CN114907887A - 一种煤气降温产生污水的治理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气降温产生污水的治理系统及方法，包括用于对煤气进行初步降温的初级冷却器；用于对经过初级冷却器冷却的煤气进行除尘的湿电除尘器；用于经过湿电除尘器排出的煤气进行降温的低温冷却器；用于对初级冷却器和低温冷却器底部的集液槽中的污水进行处理的废水综合处理塔；实现对废水综合处理塔下部集液段污水进行过滤的压滤机；用于对压滤机分离的过滤水进行热量回收的管式换热器；用于对湿电除尘器下部污水以及废水综合处理塔上部废气进行处理的三废炉。本发明不易堵塞，污水流动过程中呈全封闭状态，无有害物溢出，污水中的烟尘、煤焦油、有害物和含盐量都得到了较为理想的去除。

Description

一种煤气降温产生污水的治理系统及方法

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种煤气降温产生污水的治理系统及方法。

背景技术

煤的气化是以煤炭为原料，在气化炉内1000℃左右高温的条件下，煤中的炭及有机物质和气化剂发生一系列的化学反应，使固体的煤炭转化成可燃性气体的生产过程。通常以氧气、空气、蒸汽为气化剂，生成的可燃性煤气以一氧化碳、氢气及甲烷为主要成分。该气体可用于制造合成氨、尿素、甲醇等若干煤化工产品；对利用块状无烟煤、固定层气化的煤化工企业，煤气降温过程产生废水的达标处理是行业难题。煤炭经过高温气化过程除生成煤气外，还会伴有一些副反应，生成少量氨、酚、氰化物、硫化物等污染环境的有害物质。由于出炉煤气中有20-30%没有反应的水蒸汽和大量粉尘的存在，使煤气降温设备型式的选择受到限制；譬如利用普通的列管换热器进行间接换热，由于煤气中冷凝水、煤焦油和粉尘的存在会堵塞换热管，使生产无法进行，所以几乎所有的厂家都在使用煤气洗涤塔，在洗气塔内利用冷却水与煤气直接接触来降低煤气温度，这种降温方式带来的问题非常明显：煤气中的氨、酚、氰化物、硫化物等有害物质都易溶于水；冷却水与煤气接触时，这些有害物会与粉尘一起进入到洗涤煤气后的冷却水中；与煤气换热升温后的污水在转移、净化、降温过程中，经过沟、池、槽时会因防水程度不够而污染地下水，污水暴露在大气中会有大量有害物逸出而污染空气，特别是作为热的污水要循环使用。在恢复其低温、冷却功能时，都是通过在暴露于大气中的凉水塔内喷雾、增湿空气来完成降温过程的，这一过程伴随大量有害物进入到空气中，对环境造成污染；而且出煤气洗涤塔的污水温度相对较低（<45℃），污水量又大，氨、酚、氰化物、硫化物等有害物质又特别易溶于水，污水转移过程中从表面逸出的量很小，致使大量的有害物在凉水塔内“凉水”的过程中，被冷风“气提”到空气中而污染大气；面对此严峻局面，有些氮肥企业采取了一些新工艺对该废水的治理尝试，如河北东光化工有限责任公司通过采用袋式除尘器先除掉煤气中的粉尘，然后进列管换热器与冷却水间接换热，由于冷却水与煤气不接触，冷却水没有受到污染，见图2，对少量煤气中受污染的的蒸汽冷凝水再针对性除去各类有害物；但该法的除尘器布袋容易因局部温度偏低、短时间停车等原因造成煤气中冷凝水析出，与使滤袋表面成泥状物而失去过滤功能，同时会增加煤气系统阻力。而列管冷却器因微细粉尘的存在与冷凝水、煤焦油一起析出，并形成一些盐类结晶，逐渐增加传热阻力和堵塞换热管。以上问题的存在，造成该法不能在行业内推广，所以现提出一种煤气降温产生污水的治理方法。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种煤气降温产生污水的治理系统及方法。

