装置的各机构的一例的图。
图5是示出另一废水处理装置的各机构的一例的图。
图6是示出另一废水处理装置的各机构的一例的图。
图7是示出另一废水处理装置的各机构的一例的图。
图8是示出另一废水处理装置的各机构的一例的图。
图9是示出废水的处理流程的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。需要说明的是，不以下述的实施例限定本发明。另外，下述实施例中的构成要素包括本领域技术人员能够容易想到的构成要素、实质上相同的构成要素、所谓等同范围内的构成要素。并且，在下述实施例中公开的构成要素能够适当组合。
实施例
<煤气化复合发电设备>
参照附图对本发明的实施例所涉及的废水处理系统进行说明。图1是应用本发明的实施例所涉及的废水处理系统的煤气化复合发电设备的概要结构图。煤气化复合发电设备(IGCC：Integrated Coal Gasification Combined Cycle)10采用以空气作为氧化剂在气化炉中生成煤气化气体的空气燃烧方式，以利用气体提纯装置进行提纯后的提纯气体作为燃料气体向燃气轮机设备供给，进行发电。
如图1所示，煤气化复合发电设备10具备：供煤装置11、煤气化炉12、煤焦回收装置13、气体提纯装置14、复合发电设备15以及废水处理系统16。
供煤装置11在将原煤粉碎成规定的大小，通过干燥用蒸气(过热蒸气)进行加热干燥之后，去除煤所含有的水分，冷却并贮存。原煤被粉碎成规定的大小，在被加热干燥之后冷却，去除原煤所含有的水分，作为干煤贮存于干煤料库。贮存于供煤装置11的干煤被投入到粉煤机21。
粉煤机21是煤粉碎机，将干煤粉碎成颗粒状而制造出粉煤22。在粉煤机21中，将贮存于供煤装置11的干煤形成规定粒径以下的煤(粉煤)22。然后，利用粉煤机21粉碎后的粉煤22通过粉煤袋滤器23与输送用气体分离，贮存于粉煤供给料斗24。贮存于该粉煤供给料斗24的粉煤22利用从空气分离装置25排出的氮气(N2)通过第一氮气供给线26供给至煤气化炉12。
空气分离装置25从大气中的空气分离并生成N2和氧气(O2)。第一氮气供给线26与煤气化炉12连接，来自粉煤供给料斗24的供煤线27与该第一氮气供给线26连接。获取大气中的空气并从空气分离装置25排出的氮气通过第一氮气供给线26供给至煤气化炉12。
另外，第二氮气供给线28从第一氮气供给线26分支，与煤气化炉12连接。来自煤焦回收装置13的煤焦返送线29与第二氮气供给线28连接。另外，氧气供给线30与煤气化炉12连接，输送来自燃气轮机71(压缩机75)的压缩空气的压缩空气供给线31与氧气供给线30连接，利用燃气轮机71压缩后的压缩空气能够供给至氧气供给线30。因此，氮气用作煤、煤焦的搬运用气体，氧气用作氧化剂。
煤气化炉12使作为燃料的粉煤与空气、氧气等气化剂接触并燃烧/气化，从而生成煤气化气体(气化气体)33。
在煤气化炉12中生成的气化气体33以一氧化碳(CO)、氢气(H2)、二氧化碳(CO2)作为主成分，但也微量地含有煤所含有的元素(例如卤素化合物、水银(Hg)等重金属)、煤气化时的未燃化合物(例如苯酚、蒽等多环芳香族、氰、氨等)等。
煤气化炉12例如是气流床式的气化炉，供给至内部的粉煤、煤焦利用空气(氧气)进行燃烧，粉煤22以及煤焦气化，从而生成以二氧化碳作为主成分的可燃气体(生成气体、煤气)，以该可燃气体作为气化剂而发生气化反应。需要说明的是，煤气化炉12并不限定于气流床气化炉，也可以采用流化床气化炉、固定床气化炉。
煤气化炉12在反应炉12a的下部配置有排出所产生的炉渣的炉渣排出系统35。
在该煤气化炉12上设置有气化气体供给线36，该气化气体供给线36用于朝向煤焦回收装置13输送气化气体。在煤气化炉12中产生的含有煤焦(煤的未燃成分)的气化气体从煤气化炉12通过气化气体供给线36而排出。
在气化气体供给线36上设置有热交换器37。从煤气化炉12排出至气化气体供给线36的气化气体通过热交换器37冷却至规定温度，之后被输送至煤焦回收装置13。
煤焦回收装置13具有集尘装置41和供给料斗42。含有煤焦的气化气体33供给至集尘装置41。从供给至集尘装置41的气化气体33分离出气化气体33中的煤焦。集尘装置41是通过旋风除尘器、过滤器等去除气化气体33所含有的煤焦的装置，具体而言，能够列举出电集尘装置(EP：Electrostatic Precipitator)、固定床过滤器、移动床过滤器等。集尘装置41由一个或多个旋风除尘器、过滤器构成。通过煤焦回收装置13分离出煤焦后的气化气体33通过气体排出线43供给至气体提纯装置14。
另一方面，从气化气体分离出的微粒煤焦堆积于供给料斗42。供给料斗42贮存通过集尘装置41从可燃气体分离出的煤焦。需要说明的是，也可以构成为，在集尘装置41与供给料斗42之间配置料仓，将多个供给料斗42连接于该料仓。在供给料斗42上设置有煤焦返送线29，煤焦返送线29与第二氮气供给线28连接。供给料斗42内的煤焦利用通过煤焦返送线29从空气分离装置25供给的氮气通过第二氮气线28供给至煤气化炉12，进行再利用。
气体提纯装置14去除利用煤气化炉12生成的气化气体33中的硫化物、氮化物等杂质，进行提纯。通过煤焦回收装置13分离出煤焦后的气化气体33在气体提纯装置14中去除硫化物、氮化物等杂质，进行气体提纯，制造出燃料气体(提纯气体)45。
图2是示出气体提纯装置的结构的一例的图。如图2所示，气体提纯装置14具有气体冷却塔51、水清洗塔52、COS转换装置53、CO转化反应装置54、H2S/CO2回收装置55、汽提塔56。
气化气体33输送至气体冷却塔51，利用在塔内循环的冷却水58进行冷却之后供给至水清洗塔52。
水清洗塔52去除气化气体33中的氨气(NH3)、卤素化合物、氰化氢等化学物质。作为水清洗塔52，能够列举出使用水、碱溶液等清洗液59的湿式洗涤器装置、作为吸附氟化氢的药剂而填充有氟化钠(NaF)等的吸收塔等。供给至水清洗塔52的气化气体33在水清洗塔52中通过水、碱溶液等清洗液59水洗去除更微小的煤焦，并且进行氨气、卤素化合物、氰化氢等化学物质的吸收。气化气体33在水清洗塔52中去除气化气体33中的NH3、卤素化合物、氰化氢等，之后从水清洗塔52排出，供给至COS转换装置53。
COS转换装置53将气化气体33中所含有的硫化羰(COS)转换成H2S。在利用COS转换装置53将气化气体33中所含有的COS转换成H2S之后，将含有H2S的气化气体33与CO转化反应所需的水蒸气60一起供给至CO转化反应装置54内。
