CN218454060U - 煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，包括四个子单元，所述四个子单元分别为高硬水预处理单元、高碱水预处理单元、高效结晶联合除硬单元、出水回用及副产品回用单元；由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理，由旋流分离器分离出的泥渣进入污泥脱水进行脱水处理，清液回流至黑水沉降槽中回用。该装置将实现煤化工企业的煤气化高硬水和煤焦化高碱水的可控可调联合除硬软化，处理效率大幅提高，除硬软化水质指标大幅提高，原系统无序结垢问题彻底解决，极大的保障了企业的安全生产和连续稳定生产，大幅降低职工的劳动强度，大幅降低后续园区污水处理厂的运行负担。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体是煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置。
背景技术
我国煤化工行业发展迅速，各类大中型煤化工企业已经形成了产业链完备的煤炭清洁利用工业体系，大力推动了国家的经济建设。然而煤化工企业也是耗水大户。在煤化工企业，煤气化和煤焦化是两个重要的工艺单元，气化工段正常生产中，自煤中带入气化灰水系统大量的结垢物质，造成气化黑水系统和灰水系统频繁结垢，目前气化黑水经过絮凝沉淀处理，气化灰水通过添加酸性的分散阻垢剂进行防结垢控制，但由于高硬水中结垢物质总量太大，系统结垢情况非常突出，严重威胁企业的安全生产，不得不通过黑水排放系统进行大量换水，由于排放的高硬水硬度极高，温度又高，容易造成排放系统严重结垢，且会给后续污水处理厂造成巨大的压力。同时煤焦化精细化工工段日常产生大量的蒸氨废水，该类废水硬度低，碱度极高，pH值高，含有一定量油类杂质，处理难度也极大。针对生产现状，多数煤化工企业，原设计将气化黑水沉降槽排泥水(高硬水)通过管道排入特定的污水浓缩池中，同时也将蒸氨废水(高碱水)排入污水浓缩池中。两种污水在浓缩池的进水消泡桶中混合，同时添加PAC和PAM，混合后的污水进入浓缩池中反应沉降，浓缩池溢流水通过排污水泵，排入园区的污水处理厂集中处理。
由于气化黑水系统结垢离子浓度非常高，而同时蒸氨废水又含有大量的碱性物质，两路水混合后，大量的结垢物质快速析出，造成浓缩池消泡桶结垢严重，浓缩池污泥压滤脱水系统、浓缩池搅拌机、浓缩池内部、排污水泵、排污管道等结垢严重，影响安全生产，企业被迫定期停用切换备用系统，进行人工清理，并对管道进行酸洗。日常运行中排入后续污水厂的污水仍然含有大量的结垢离子，造成园区污水厂处理系统运行负担加重，影响污水系统安全稳定运行。为彻底解决以上问题，急需研发新型高效除硬软化处理工艺及装备，对该部分污水进行联合深度处理，大幅提高处理效率，降低运行成本，降低劳动强度。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，包括四个子单元，所述四个子单元分别为高硬水预处理单元、高碱水预处理单元、高效结晶联合除硬单元、出水回用及副产品回用单元；所述的高硬水预处理单元由气化黑水沉降槽、气化灰水槽、低压灰水泵和气化炉组成；排放的气化黑水首先排入气化黑水沉降槽中，进行统一的沉降澄清分离，澄清后的气化灰水进入气化灰水槽中暂存，之后由低压灰水泵增压打入气化炉中循环使用，含有部分泥渣的高硬水打入旋流分离器中进行固液分离处理，清液通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理，由旋流分离器分离出的泥渣进入污泥脱水进行脱水处理，清液回流至黑水沉降槽中回用，脱水后干渣排入气化渣场与气化炉排出的灰渣一起集中处理。
作为本实用新型优选的技术方案，所述高碱水预处理单元由焦化蒸氨工段、高碱废水、隔油池和气浮除油组成；焦化蒸氨工段会产生大量含油高碱废水，首先进入隔油池中进行初步除油处理，之后再进入气浮除油中进行中度除油处理，两级除油的废油进入废油收集池收集回收，经过两级除油的高碱水通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理。
作为本实用新型优选的技术方案，所述高效结晶联合除硬单元包括高效结晶除硬反应器、流量计和晶体；高效结晶除硬反应器中提前添加一定高度和粒径的诱导性强的晶体，两路废水在高效结晶除硬反应器内快速混合，析出结垢物质，晶体在高速水流的推动下，呈现高速流化状态，能快速吸附已经析出的结垢物质，实现高硬水的除硬软化处理，除硬软化出水排入外排水池；除硬软化出水设置回用管路，在回用管路上设置在线pH监测及加酸单元，对回用水的pH值进行在线监控和加酸调控，pH调整后的出水打入气化灰水槽中，重新参与煤气化炉灰水循环系统使用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述出水回用及副产品回用单元包括污水厂、砂水分离器和锅炉炉内脱硫工段；在高效结晶除硬反应器底部将集聚大量的碳酸钙颗粒，可以采用自动排放进入砂水分离器中进行砂水分离，清水回用，干燥的碳酸钙颗粒，收集后作为副产物回用到锅炉炉内脱硫工段，实现副产品的资源化回用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述的高效结晶联合除硬单元，采用底部逆向湍流布水系统，且在两路废水的进入高效结晶除硬反应器之前管道上，分别设计在线电磁流量计和联动电动调节阀，根据后续用水需求，实现对两路废水自动流量调控。