本发明提出的一种煤气降温产生污水的治理系统，其特征在于，包括用于对煤气进行初步降温的初级冷却器；

用于对经过初级冷却器冷却的煤气进行除尘的湿电除尘器；

用于经过湿电除尘器排出的煤气进行降温的低温冷却器；

用于对初级冷却器和低温冷却器底部的集液槽中的污水进行处理的废水综合处理塔；

实现对废水综合处理塔下部集液段污水进行过滤的压滤机；

用于对压滤机分离的过滤水进行热量回收的管式换热器；

用于对湿电除尘器下部污水以及废水综合处理塔上部废气进行处理的三废炉。

进一步的，所述初级冷却器、低温冷却器下部连接有泥浆泵，且泥浆泵与废水综合处理塔连接。

进一步的，所述的一种煤气降温产生污水的治理系统，其特征在于，所述压滤机和废水综合处理塔下部集液段之间连有压滤泵。

进一步的，所述初级冷却器和所述低温冷却器均为管式降温冷却器。

本发明提出的一种煤气降温产生污水的治理方法，包括如下步骤：

S1：将温度降至120℃左右的煤气投入初级冷却器中，并在煤气的过流通道内容增设喷淋水，伴流煤气运行，伴流水和蒸汽冷凝水收集到初级冷却器下部的集液槽中；

S2：将由初级冷却器上部排出的煤气通入到湿电除尘器中，通过湿电除尘器除去煤气中焦油和微量烟尘，并随冲洗水流到湿电除尘器下部；

S3：将由湿电除尘器排出的煤气通入低温冷却器中，降温后的煤气输送至煤气柜，经过低温冷却器冷却产生的冷凝水富集在低温冷却器的下部；

S4：将初级冷却器和低温冷却器底部的集液槽中的污水通入废水综合处理塔，在废水综合处理塔塔底通入脱碳尾气，通过初级冷却器和低温冷却器底部的集液槽中的污水来喷雾洗涤脱碳尾气，废水综合处理塔排出的其他通过引风机通入到三废炉焚烧，在废水综合处理塔的下部集液段中加入絮凝剂，使各类金属沉淀物与煤尘一起絮凝团聚形成悬浮液；

S5：将悬浮液通过压滤泵通入压滤机中，进行压滤处理，压滤分离的过滤水通入管式换热器中进行热量回收。

优选地，所述S1,中的伴流水为S3中，煤气冷却产生的冷凝水。

本发明的有益效果：

1.通过用蒸汽冷凝水作为伴流水冷却，并且采用管式换热器作为冷却器，没有有害物释放，污水流动过程中呈全封闭状态，无有害物溢出，解析的有害物气体引至三废炉焚烧，排出系统的废水全部分级利用，无废水排放。

2.增设的污水综合处理塔内污水在较高温度下脱气，提高了清除污水内溶解的有害物程度，脱碳尾气的引入使大量污水中的金属离子形成沉淀物析出，絮凝剂的加入使各类沉淀物团聚在一起，而烟尘则起到很好的助滤作用，经压滤机过滤后，污水中的烟尘、煤焦油、有害物和含盐量都得到了较为理想的去除。

3.煤气初级冷却过程后，大部分水蒸汽冷凝析出，后段冷却过程要移出的热量，是煤气不足20℃温差的显热和微量水蒸汽的相变热，冷却负荷小，在经过湿电除焦后，可使煤气在冷却过程结束后得到较低的温度。

4.含污废水经过多级净化处理和压滤后，温度在60℃以上，可加热洗澡水、取暖水、锅炉给水，增加企业运营效益，经冷却水降温后的废水含盐量较低，可用于制备锅炉给水，减少自来水的使用量，剩余不到溢出水量10%的浓水，可以用于造气炉渣的降温，付产蒸汽回收利用。

5.污水中煤尘的去除不是通过滤池沉降，而是通过封闭的压滤机来完成的，提高了污水的净化程度和净化效率，并减少了大量沉淀池占用厂区面积，煤尘滤渣便于清理和收集，可减少沉淀池清理作用的劳动强度，提高文明化生产程度。