CO转化反应装置54对气化气体33中的一氧化碳(CO)进行改质，在CO转化催化剂的作用下转换成二氧化碳(CO2)。CO转化反应装置54具有绝热反应器(反应器)61。反应器61在其内部具备CO转化催化剂层62，所述CO转化催化剂层62填充有CO转化催化剂，该CO转化催化剂进行将气化气体33中的CO改质并转换成CO2的、所谓CO转化反应。作为促进CO转化反应的CO转化催化剂，可以使用以往公知的催化剂，不特别限定。需要说明的是，CO转化反应装置54采用一个绝热反应器，但也可以具备多个。在CO转化反应装置54内，发生将气化气体33中的CO转换成CO2的CO转化反应，将气化气体33中的CO转换成CO2。将在CO转化反应装置54内得到的改质气体63供给至H2S/CO2回收装置55。
H2S/CO2回收装置55去除气化气体33中的二氧化碳(CO2)以及硫化氢(H2S)。利用H2S/CO2回收装置55去除改质气体63中的CO2以及H2S。作为H2S/CO2回收装置55，能够列举出具备吸收塔和再生塔的装置。吸收塔通过使吸收液吸收气化气体33中的CO2以及H2S，从而对气化气体33中的CO2、H2S进行回收。吸收了CO2以及H2S的吸收液供给至再生塔，再生塔利用再生加热器对吸收液进行加热，使CO2以及H2S从吸收液脱离，对吸收液进行再生。再生后的吸收液向吸收塔循环并再利用。利用H2S/CO2回收装置55进行处理后的提纯气体45供给至复合发电设备15。提纯气体45用作发电设备的涡轮机用的气体。另外，吸收了改质气体63中的H2S的胺吸收液最终作为石膏而回收，被有效利用。
需要说明的是，H2S/CO2回收装置55去除CO2和H2S双方，但也可以并排设置去除CO2的装置和去除H2S的装置，单独去除CO2和H2S。
另外，气体冷却塔51、水清洗塔52、COS转换装置53、CO转化反应装置54以及H2S/CO2回收装置55的设置位置不限定于此，也可以适当变更。
另外，水清洗塔52的清洗液59的一部分向气体冷却塔51循环而与清洗液59混合，作为冷却水58使用。向气体冷却塔51循环而使用的冷却水58的一部分被抽出，输送至闪蒸罐64。如上所述，由于清洗液59含有利用水清洗塔52从气化气体33吸收的氨气(NH3)，因此，吸收了氨气的清洗液59与冷却水58混合，从而在冷却水58中含有NH3。
冷却水58经由闪蒸罐64输送至汽提塔56。在汽提塔56中，从吸收了氨气的冷却水58对NH3进行汽提处理，分离为含有NH3的废气65与剩余的水洗液66。汽提塔56通常在上部以约80℃运转，在下部以约130℃运转。另外，在汽提塔56中，还去除冷却水58中所含有的H2S，与NH3一起包含于废气65中。因此，进行汽提后的水洗液66中不含有NH3、H2S。这种含有NH3、H2S的废气65与助燃剂、空气一起输送至废气燃烧炉67，同时进行燃烧处理。
接下来，如图1所示，利用H2S/CO2回收装置55处理后的提纯气体45供给至复合发电设备15。复合发电设备15具有燃气轮机71、蒸气轮机72、发电机73以及废热回收锅炉(HRSG：Heat Recovery Steam Generator)74。
燃气轮机71具有压缩机75、燃烧器76以及涡轮机77，压缩机75和涡轮机77通过旋转轴78而连结。对于燃烧器76，从压缩机75连接压缩空气供给线79，并且从气体提纯装置14连接燃料气体供给线80，燃烧气体供给线81连接于涡轮机77。另外，燃气轮机71设置有从压缩机75向煤气化炉12延伸的压缩空气供给线31，在中途部设置有升压机82。从燃气轮机71抽吸的压缩空气利用升压机82升压之后，与从空气分离装置25供给的氧气一起通过压缩空气供给线31，供给至煤气化炉12。
蒸气轮机72具有与燃气轮机71的旋转轴78连结的涡轮机83，发电机73与该旋转轴78的基端部连结。
废热回收锅炉74设置于来自燃气轮机71的涡轮机77的废气线84，通过在从涡轮机77排出的高温废气85与空气之间进行热交换而生成蒸气86。
复合发电设备15将提纯气体45供给至作为发电机构的燃气轮机71的燃烧器76。燃气轮机71对供给至压缩机75的空气87进行压缩，生成压缩空气，向燃烧器76供给。燃气轮机71使从压缩机75供给的压缩空气与从气体提纯装置14供给的提纯气体45混合并燃烧，从而生成高温/高压的燃烧气体88。通过利用该燃烧气体88驱动涡轮机77，使旋转轴78旋转，由此能够经由旋转轴78驱动发电机73，进行发电。
而且，从燃气轮机71的涡轮机77排出的废气85通过在废热回收锅炉74中与空气进行热交换而生成蒸气86，将生成的该蒸气86向蒸气轮机72供给。在废热回收锅炉74与蒸气轮机72的涡轮机83之间设置有蒸气供给线89，并且废热回收锅炉74设置有对由涡轮机83使用后的蒸气86进行回收的蒸气回收线90。另外，在蒸气回收线90上设置有冷凝器(condenser)91。因此，在蒸气轮机72中，通过利用从废热回收锅炉74供给的蒸气86驱动涡轮机83，能够使旋转轴78旋转，驱动发电机73，进行发电。而且，蒸气86在被蒸气轮机72使用后从蒸气轮机72排出，利用蒸汽凝结器91被冷却后供给至废热回收锅炉74。
而且，利用废热回收锅炉74回收热量后的废气85通过脱硝装置(未图示)等气体净化装置去除有害物质，之后，净化后的废气85经由烟道92向大气中排放。
[废水处理系统]
接下来，煤气化复合发电设备10所具备的本实施例所涉及的废水处理系统16对在利用煤气化炉12将粉煤22气化而生成气化气体33并利用气体提纯装置14进行提纯之前的期间内产生的废水进行处理。在本实施例中，作为生成气化气体33时以及对生成的气化气体33进行清洗时产生的废水，使用含有从由碱金属、碱土类金属构成的组选择的至少一种的废水、含有大量氨气的废水、最终加工后的最终处理废水。
需要说明的是，生成气化气体33时以及对生成的气化气体33进行清洗时产生的废水并不限定于此，只要是生成气化气体33时以及对生成的气化气体33进行清洗时产生的废水，也可以是其他废水。
作为含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水，在本实施例中，使用利用煤气化炉12生成气化气体33时从炉渣排出系统35排出的炉渣废水94。
作为富含氨气的废水，在本实施例中，使用利用水清洗塔52对气化气体33进行清洗时排出的文丘里废水95。
作为最终加工后的最终处理废水，在本实施例中，使用利用汽提塔56去除氨气时排出的汽提塔废水96。
另外，本实施例所涉及的废水处理系统16还能够对利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水进行处理。在本实施例中，作为利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水，在本实施例中，使用从气体冷却塔51排出的冷却塔废水97、从H2S/CO2回收装置54排出的脱硫废水98。
