CN109502842B - 一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺 - Google Patents

一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，包括如下步骤：步骤一：预处理；步骤二：出水进入吸附装置，吸附装置一部分出水回到原水槽循环使用，一部分进入脱盐装置；步骤三：解析装置进行吸附剂解析；步骤四：脱盐装置对灰水中的盐分进行回收；步骤五：解析出来盐水进入盐槽，经由盐槽进入资源化流程；步骤六：资源化流程中先经过除镁反应器；步骤七：除钙装置由于氢氧化钠与二氧化碳的引入产生碳酸钙沉淀；步骤八:氯化钠溶液一部分作解析剂使用，另一部分再到制碱；步骤九：氯化钠与加入的氨水、二氧化碳反应出氯化铵与碳酸氢钠。该工艺可以降低灰水硬度，实现煤气化灰水回收利用、不使用药剂，减少环境污染、节省大量水资源。

Description

一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体说是一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺。
背景技术
煤气化装置灰水经处理后回用系统可减少系统补水，并减少向环境中外排水量。煤气化装置外排水量占到化工厂外排水量的80％以上，对其进行处理并回用可节省大量水资源。我国现有煤气化技术普遍存在煤气化回用灰水浊度与硬度偏高的问题，即便投加大量阻垢分散剂也不能解决设备与管道结垢、堵塞的问题，常常因为系统结垢导致装置停车。与此同时对于现有工艺而言，的确可以达到水体净化的效果，但是却存在着另外排放物。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本申请提供一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，该工艺可以降低灰水硬度，实现煤气化灰水回收利用、不使用药剂，减少环境污染、节省大量水资源，同时有效降低了阻垢分散剂的用量。
为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，包括如下步骤：
步骤一：对煤气化灰水进行预处理，预处理产生出水与排污水，所述污水外排；
步骤二：预处理后的出水进入吸附装置，吸附装置一部分出水回到原水槽循环使用，一部分进入脱盐装置；
步骤三：通过解析装置进行吸附剂解析，对吸附剂进行回收，产生解析废液，包括无机废液和有机废液，无机废液去盐槽，有机废液去热解装置；
步骤四：脱盐装置对灰水中的盐分进行回收，脱盐装置出水，做为工艺仪表冲洗水后，回到原水槽，脱盐装置的浓缩液回到解析装置中；
步骤五：解析出来盐水进入盐槽，经由盐槽进入资源化流程；
步骤六：资源化流程中先经过除镁反应器，引入氢氧化钠反应至沉淀，出水过陶瓷膜，拦截氢氧化镁沉淀，产水进入下一级除钙装置；
步骤七：除钙装置由于氢氧化钠与二氧化碳的引入产生碳酸钙沉淀，经由陶瓷膜拦截后液相在进入下一级；
步骤八:氯化钠溶液经过纳滤后一部分去解析装置中作解析剂使用，另一部分再到下一级制碱；
步骤九：氯化钠与加入的氨水、二氧化碳反应出氯化铵与碳酸氢钠，氯化铵去电解装置中生成氨气循环再利用，碳酸氢钠在与氢氧化钙反应出氢氧化钠，供给上游除镁除钙工艺段。
进一步的，预处理出水浊度不大于5NTU。
进一步的，吸附装置通过吸附剂在30℃-120℃时对灰水中的硬度进行吸附。
进一步的，吸附装置出水的硬度小于50mg/L。
进一步的，吸附装置产水的0-100％进入原水槽回用或0-100％进入脱盐装置。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本申请可以降低灰水硬度，实现煤气化灰水回收利用，不使用药剂，减少环境污染、节省大量水资源，同时有效降低了阻垢分散剂的用量；可以解决实际生产过程中灰水系统结垢的问题，煤气化系统运行稳定，有显著的经济效益和环保效益。回收水中钙镁盐的同时，对水质进行了净化。
附图说明
图1为废水处理设备结构示意图；
图2为资源化利用设备结构示意图；
图3为资源化利用设备工艺流程图；
图中序号说明：1、原水槽，2、预处理装置，3、吸附装置，4、解析装置，5、热解装置，6、脱盐装置，7、盐槽，8、除镁反应器,9、除钙装置,10、制碱装置，11、电解装置，12、二氧化碳运输管道A，13、二氧化碳运输管道B，14、氨水运输管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：以此为例对本申请做进一步的描述说明。
实施例1
本实施例提供一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，包括如下步骤：
步骤一：对煤气化灰水进行预处理，预处理产生出水与排污水，所述污水外排即可；
步骤二：预处理后的出水进入吸附装置，吸附装置一部分出水回到原水槽循环使用，一部分进入脱盐装置。
步骤三：通过解析装置进行吸附剂解析，对吸附剂进行回收，产生解析废液，包括无机废液和有机废液，无机废液去盐槽，有机废液去热解装置。
步骤四：脱盐装置对灰水中的盐分进行回收，脱盐装置出水，做为工艺仪表冲洗水后，最终回到原水槽，脱盐装置的浓缩液回到解析装置。
步骤五：解析出来盐水进入盐槽，经由盐槽进入资源化流程；
步骤六：资源化流程中先经过除镁反应器，引入氢氧化钠反应至沉淀，出水过陶瓷膜，拦截氢氧化镁沉淀，产水进入下一级除钙装置；