作为本实用新型优选的技术方案，所述的高效结晶联合除硬单元，将0.1-0.2mm粒径的诱导晶体在流化状态下能实现快速诱导结晶除硬软化。
作为本实用新型优选的技术方案，所述的高效结晶联合除硬单元，设置差压控制逻辑，实现副产品排放过程的自动化智能化。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果有如下四点：
1、设计的两路废水预处理单元，将实现废水预先优化，分离固态结垢物质，降低后续系统磨损堵塞问题，消除煤渣颗粒物凝聚结垢板结问题，同时预先除油处理，将消除油类对后续结垢物质析出后凝聚生长的干扰因素，并大幅降低后续污水含油量，消除排污水进入污水厂后，对污水厂处理单元的冲击。
2、巧妙设计的高效结晶联合除硬单元，能实现高硬水和高碱水的可控可调的联合反应，根据后续工艺用水需要，灵活调整各路进水的流量，进而实现不同的除硬效率和处理规模，整体处理效率大为提高，灵活性显著增强。
3、新型联合高效除硬工艺成效：可以解决浓缩池混水消泡桶结垢问题、浓缩池结垢问题、搅拌装置结构问题、板框压滤机结垢问题、滤布因结垢寿命降低问题、后续排污水管道结垢问题，显著降低进入后续污水厂硬度，降低污水厂运行负担。同时系统将不再需要酸洗，避免危险化学品的运输存储和使用，同时能大幅减少腐蚀性氯离子进入后续污水处理厂，对后续污水处理设施的稳定达标运行将有显著帮助。由于处理效率大幅提高，水质指标大幅提高，原系统无序结垢问题彻底解决，极大的保障了企业的安全生产和连续稳定生产，大幅降低职工的劳动强度。
4、本实用新型的工艺装置副产品简单，副产品是粒径在2-3mm 碳酸钙颗粒，碳酸钙纯度高，超过92％，基本不含水，可以完全回用到锅炉炉内脱硫工段，最终副产品完全能实现资源化回用，实现循环经济，本申请技术方案中的回收工艺路线远远优于传统的抛弃法工艺路线，且没有其他废水和废物排放，完全解决了传统工艺的弊端，运行效率更高，运行成本更低，环境更友好。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置工艺步骤图；
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
请参阅图1，本实用新型的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，包括四个子单元，所述四个子单元分别为高硬水预处理单元、高碱水预处理单元、高效结晶联合除硬单元、出水回用及副产品回用单元；所述的高硬水预处理单元由气化黑水沉降槽、气化灰水槽、低压灰水泵和气化炉组成；排放的气化黑水首先排入气化黑水沉降槽中，进行统一的沉降澄清分离，澄清后的气化灰水进入气化灰水槽中暂存，之后由低压灰水泵增压打入气化炉中循环使用，含有部分泥渣的高硬水打入旋流分离器中进行固液分离处理，清液通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理，由旋流分离器分离出的泥渣进入污泥脱水进行脱水处理，清液回流至黑水沉降槽中回用，脱水后干渣排入气化渣场与气化炉排出的灰渣一起集中处理。
作为本实用新型优选的技术方案，所述高碱水预处理单元由焦化蒸氨工段、高碱废水、隔油池和气浮除油组成；焦化蒸氨工段会产生大量含油高碱废水，首先进入隔油池中进行初步除油处理，之后再进入气浮除油中进行中度除油处理，两级除油的废油进入废油收集池收集回收，经过两级除油的高碱水通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理。
作为本实用新型优选的技术方案，所述高效结晶联合除硬单元包括高效结晶除硬反应器、流量计和晶体；高效结晶除硬反应器中提前添加一定高度和粒径的诱导性强的晶体，两路废水在高效结晶除硬反应器内快速混合，析出结垢物质，晶体在高速水流的推动下，呈现高速流化状态，能快速吸附已经析出的结垢物质，实现高硬水的除硬软化处理，除硬软化出水排入外排水池；除硬软化出水设置回用管路，在回用管路上设置在线pH监测及加酸单元，对回用水的pH值进行在线监控和加酸调控，pH调整后的出水打入气化灰水槽中，重新参与煤气化炉灰水循环系统使用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述出水回用及副产品回用单元包括污水厂、砂水分离器和锅炉炉内脱硫工段；在高效结晶除硬反应器底部将集聚大量的碳酸钙颗粒，可以采用自动排放进入砂水分离器中进行砂水分离，清水回用，干燥的碳酸钙颗粒，收集后作为副产物回用到锅炉炉内脱硫工段，实现副产品的资源化回用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述的高效结晶联合除硬单元，采用底部逆向湍流布水系统，且在两路废水的进入高效结晶除硬反应器之前管道上，分别设计在线电磁流量计和联动电动调节阀，根据后续用水需求，实现对两路废水自动流量调控。