需要说明的是，利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水并不限定于此，只要是利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水，也可以是其他的废水。
本实施例所涉及的废水处理系统16具有废水处理线L11～L15和废水处理装置(废水处理机构)101A～101E。废水处理线L11与煤气化炉12连结，是用于对从炉渣排出系统35排出的炉渣废水94进行处理的工作线。废水处理线L12与水清洗塔52连结，是用于对从水清洗塔52排出的文丘里废水95进行处理的工作线。废水处理线L13与汽提塔56连结，是用于对从汽提塔56排出的汽提塔废水96进行处理的工作线。废水处理线L14与气体冷却塔51连结，是用于对从气体冷却塔51排出的冷却塔废水97进行处理的工作线。废水处理线L15与H2S/CO2回收装置54连结，是用于对从H2S/CO2回收装置54排出的脱硫废水98进行处理的线。
废水处理装置101A～101E对分别向废水处理线L11～L15排出的炉渣废水94、文丘里废水95、汽提塔废水96、冷却塔废水97、脱硫废水98中所含有的需要处理的物质进行处理。废水处理装置101A～101E设置于废水处理线L11～L15，废水处理装置101A～101E分别对炉渣废水94、文丘里废水95、汽提塔废水96、冷却塔废水97、脱硫废水98进行处理。
需要说明的是，在本实施例中，除利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水(在本实施例中为炉渣废水94、文丘里废水95、汽提塔废水96)以外，还对利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水(在本实施例中为冷却塔废水97、脱硫废水98)进行处理，但也可以仅对利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水进行处理。
说明废水处理装置101A～101E分别对炉渣废水94、文丘里废水95、汽提塔废水96、冷却塔废水97、脱硫废水98进行处理的内容的一例。
图3是示出废水处理装置101A～101E的各废水的处理流程的说明图。如图3所示，炉渣废水94、文丘里废水95、汽提塔废水96、冷却塔废水97、脱硫废水98在废水处理装置101A～101E中分别单独处理。
(处理过程A)
炉渣废水94通过废水处理线L11供给至废水处理装置101A(处理过程A)。在废水处理装置101A中，去除炉渣废水94中所含有的SS、Pb、F、Hg等重金属、氟。在图4中示出废水处理装置101A的各机构的一例。如图4所示，废水处理装置101A具有至少去除炉渣废水94中所含有的SS、Pb、F、Hg的第一重金属/氟处理部102A。第一重金属/氟处理部102A具有硫化物处理部103、As处理部104以及SS处理部105。
硫化物处理部103使用硫化物法对炉渣废水94进行处理，从而至少去除炉渣废水94中所含有的Pb、Mn。在本实施例中，还能够去除SS、As。
硫化物法是使用硫类凝结剂、无机类凝结剂使炉渣废水94中所含有的Pb、Mn等凝结沉淀的方法。作为硫类凝结剂，例如能够列举出吡啶类、亚胺类、氨基甲酸类的硫类凝结剂等。作为无机类凝结剂，例如能够列举出聚氯化铝、氯化铁等。通过使用硫化物法来去除炉渣废水94中所含有的Pb、Mn。
若在硫化物处理部103中使用硫化物法进行处理后的炉渣废水94中含有As，供给至As处理部104。
As处理部104使用铁氧体法或铁粉法至少去除炉渣废水94中所含有的As。
在铁氧体法中，通过向含有二价铁离子(Fe2+)的溶液(FeSO4)加入碱(例如，NaOH)，并加入空气进行氧化处理，从而生成铁氧体。之后，添加高分子凝结剂，使生成的铁氧体凝结并沉淀。由此，去除炉渣废水94中所含有的As。
在铁粉法中，利用通过离子化倾向之差将As还原析出，与Fe共同沉淀。由此，去除炉渣废水94中所含有的As。
若在硫化物处理部103中使用硫化物法进行处理后的炉渣废水94、或在As处理部104中进行处理后的炉渣废水94中含有SS，供给至SS处理部105。
SS处理部105通过过滤处理或膜处理至少去除炉渣废水94中所含有的SS。
作为过滤处理的方法，例如使用砂过滤塔、重力过滤塔、压力式过滤塔、上流式过滤器、移动式过滤器等。另外，作为膜处理的方法，例如使用滤芯过滤器、MF膜、陶瓷膜、UF膜等。
在废水处理装置101A中利用第一重金属/氟处理部102A进行处理后的炉渣废水94从废水处理装置101A排出。另外，处理后的炉渣废水94能够作为锅炉水向废热回收锅炉74再循环，进行再利用。
因此，炉渣废水94通过废水处理线L11供给至废水处理装置101A，由此能够将炉渣废水94中所含有的SS、Pb、Mn、As等重金属以与它们的性状相应的方式高效地去除，并且，处理后的炉渣废水94能够作为锅炉水向废热回收锅炉74再循环，进行再利用，因此，能够减少从煤气化复合发电设备10排出的废水量。
(处理过程B)
文丘里废水95通过废水处理线L12供给至废水处理装置101B(在图1、2中是处理过程B)。在废水处理装置101B中，去除文丘里废水95中所含有的SS、Pb、F、Hg、苯、CN、Se等重金属、氟。在图5中示出废水处理装置101B的各机构的一例。如图5所示，废水处理装置101B具有第二重金属/氟处理部102B、第一COD处理部107A、难处理金属处理部108以及N处理部109。
(第二重金属/氟处理部)
第二重金属/氟处理部102B至少去除SS、Cr、F、As。第二重金属/氟处理部102B具有氟化钙(CaF)处理部111和As处理部104。CaF处理部111使用Ca(OH)2和凝结剂至少去除文丘里废水95中所含有的SS、Cr、F。As处理部104使用铁氧体法或铁粉法至少去除文丘里废水95中所含有的As。
在CaF处理部111中，向脱氟(F)反应槽添加氢氧化钙(Ca(OH)2)和凝结剂，使文丘里废水95中所含有的SS、Cr、F、As等凝结沉淀。作为凝结剂，例如使用硫酸铝(Al2(SO4)3)等。
文丘里废水95中的F与Ca(OH)2如下述式那样发生反应，生成氟化钙(CaF2)，使其沉淀并去除。
2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O
由于生成的CaF2呈胶体状，沉降性较差，因此还添加Al2(SO4)3，与生成的Al(OH)3一起沉淀，从文丘里废水95中去除。
在利用CaF处理部111至少去除文丘里废水95中所含有的SS、Cr、F之后，将文丘里废水95供给至As处理部104。