步骤七：除钙装置由于氢氧化钠与二氧化碳的引入产生碳酸钙沉淀，经由陶瓷膜拦截后液相在进入下一级；
步骤八:氯化钠溶液经过纳滤后一部分去上游作解析剂使用，另一部分再到下一级制碱；
步骤九：氯化钠与加入的氨水、二氧化碳反应出氯化铵与碳酸氢钠，氯化铵去电解装置中生成氨气循环再利用，碳酸氢钠在与氢氧化钙反应出氢氧化钠，供给上游除镁除钙工艺段。
各步骤的控制参数，系统进水水温25-120℃、pH：6.5-9.1、进水硬度300-2000mg/L、进水浊度0-50NTU，系统回收率60-100％；预处理出水的浊度0-5NTU；吸附装置的出水硬度0-50mg/L；脱盐装置产水盐含量0-500mg/L，回收率80-95％，浓缩液的盐浓度5-15％；解析装置的解析剂采用系统脱盐装置的浓缩液，回收率60-100％。
实施例2
如图1-2所示，本实施例提供一种煤气化炉废水处理与资源化利用装置，包括：废水处理设备与资源化利用设备；
所述废水处理设备包括原水槽、预处理装置、吸附装置、解析装置、热解装置、脱盐装置、盐槽；所述原水槽通过出水管道与预处理装置的一端相连，所述预处理装置的另一端连接至吸附装置，该吸附装置的出水管道分为两路，其中一路连回至原水槽，另一路连接至脱盐装置底部，所述脱盐装置的出水口连回至原水槽，脱盐装置的浓水口连接至解析装置；在解析装置与吸附装置之间设有解析液循环管路,所述解析装置有机解析废液出口连接至热解装置，所述热解装置的出水口连回至原水槽，所述解析装置无机解析废液出口连接至盐槽；
所述资源化利用设备包括顺序相连的除镁反应器、除钙装置、制碱装置和电解装置，所述除钙装置连接有二氧化碳运输管道A，所述制碱装置连接有氨水运输管道、二氧化碳运输管道B，所述除钙装置还通过纳滤膜与解析装置相连，所述制碱装置顶部通过管道连回至除镁反应器、除钙装置顶部，所述电解装置底部连回至制碱装置。
所述预处理装置包括相连的压滤机、陶瓷超滤膜；其功能可以去除灰水中的悬浮物、胶体，并实现连续工作、连续分离的设备。预处理出水浊度不大于5NTU。预处理还可以为多介质过滤器、砂滤、离心机、陶瓷纳滤膜或管式超滤膜等。
所述吸附装置通过吸附剂可在30℃-120℃时对灰水中的硬度进行吸附，包括特种分子筛、电再生吸附剂等，具备连续工作、在线解析的工艺特性。吸附装置产水可以0-100％进入原水槽回用也可以0-100％进入脱盐装置(根据工艺情况确定)。吸附装置出水的硬度小于0-50mg/L。
所述解析装置采用膜耦合技术对吸附剂进行解析，膜耦合技术可以采用反渗透+电渗析、反渗透+蒸发、纳滤+反渗透、超滤+高压反渗透或纳滤+高压反渗透，解析装置产生有机解析废液与无机解析废液，吸附剂解析后恢复吸附能力。有机解析废液通过热解装置去除水中有机物，产水回用原水槽，有机物以二氧化碳、氮气等形式回到自然界。
脱盐装置为“纳滤+反渗透”，脱盐装置产生浓缩液回到解析装置，脱盐装置产水回用于原水槽。
除镁反应器再利用Mg2+与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，在经陶瓷膜过滤后去除钙装置，氢氧化镁可以做为阻燃剂原料使用；除钙装置经陶瓷膜产生的碳酸钙沉淀，在精制后产出专用纳米碳酸钙填料使用。氨水的引入并未对系统造成影响，铵在系统内循环不被消耗。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对煤气化灰水进行预处理，预处理产生出水与排污水；
步骤二：预处理后的出水进入吸附装置，吸附装置一部分出水回到原水槽循环使用，一部分进入脱盐装置；
步骤三：通过解析装置进行吸附剂解析，对吸附剂进行回收，产生解析废液，包括无机废液和有机废液，无机废液进入盐槽，有机废液进入热解装置；
步骤四：脱盐装置对灰水中的盐分进行回收，脱盐装置出水，做为工艺仪表冲洗水后，回到原水槽，脱盐装置的浓缩液回到解析装置中；
步骤五：解析出来盐水进入盐槽，经由盐槽进入资源化流程；
步骤六：资源化流程中先经过除镁反应器，引入氢氧化钠反应至沉淀，出水过陶瓷膜，拦截氢氧化镁沉淀，产水进入下一级除钙装置；
步骤七：除钙装置由于氢氧化钠与二氧化碳的引入产生碳酸钙沉淀，经由陶瓷膜拦截后液相在进入下一级；
步骤八:氯化钠溶液经过纳滤后一部分进入解析装置中作解析剂使用，另一部分再到下一级制碱；
步骤九：氯化钠与加入的氨水、二氧化碳反应出氯化铵与碳酸氢钠，氯化铵进入电解装置中生成氨气循环再利用，碳酸氢钠在与氢氧化钙反应出氢氧化钠，供给上游除镁除钙工艺段。
2.根据权利要求1所述一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，其特征在于，预处理出水浊度不大于5NTU。
3.根据权利要求1所述一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，其特征在于，吸附装置通过吸附剂在30℃-120℃时对灰水中的硬度进行吸附。
4.根据权利要求1所述一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，其特征在于，吸附装置出水的硬度小于50mg/L。
5.根据权利要求1所述一种煤气化炉废水处理与资源化利用工艺，其特征在于，吸附装置产水的0-100％进入原水槽回用或0-100％进入脱盐装置。
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