附图说明

图1为行业使用的煤气冷却流程图；

图2为东光化工公司煤气冷却流程图；

图3为本发明提出的一种煤气降温产生污水的治理方法流程图。

图中：1管式换热器、2压滤机、3压滤泵、4废水综合处理塔、5泥浆泵、6初级冷却器、7湿电除尘器、8低温冷却器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图3，一种煤气降温产生污水的治理系统，包括用于对煤气进行初步降温的初级冷却器6；用于对经过初级冷却器6冷却的煤气进行除尘的湿电除尘器7；用于经过湿电除尘器7排出的煤气进行降温的低温冷却器8；用于对初级冷却器6和低温冷却器8底部的集液槽中的污水进行处理的废水综合处理塔4；实现对废水综合处理塔4下部集液段污水进行过滤的压滤机2；用于对压滤机2分离的过滤水进行热量回收的管式换热器1；用于对湿电除尘器7下部污水以及废水综合处理塔4上部废气进行处理的三废炉，所述初级冷却器6、低温冷却器8下部连接有泥浆泵5，且泥浆泵5与废水综合处理塔4连接，所述压滤机2和废水综合处理塔4下部集液段之间连有压滤泵3，所述初级冷却器和所述低温冷却器均为管式降温冷却器。

一种煤气降温产生污水的治理方法，将经由出造气炉的煤气通过旋风除尘分离掉绝大部分颗粒较大的煤尘后，再经废热锅炉降温回收低压蒸汽，煤气温度降低到120℃左右，然后进初级冷却器6，煤气与循环冷却水非接触式间接换热，为防止烟尘堵塞设备，在煤气过流初级冷却器6的通道内增加水喷淋，伴流煤气流动，伴流水为煤气中的水蒸汽降温冷却、凝结下来的水，经过初级冷却器6冷却，初级冷却器6内煤气温度下降使煤气中80%以上蒸汽冷凝下来，伴流水和蒸汽冷凝水则流到初级冷却器6下部的集液槽，废液温度>60℃。

经过初级冷却器6的煤气降至45℃，进湿电除尘器7通过静电捕集除去煤气中焦油和微量烟尘，并随冲洗水流到湿电除尘器下部。

出湿电除尘器7的煤气，进入低温冷却器8上部入口，与低温冷却器8管间冷却水换热，煤气温度降至35℃以下后去煤气柜，至此，煤气的降温都是与循环冷却水间接接触完成的，煤气低温冷却器8降温产生的冷凝水，富集在低温冷却器8下部，这部分废液量小，但温度较低，有害物含量高。

初级冷却器6、低温冷却器8和湿电除尘器7下部积存的废液排出汇集，并通过泥浆泵5进入污水综合处理塔4，喷雾洗涤于污水综合处理塔4下部通入的变压吸附脱碳尾气，污水中的氨、酚、氰化物、硫化物等有害物，会通过较高的污水温度和脱碳尾气的气提作用而从液体进入气体中，通过引风机排入三废炉焚烧，除去了污水中绝大部分氨、酚、氰化物、硫化物等有害物，碱性污水中的镁离子会形成氢氧化镁沉淀，污水中的钙离子，会因污水与含高浓度二氧化碳的脱碳尾气传质、反应、生成碳酸钙沉淀，除碱金属外，其它一些金属离子也因废水中S-2存在和脱碳尾气中硫化氢的作用，在气液充分接触后而生成金属硫化物沉淀。

脱去大量废气、完成大量金属离子沉淀的含烟尘污水，下落到污水综合处理塔4下部集液段，在此，加入絮凝剂，使各类金属沉淀物与煤尘一起絮凝团聚形成悬浮液，该悬浮液通过压滤泵3输送给压滤机2，再经压滤机2过滤除去粉尘、金属沉淀物、煤焦油，得到低含盐量的透明过滤水。

过滤水温度在60℃左右，经管式换热器1可回收部分低位热量，降温后的过滤水经水冷却器继续降温至30℃左右，大部分作为煤气冷却器的伴流水，少量溢出系统的废水，绝大部分用于制备过炉给水，供煤制气的各种锅炉使用，制备锅炉水后剩余的浓水，供给造气炉作为炉渣降温水使用，系统溢出的废水在制气工序得到了全部利用。