在As处理部104中，使用铁氧体法或铁粉法对在CaF处理部111中进行处理后的文丘里废水95进行处理，从而至少去除文丘里废水95中所含有的As。由于铁氧体法或铁粉法与废水处理装置101A的As处理部104相同，因此在此省略。
在利用As处理部104至少去除文丘里废水95中所含有的As之后，将文丘里废水95供给至第一COD处理部107A。
(第一COD处理部)
第一COD处理部107A至少去除文丘里废水95中所含有的苯、COD。第一COD处理部107A具有活性炭处理部112和CN处理部113。活性炭处理部112去除在第二重金属/氟处理部102B中进行处理后的文丘里废水95中的苯。CN处理部113使用氧化剂、NaOH、Fe中的任一者从进行活性炭处理后的文丘里废水95至少去除文丘里废水95中的BOD、COD、CN。
在活性炭处理部112中，使在第二重金属/氟处理部102B中进行处理后的文丘里废水95通过活性炭，吸附并去除文丘里废水95中所含有的苯。
在利用活性炭处理部112至少去除文丘里废水95中所含有的苯之后，将文丘里废水95供给至CN处理部113。
在CN处理部113中，使用氧化剂、NaOH、Fe中的任一者从进行活性炭处理后的文丘里废水95至少去除文丘里废水95中的BOD、COD、CN。在CN处理部113中，具体而言，能够列举处催化湿式氧化吸附处理法、热水解吸附处理法、UV照射吸附处理法、碱氯法、铁蓝法等。
在催化湿式氧化吸附处理法中，向文丘里废水95添加氧化剂，去除文丘里废水95中的苯、BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸、CN。
在热水解吸附处理法中，向文丘里废水95添加氧化剂，去除文丘里废水95中的苯、BOD、COD、CN。
在UV照射吸附处理法中，向文丘里废水95添加氧化剂，去除文丘里废水95中的苯、BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸、CN。
在碱氯法中，在向文丘里废水95添加NaOH之后添加NaOCl，去除文丘里废水95中的BOD、COD、CN。
在铁蓝法中，向文丘里废水95添加Fe，去除文丘里废水95中的BOD、COD、CN。
在利用CN处理部113至少去除文丘里废水95中所含有的BOD、COD、CN之后，将文丘里废水95供给至难处理金属处理部108。
(难处理金属处理部)
难处理金属处理部108至少去除文丘里废水95中所含有的Se。在难处理金属处理部108中，使用氢氧化铁共沉淀处理法、厌氧性微生物处理法、Fe还原法、金属钛还原法中的任一种以上对在第一COD处理部107A中进行处理后的文丘里废水95进行处理。由此，至少去除文丘里废水95中的Se。
在氢氧化铁共沉淀处理法中，向在第一COD处理部107A中进行处理后的文丘里废水95中添加Fe2(SO4)3，从文丘里废水95中去除Se。
在厌氧性微生物处理法中，使用厌氧性微生物从在第一COD处理部107A中进行处理后的文丘里废水95中去除Se。
在Fe还原法中，向在第一COD处理部107A中进行处理后的文丘里废水95中添加酸、铁粉、NaOH，使Se凝结沉淀，从文丘里废水95中去除Se。
在金属钛还原法中，向在第一COD处理部107A中进行处理后的文丘里废水95中添加酸、金属(例如，Ti、Al)，使Se凝结沉淀。
在利用难处理金属处理部108至少去除文丘里废水95中所含有的Se之后，将文丘里废水95供给至N处理部109。
(N处理部)
N处理部109至少去除文丘里废水95中所含有的NH3。在N处理部109中，去除在难处理金属处理部108中进行处理后的文丘里废水95中所含有的NH3。
在N处理部109中，例如使用氨汽提法、使用催化剂进行的分解法、生物性硝化反硝化法、折点法等。这些处理方法均至少去除NH3、BOD、COD。
在氨汽提法中，例如使用汽提塔56等至少去除文丘里废水95中所含有的NH3、BOD、COD。
在使用催化剂进行的分解法中，例如使文丘里废水95流过例如填充有催化剂的催化剂填充槽，至少去除文丘里废水95中所含有的NH3、BOD、COD。
在生物性硝化反硝化法中，例如，将需氧性处理(硝化)和厌氧性处理(脱氮)组合，使文丘里废水95通过硝化槽和脱氮槽，向文丘里废水95中添加酸、铁粉、NaOH，至少去除文丘里废水95中所含有的NH3、BOD、COD。
在折点法(break point法)中，向文丘里废水95添加氯气(Cl2)或次氯酸钠作为氧化剂，至少去除文丘里废水95中所含有的NH3、BOD、COD。
在利用N处理部109至少去除文丘里废水95中所含有的NH3、BOD、COD之后，文丘里废水95从废水处理装置101B排出。
因此，文丘里废水95通过废水处理线L12供给至废水处理装置91B，从而能够将文丘里废水95中所含有的SS、Cr、As、Se等重金属、F以与它们的性状相应的方式高效地去除，因此，能够减少从煤气化复合发电设备10排出的废水量。
(处理过程C)
汽提塔废水96通过废水处理线L13供给至废水处理装置101C(在图1、2中是处理过程C)。在废水处理装置101C中，去除汽提塔废水96中所含有的F、BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸、CN、T-N等重金属、氟。在图6中示出废水处理装置101C的各机构的一例。如图6所示，废水处理装置101C具有第三重金属/氟处理部102C、第二COD处理部107B以及N处理部109。
(第三重金属/氟处理部)
第三重金属/氟处理部102C至少去除汽提塔废水96中所含有的F。第三重金属/氟处理部102C具有CaF处理部111。在CaF处理部111中，使用Ca(OH)2和凝结剂至少去除汽提塔废水96中所含有的SS、Cr、F。由于CaF处理部111与所述的第二重金属/氟处理部102B的CaF处理部111相同，因此省略说明。
在利用第三重金属/氟处理部102C至少去除汽提塔废水96中所含有的SS、Cr、F之后，将汽提塔废水96供给至第二COD处理107B。
(第二COD处理部)
第二COD处理107B至少去除汽提塔废水96中所含有的BOD、COD、CN。第二COD处理107B具有CN处理部113。在CN处理部113中，至少去除在第三重金属/氟处理部102C中进行处理后的汽提塔废水96中的CN。由于CN处理部113与所述的第一COD处理部107A的CN处理部113相同，因此省略说明。
在利用第二COD处理107B至少去除汽提塔废水96中所含有的CN之后，将汽提塔废水96供给至N处理部109。
(N处理部)
N处理部109至少去除汽提塔废水96中所含有的NH3。N处理部109至少去除在第二COD处理107B中进行处理后的汽提塔废水96中所含有的NH3。由于N处理部109与所述的N处理部109相同，因此省略说明。
在利用N处理部109去除汽提塔废水96中所含有的苯、CN之后，汽提塔废水96从废水处理装置101C排出。
因此，汽提塔废水96通过废水处理线L13供给至废水处理装置101C，从而能够将汽提塔废水96中所含有的BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸、CN、T-N等重金属等、氟以与它们的性状相应的方式高效地去除，因此，能够减少从煤气化复合发电设备10排出的废水量。
(处理过程D)
冷却塔废水97通过废水处理线L14供给至废水处理装置101D(在图1、2中是处理过程D)。在废水处理装置101D中，去除冷却塔废水97中所含有的SS、Fe、苯、BOD、COD等重金属、氟。在图7中示出废水处理装置101D的各机构的一例。如图7所示，废水处理装置101D具有第四重金属/氟处理部102D和第三COD处理部107C。
(第四重金属/氟处理部)
第四重金属/氟处理部102D至少去除冷却塔废水97中所含有的SS、Fe。第四重金属/氟处理部102D具有SS/Fe处理部114。SS/Fe处理部114使用向冷却塔废水97中添加Na(OH)的pH处理法、向冷却塔废水97中添加氧化剂的氧化处理法、向冷却塔废水97中添加硫类凝结剂的硫化物处理法、使冷却塔废水97流过锰沸石的接触过滤法、以及使冷却塔废水97流过离子交换树脂的离子交换法中的任一者，至少去除冷却塔废水97中所含有的SS、Fe。
在pH处理法中，向冷却塔废水97添加Na(OH)，使冷却塔废水97的pH处于9.0～10.5左右的范围内，使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe沉淀，从而去除。
在氧化处理法中，向冷却塔废水97中添加氧化剂，使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe沉淀，从而去除。
在硫化物处理法中，向冷却塔废水97中添加硫类凝结剂或无机类凝结剂，使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe沉淀，从而去除。由于硫化物处理法与所述的第一重金属/氟处理部102A的硫化物处理部103相同，硫化物处理法中所使用的硫类凝结剂、无机类凝结剂与在硫化物处理部103中使用于硫化物法的硫类凝结剂、无机类凝结剂相同，因此省略说明。
在接触过滤法中，使冷却塔废水97流过锰沸石，使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe吸附于锰沸石，从而去除。锰沸石通过在沸石上担载锰而得到，通过使冷却塔废水97流过锰沸石，使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe吸附于锰沸石，从而去除。
在离子交换法中，通过使冷却塔废水97流过离子交换树脂，由此使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe吸附于锰沸石，从而去除。离子交换树脂能够使用以往公知的离子交换树脂，不特别限定。
在利用第四重金属/氟处理部102D至少去除冷却塔废水97中所含有的SS、Fe之后，将冷却塔废水97供给至第三COD处理部107C。
(第三COD处理部)
第三COD处理部107C至少去除冷却塔废水97中所含有的苯、CN。第三COD处理部107具有CBOD/COD处理部115。第三CN处理部113使用活性炭处理法或活性污泥法至少对在第四重金属/氟处理部102D中进行处理后的冷却塔废水97中的苯、BOD、COD进行处理。
在活性炭处理法中，使冷却塔废水97流过活性炭，使冷却塔废水97中所含有的SS、Fe吸附于活性炭，从而去除。另外，在活性污泥法中，向冷却塔废水97供给需氧性微生物(活性污泥)，去除冷却塔废水97中所含有的苯、BOD、COD。
在利用第三COD处理部107C去除冷却塔废水97中所含有的苯、BOD、COD之后，冷却塔废水97从废水处理装置101D排出。
因此，冷却塔废水97通过废水处理线L14供给至废水处理装置101D，由此能够将冷却塔废水97中所含有的SS、Fe、苯、BOD、COD等重金属以与它们的性状相应的方式高效地去除，因此，能够减少从煤气化复合发电设备10排出的废水量。
需要说明的是，在本实施例中，冷却塔废水97通过废水处理线L14供给至废水处理装置101D，利用处理过程D的工序进行处理，但并不限定于此，也可以将冷却塔废水97供给至废水处理装置101C，利用与处理过程C的工序相同的工序进行处理。
(处理过程E)
脱硫废水98通过废水处理线L15供给至废水处理装置101E(在图1、2中是处理过程E)。在废水处理装置101E中，去除脱硫废水98中所含有的SS、Fe、Ca、Mn、Hg、Se、BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸等重金属。在图8中示出废水处理装置101E的各机构的一例。如图8所示，废水处理装置101E具有第五重金属/氟处理部102E、第四COD处理部107D以及难处理金属处理部108。
(第五重金属/氟处理部)
第五重金属/氟处理部102E至少去除脱硫废水98中所含有的SS、Fe、Ca、Hg。第五重金属/氟处理部102E具有pH处理部120和Hg去除部121。pH处理部120添加pH调节剂，至少去除脱硫废水98中所含有的SS、Fe、Ca。Hg去除部121将至少去除了SS、Fe、Ca的脱硫废水98中的Hg去除。
在pH处理部120中，向脱硫废水98添加pH调节剂，使脱硫废水98中所含有的SS、Fe、Ca沉淀，从脱硫废水98中去除。作为pH调节剂，例如能够列举出消石灰、苛性钠、碳酸钠等。由此，去除脱硫废水98中所含有的SS、Fe、Ca。
在利用pH处理部120去除脱硫废水98中所含有的SS、Fe、Ca之后，将脱硫废水98供给至Hg去除部121。
Hg去除部121具有硫化物法处理部122、活性炭处理部123、螯合剂处理部124以及有机水银处理部125，在Hg去除部121中，使用硫化物法处理部122、活性炭处理部123、螯合剂处理部124以及有机水银处理部125中的任一者对脱硫废水98中的Hg进行处理。
硫化物法处理部122向脱硫废水98中添加硫类凝结剂，使脱硫废水98中所含有的Hg沉淀，从脱硫废水98中去除。在硫化物法处理部122中，向脱硫废水98中添加硫类凝结剂，使脱硫废水98中所含有的Hg沉淀，从而去除。作为在硫化物法处理部122中使用的硫类凝结剂，例如能够列举出四氢化吡咯类、亚胺类、氨基甲酸类的硫类凝结剂等。作为硫化物捕集剂，例如能够列举出具有黄酸盐、二硫代氨基甲酸盐的硫化物捕集剂等。