对比实验，对比实验对象：1、采用本发明中提到的煤气降温产生污水的治理方法得到的废水（即由压滤机2过滤除去粉尘、金属沉淀物、煤焦油，得到低含盐量的透明过滤水），2、对比例1：现有氮肥企业采取的新工艺得到的废水，3、对比例2：现有常规技术中煤气降温产生的污水；对比实验的检查项目，包括废水中的单元酚浓度、总酚浓度、NH3-N浓度、COD浓度、金属离子浓度、PH值。

实验操作方法，选取同等体积的污水，分别通过紫外分光光度计测量得到单元酚浓度、总酚浓度，通过蒸馏—酸滴定法检查NH3-N浓度，通过快速消解分光光度法测COD 浓度，采用直接电位法测量金属离子浓度，并通过酸度计测量PH值。

对比实验结果如下表所示：

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种煤气降温产生污水的治理系统，其特征在于，包括用于对煤气进行初步降温的初级冷却器（6）；用于对经过所述初级冷却器（6）冷却的煤气进行除尘的湿电除尘器（7）；用于对经过所述湿电除尘器（7）排出的煤气进行降温的低温冷却器（8）；用于对所述初级冷却器（6）和所述低温冷却器（8）底部的集液槽中的污水进行处理的废水综合处理塔（4）；

实现对所述废水综合处理塔（4）下部集液段污水进行过滤的压滤机（2）；用于对所述压滤机（2）分离的过滤水进行热量回收的管式换热器（1）；用于对所述湿电除尘器（7）下部污水以及所述废水综合处理塔（4）上部废气进行处理的三废炉。

2.根据权利要求1所述的一种煤气降温产生污水的治理系统，其特征在于，所述初级冷却器（6）、低温冷却器（8）下部连接有泥浆泵（5），且泥浆泵（5）与废水综合处理塔（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种煤气降温产生污水的治理系统，其特征在于，所述压滤机（2）和废水综合处理塔（4）下部集液段之间连有压滤泵（3）。

4.根据权利要求1所述的一种煤气降温产生污水的治理系统，其特征在于，所述初级冷却器（6）和所述低温冷却器（8）均为管式降温冷却器（初级冷却器也可以是液体喷淋直接洗涤煤气的洗气塔）。

5.一种权利要求1-4任一所述煤气降温产生污水的治理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将温度降至120℃左右的煤气投入初级冷却器（6）中，并在煤气的过流通道内增设喷淋水，伴流煤气运行，伴流水和蒸汽冷凝水收集到初级冷却器（6）下部的集液槽中；

S2：将由初级冷却器（6）上部排出的煤气通过湿电除尘器（7）中，通过湿电除尘器（7）除去煤气中焦油和微量烟尘，并随冲洗水流到湿电除尘器（7）下部；

S3：将由湿电除尘器（7）排出的煤气通入低温冷却器（8）中，降温后的煤气输送至煤气柜，经过低温冷却器（8）冷却产生的冷凝水富集在低温冷却器（8）的下部；

S4：将初级冷却器（6）和低温冷却器（8）底部的集液槽中的污水通入废水综合处理塔（4），在废水综合处理塔（4）塔底通入脱碳尾气，通过初级冷却器（6）和低温冷却器（8）底部的集液槽中的污水来喷雾洗涤脱碳尾气，废水综合处理塔（4）排出的其他通过引风机通入到三废炉焚烧，在废水综合处理塔（4）的下部集液段中加入絮凝剂，使各类金属沉淀物与煤尘一起絮凝团聚形成悬浮液；

S5：将悬浮液通过压滤泵（3）通入压滤机（2）中，进行压滤处理，压滤分离的过滤水通入管式换热器（1）中进行热量回收。

6.根据权利要求5所述的一种煤气降温产生污水的治理方法，其特征在于，所述S1,中的伴流水为S3中，煤气冷却产生的冷凝水。

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