活性炭处理部123使脱硫废水98流过活性炭，使脱硫废水98中所含有的Hg吸附于活性炭，从而去除。活性炭处理部123以与废水处理装置101B的第一COD处理部107A的活性炭处理部112相同的方式工作。即，在活性炭处理部123中，在进行脱硫废水98的pH调节后，使脱硫废水98流过活性炭，使脱硫废水98中所含有的Hg吸附于活性炭，从而去除。
在螯合剂处理部124中，向脱硫废水98添加氯气，去除脱硫废水98中所含有的Hg。
在有机水银处理部125中，在进行脱硫废水98的pH调节后，添加氯气，并添加硫类凝结剂，使用硫化物修补剂、硫类凝结剂去除脱硫废水98中的Hg。
在利用Hg去除部121去除脱硫废水98中所含有的Hg之后，将脱硫废水98供给至第四COD处理部107D。
(第四COD处理部)
第四COD处理部107D至少去除脱硫废水98中所含有的BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸。第四COD处理部107D具有吸附处理部126。吸附处理部126至少去除在第五重金属/氟处理部102E中进行处理后的脱硫废水98中的BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸。在本实施例中，吸附处理部126使用催化湿式氧化吸附处理法、热水解吸附处理法、UV照射吸附处理法中的任一者。由于这些处理方法与在所述的第一COD处理部107A的CN处理部113中使用的催化湿式氧化吸附处理法、热水解吸附处理法、UV照射吸附处理法相同，因此省略说明。
在利用第四COD处理部107D去除脱硫废水98中所含有的BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸之后，将脱硫废水98供给至难处理金属处理部108。
(难处理金属处理部)
难处理金属处理部108至少去除脱硫废水98中所含有的Se。难处理金属处理部108使用氢氧化铁共沉淀处理法、厌氧性微生物处理法、Fe还原法、金属钛还原法中的任一者以上，对在第四COD处理部107D中进行处理后的脱硫废水98进行处理。由于在难处理金属处理部108中使用的各处理法与所述的废水处理装置101B的难处理金属处理部108相同，因此省略说明。
在利用难处理金属处理部108去除脱硫废水98中所含有的Se之后，冷却塔废水97从废水处理装置101E排出。
因此，脱硫废水98通过废水处理线L15供给至废水处理装置101E，由此能够将脱硫废水98中所含有的Fe、Ca、Mn、Hg、Se、BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸等以与它们的性状相应的方式高效地去除，因此，能够减少从煤气化复合发电设备10排出的废水量。
需要说明的是，在本实施例中，脱硫废水98通过废水处理线L15供给至废水处理装置101E，利用处理过程E的工序进行处理，但并不限定于此，废水处理装置101B也可以利用与处理过程B的工序相同的工序进行处理。另外，也可以将脱硫废水98供给至废水处理装置101B，利用与处理过程B的工序相同的工序进行处理。
另外，在本实施例中，冷却塔废水97、脱硫废水98分别通过废水处理线L14、L15供给至废水处理装置101D、101E，单独进行处理，但汽提塔废水96和冷却塔废水97实施相同的处理过程，能够作为废水而排出，文丘里废水95和脱硫废水98实施相同的处理过程，能够作为废水而排出。因此，如图9所示，也可以是，汽提塔废水96和冷却塔废水97利用废水处理装置101C的处理过程C同时进行处理，文丘里废水95和脱硫废水98利用废水处理装置101B的处理过程B同时进行处理。
如上所述，应用本发明的实施例所涉及的废水处理系统16的煤气化复合发电设备10对在利用煤气化炉12使粉煤22气化而生成气化气体33并利用气体提纯装置14进行提纯之前的期间内产生的废水(在本实施例中是炉渣废水94、文丘里废水95、汽提塔废水96)、利用气体提纯装置14对气化气体33进行提纯时产生的废水(在本实施例中是冷却塔废水97、脱硫废水98)分别单独进行处理，与向废水处理线L11～L15排出的每种废水的性状相应地进行处理，由此，能够与各废水的废水性状相应地实施适当的处理，因此能够高效地对废水进行处理，减少从煤气化复合发电设备10排出的废水量。另外，通过将能够再利用的废水作为废热回收锅炉74的锅炉水返送到在废热回收锅炉74内循环的冷却水中，能够减少排出的废水量。由此，能够大幅减少废水量(例如10％)，从而能够大幅减少工业用水使用量(例如10％)。
因此，根据应用本发明的实施例所涉及的废水处理系统16的煤气化复合发电设备10，能够减少废水量，并且使煤气化复合发电设备10高效且稳定地进行运转。
需要说明的是，在本实施例中，作为原料而使用煤，该煤能够应用高品位煤或低品位煤，另外，不限定于煤，也可以是出自能够再生的生物的作为有机资源而使用的生物质，例如，也能够使用间伐材、废料木、漂流木、草类、废弃物、污泥、轮胎以及以此作为原料的再利用燃料(颗粒或碎屑)等。
另外，在本实施例中，蒸气轮机72具备低压、高压两个系统，但本实施例不限定于此，也可以采用低压、中压、高压三个系统。
另外，在本实施例中，对将复合发电设备应用于单轴型的燃气轮机联合循环发电系统的情况进行了说明，但本实施例不限定于此，除单轴型以外，还可以应用于将燃气轮机和蒸气轮机与不同的轴连接的多轴型的燃气轮机联合循环发电系统。
另外，在本实施例中，对将从气体提纯装置14排出的提纯气体45用作燃气轮机用的气体的情况进行了说明，由于在CO转化反应装置54中将气化气体33中大量含有的CO转换成CO2，因此，除了燃气轮机用的气体以外，提纯气体45例如也可以在基于燃料电池进行的发电中使用，或用作氢气制造、合成二甲醚(DME)、甲醇、氨气等化工产品的原料气体。
以上，说明了本实施例所涉及的CO转化反应装置54对将气化气体33转换为提纯气体45的情况下产生的废水进行处理，且该气化气体33通过利用煤气化炉12使煤21等燃料气化而生成的情况，但本发明不限定于此，例如，在对利用燃料电池等将含有CO的气体转换为提纯气体45的情况下产生的废水进行处理等情况下，也同样能够应用本发明。
附图标记说明
10 煤气化复合发电设备
11 供煤装置
12 煤气化炉
12a 反应炉
13 煤焦回收装置
14 气体提纯装置
15 复合发电设备
16 废水处理系统
21 粉煤机
21 煤
22 粉煤
23 粉煤袋滤器
24 粉煤供给料斗
25 空气分离装置
26 第一氮气供给线
27 供煤线
28 第二氮气供给线
29 煤焦返送线
30 氧气供给线
31 压缩空气供给线
33 煤气化气体(气化气体)
35 炉渣排出系统
36 气化气体供给线
37 热交换器
41 集尘装置
42 供给料斗
43 气体排出线
45 燃料气体(提纯气体)
51 气体冷却塔
52 水清洗塔
53 COS转换装置
54 CO转化反应装置
55 H2S/CO2回收装置
56 汽提塔
58 冷却水
59 清洗液
60 水蒸气
61 绝热反应器(反应器)
62 CO转化催化剂层
63 改质气体
64 闪蒸罐
65 废气
66 水洗液
67 废气燃烧炉
71 燃气轮机
72 蒸气轮机
73 发电机
74 废热回收锅炉(HRSG)
75 压缩机
76 燃烧器
77、83 涡轮
78 旋转轴
79 压缩空气供给线
80 燃料气体供给线
81 燃烧气体供给线
82 升压机
84 废气线
85 废气
86 蒸气
87 空气
88 燃烧气体
89 蒸气供给线
90 蒸气回收线
91 冷凝器(condenser)
92 烟道
94 炉渣废水
95 文丘里废水
96 汽提塔废水
97 冷却塔废水
98 脱硫废水
101A～101E 废水处理装置(废水处理机构)
102A～102E 第一重金属/氟处理部～第五重金属/氟处理部
103 硫化物处理部
104 As处理部
105 SS处理部
107A～107D 第一COD处理部～第四COD处理部
108 难处理金属处理部
109 N处理部
111 CaF处理部
112 活性炭处理部
113 CN处理部
114 SS/Fe处理部
115 BOD/COD处理部
120 pH处理部
121 Hg去除部
122 硫化物法处理部
123 活性炭处理部
124 螯合剂处理部
125 有机水银处理部
126 吸附处理部
L11～L15 废水处理线
Claims (10)
1.一种废水处理系统，其对在利用气化炉使作为燃料的煤气化而生成气化气体并利用提纯装置进行提纯之前的期间内产生的废水进行处理，
所述废水处理系统的特征在于，具有：
多个废水处理线，其用于分别对生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的多种废水进行处理；以及
废水处理机构，其设置于各所述废水处理线，用于对向各所述废水处理线排出的所述废水中所含有的需要处理的物质进行处理，
所述废水处理机构具有第一重金属/氟处理部，所述第一重金属/氟处理部至少去除含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的SS、Pb、F、Hg，
所述第一重金属/氟处理部具有硫化物处理部，所述硫化物处理部使用硫化物法对所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水进行处理，从而至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的Pb、Mn，
生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的废水是含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水、富含氨气的废水、最终加工后的最终处理废水中的任一者，
不将各所述废水处理线的所述废水混合，根据各所述废水中所含有的需要处理的物质单独对所述废水处理线的各所述废水进行处理。
2.根据权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于，
所述第一重金属/氟处理部具有As处理部和SS处理部的任一方或双方，
所述As处理部使用铁氧体法或铁粉法，至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的As，
所述SS处理部通过过滤处理或膜处理，至少去除所述含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水中所含有的SS。
3.一种废水处理系统，其对在利用气化炉使作为燃料的煤气化而生成气化气体并利用提纯装置进行提纯之前的期间内产生的废水进行处理，
所述废水处理系统的特征在于，具有：
多个废水处理线，其用于分别对生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的多种废水进行处理；以及
废水处理机构，其设置于各所述废水处理线，用于对向各所述废水处理线排出的所述废水中所含有的需要处理的物质进行处理
所述废水处理机构具有：
第二重金属/氟处理部，其至少去除富含氨气的废水中所含有的SS、Cr、F、As；
第一COD处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的苯、COD；
难处理金属处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的Se；以及
N处理部，其至少去除所述富含氨气的废水中所含有的NH3，
所述第二重金属/氟处理部具有：氟化钙处理部，其使用Ca(OH)2和凝结剂至少去除富含氨气的废水中所含有的SS、Cr、F；以及As处理部，其使用铁氧体法或铁粉法至少去除所述富含氨气的废水中所含有的As，
所述第一COD处理部具有：
活性炭处理部，其去除在所述第二重金属/氟处理部中进行处理后的所述富含氨气的废水中的苯；以及
CN处理部，其在进行活性炭处理后的所述富含氨气的废水中使用氧化剂、NaOH、Fe中的任一者，至少去除所述富含氨气的废水中的BOD、COD、CN，
所述难处理金属处理部使用氢氧化铁共沉淀处理、厌氧性微生物处理法、Fe还原法、金属钛还原法中的任一者以上，对在所述第一COD处理部中进行处理后的所述富含氨气的废水进行处理，
所述N处理部去除在所述难处理金属处理部中进行处理后的所述富含氨气的废水中所含有的NH3，
生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的废水是含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水、富含氨气的废水、最终加工后的最终处理废水中的任一者，
不将各所述废水处理线的所述废水混合，根据各所述废水中所含有的需要处理的物质单独对所述废水处理线的各所述废水进行处理。
4.一种废水处理系统，其对在利用气化炉使作为燃料的煤气化而生成气化气体并利用提纯装置进行提纯之前的期间内产生的废水进行处理，
所述废水处理系统的特征在于，具有：
多个废水处理线，其用于分别对生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的多种废水进行处理；以及
废水处理机构，其设置于各所述废水处理线，用于对向各所述废水处理线排出的所述废水中所含有的需要处理的物质进行处理，
所述废水处理机构具有：
第三重金属/氟处理部，其至少去除最终加工后的最终处理废水中所含有的F；
第二COD处理部，其至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的苯、CN；以及
N处理部，其至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的NH3，
所述第三重金属/氟处理部具有氟化钙处理部，该氟化钙处理部使用Ca(OH)2和凝结剂至少去除所述最终加工后的最终处理废水中所含有的SS、Cr、F，
所述第二COD处理部具有第二CN处理部，该第二CN处理部至少去除在所述第三重金属/氟处理部中进行处理后的所述最终加工后的最终处理废水中的苯、CN，
所述N处理部具有去除在所述第二COD处理部中进行处理后的所述最终加工后的最终处理废水中所含有的NH3的N处理部，
生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的废水是含有从由碱金属、碱土类金属构成的组中选择的至少一种的废水、富含氨气的废水、最终加工后的最终处理废水中的任一者，
不将各所述废水处理线的所述废水混合，根据各所述废水中所含有的需要处理的物质单独对所述废水处理线的各所述废水进行处理。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的废水处理系统，其特征在于，
所述提纯装置具有：对所述气化气体进行冷却的气体冷却塔；去除所述气化气体中的至少氨气的水清洗塔；去除所述气化气体中的CO2、H2S中的任一方或两方的H2S/CO2回收装置；以及至少使用吸收液吸收从所述气体冷却塔排出的废水中所含有的氨气的汽提塔，
生成所述气化气体时以及对生成的气化气体进行清洗时产生的废水是从所述气化炉、所述水清洗塔、所述汽提塔中的任一者排出的废水。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的废水处理系统，其特征在于，
所述废水处理机构对利用所述提纯装置对所述气化气体进行提纯时产生的废水进行处理。
7.根据权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于，
所述废水处理系统对利用所述提纯装置提纯所述气化气体时产生的废水、从所述气体冷却塔排出的冷却塔废水、从所述H2S/CO2回收装置排出的脱硫废水中的任一者进行处理。
8.根据权利要求7所述的废水处理系统，其特征在于，
所述废水处理机构具有：
第四重金属/氟处理部，其至少去除所述冷却塔废水中所含有的SS、Fe；以及
第三COD处理部，其至少去除所述冷却塔废水中所含有的苯、CN，
所述第四重金属/氟处理部具有SS、Fe处理部，该SS、Fe处理部使用Na(OH)、氧化剂、硫类凝结剂、锰沸石、离子交换树脂中的任一者至少去除所述冷却塔废水中所含有的SS、Fe，
所述第三COD处理部具有苯、BOD、COD处理部，该苯、BOD、COD处理部至少使用活性炭或活性污泥法对在所述第四重金属/氟处理部中进行处理后的所述冷却塔废水中的苯、BOD、COD进行处理。
9.根据权利要求7所述的废水处理系统，其特征在于，
所述废水处理机构具有：
第五重金属/氟处理部，其至少去除所述脱硫废水中所含有的SS、Fe、Ca、Hg；
第四COD处理部，其至少去除所述脱硫废水中所含有的苯、CN；以及
难处理金属处理部，其至少去除所述脱硫废水中所含有的Se，
所述第五重金属/氟处理部具有：
pH处理部，其添加pH调节剂，至少去除所述脱硫废水中所含有的SS、Fe、Ca；以及
Hg去除部，其将至少去除SS、Fe、Ca后的所述脱硫废水中的Hg去除，
所述第四COD处理部具有吸附处理部，该吸附处理部至少去除在所述第五重金属/氟处理部中进行处理后的所述冷却塔废水中的BOD、COD、硫代硫酸、蚁酸，
所述难处理金属处理部使用氢氧化铁共沉淀处理、厌氧性微生物处理法、Fe还原法、金属钛还原法中的任一者以上对在所述第四COD处理部中进行处理后的所述脱硫废水进行处理。
10.一种复合发电设备，其特征在于，具有：
气化炉，其将煤气化而生成气化气体；
提纯装置，其对所述气化气体进行提纯，制造出提纯气体；
权利要求1至4中任一项所述的废水处理系统；
燃气轮机；
蒸气轮机，其利用由废热回收锅炉产生的蒸气进行驱动；以及
冷凝器，其使来自所述蒸气轮机的蒸气冷凝。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012-149466 | 2012-07-03 | ||
| JP2012149466A JP2014008501A (ja) | 2012-07-03 | 2012-07-03 | 排水処理システム及び複合発電設備 |
| PCT/JP2013/067881 WO2014007173A1 (ja) | 2012-07-03 | 2013-06-28 | 排水処理システム及び複合発電設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104428257A CN104428257A (zh) | 2015-03-18 |
| CN104428257B true CN104428257B (zh) | 2016-11-30 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI812238B (zh) * | 2021-06-15 | 2023-08-11 | 日商三菱重工環境 化學工程股份有限公司 | 氫及氨製造系統 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1268899A (zh) * | 1997-07-24 | 2000-10-04 | 罗狄亚化学公司 | 在气体或液体中所含的有机磷化合物的脱除方法 |
| CN101939264A (zh) * | 2007-11-09 | 2011-01-05 | 芬欧汇川集团 | 包括合成气生产和整体化工厂设施的生物质液化工艺的废水处理 |
Patent Citations (2)
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