作为本实用新型优选的技术方案，所述的高效结晶联合除硬单元，将0.1-0.2mm粒径的诱导晶体在流化状态下能实现快速诱导结晶除硬软化。
作为本实用新型优选的技术方案，所述的高效结晶联合除硬单元，设置差压控制逻辑，实现副产品排放过程的自动化智能化。
如图1所示，本申请技术方案的工艺流程为：煤气化炉正常运行中，排放的气化黑水首先排入气化黑水沉降槽中，进行统一的沉降澄清分离，澄清后的气化灰水进入气化灰水槽中暂存，之后由低压灰水泵增压打入气化炉中循环使用。系统长期运行后，黑水沉降槽中将集聚大量的高硬水，通过排放系统将含有部分泥渣的高硬水打入旋流分离器中进行固液分离处理，清液通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理，由旋流分离器分离出的泥渣进入污泥脱水进行脱水处理，清液回流至黑水沉降槽中回用，脱水后干渣排入气化渣场与气化炉排出的灰渣一起集中处理。煤焦化精细化工焦化蒸氨工段会产生大量含油高碱废水，首先进入隔油池中进行初步除油处理，之后再进入气浮除油中进行中度除油处理，两级除油的废油进入废油收集池收集回收，经过两级除油的高碱水通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理，在高效结晶除硬反应器中提前添加一定高度和粒径的诱导性强的晶核，两路废水在高效结晶除硬反应器内快速混合，析出结垢物质，晶核在高速水流的推动下，呈现高速流化状态，能快速吸附已经析出的结垢物质，实现高硬水的除硬软化处理，除硬软化出水排入外排水池，根据情况，定期排入园区污水厂集中处理，除硬软化出水设置回用管路，在回用管路上设置在线pH监测及加酸单元，对回用水的pH值进行在线监控和加酸调控，pH调整后的出水打入气化灰水槽中，重新参与煤气化炉灰水循环系统使用。整个除硬软化系统运行一段时间后，高效结晶除硬反应器底部将集聚大量的碳酸钙颗粒，可以采用自动排放进入砂水分离器中进行砂水分离，清水回用，干燥的碳酸钙颗粒，收集后作为副产物回用到锅炉炉内脱硫工段，实现副产品的资源化回用。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，包括四个子单元，其特征在于：所述四个子单元分别为高硬水预处理单元、高碱水预处理单元、高效结晶联合除硬单元、出水回用及副产品回用单元；所述的高硬水预处理单元由气化黑水沉降槽、气化灰水槽、低压灰水泵和气化炉组成；排放的气化黑水首先排入气化黑水沉降槽中，进行统一的沉降澄清分离，澄清后的气化灰水进入气化灰水槽中暂存，之后由低压灰水泵增压打入气化炉中循环使用，含有部分泥渣的高硬水打入旋流分离器中进行固液分离处理，清液通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理，由旋流分离器分离出的泥渣进入污泥脱水进行脱水处理，清液回流至黑水沉降槽中回用，脱水后干渣排入气化渣场与气化炉排出的灰渣一起集中处理。
2.根据权利要求1所述的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，其特征在于：所述高碱水预处理单元由焦化蒸氨工段、高碱废水、隔油池和气浮除油组成；焦化蒸氨工段会产生大量含油高碱废水，首先进入隔油池中进行初步除油处理，之后再进入气浮除油中进行中度除油处理，两级除油的废油进入废油收集池收集回收，经过两级除油的高碱水通过电磁流量计计量后，由联控电动阀导入高效结晶除硬反应器中进行除硬软化处理。
3.根据权利要求1所述的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，其特征在于：所述高效结晶联合除硬单元包括高效结晶除硬反应器、流量计和晶体；高效结晶除硬反应器中提前添加一定高度和粒径的诱导性强的晶体，两路废水在高效结晶除硬反应器内快速混合，析出结垢物质，晶体在高速水流的推动下，呈现高速流化状态，能快速吸附已经析出的结垢物质，实现高硬水的除硬软化处理，除硬软化出水排入外排水池；除硬软化出水设置回用管路，在回用管路上设置在线pH监测及加酸单元，对回用水的pH值进行在线监控和加酸调控，pH调整后的出水打入气化灰水槽中，重新参与煤气化炉灰水循环系统使用。
4.根据权利要求1所述的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，其特征在于：所述出水回用及副产品回用单元包括污水厂、砂水分离器和锅炉炉内脱硫工段；在高效结晶除硬反应器底部将集聚大量的碳酸钙颗粒，可以采用自动排放进入砂水分离器中进行砂水分离，清水回用，干燥的碳酸钙颗粒，收集后作为副产物回用到锅炉炉内脱硫工段，实现副产品的资源化回用。
5.根据权利要求1所述的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，其特征在于：所述的高效结晶联合除硬单元，采用底部逆向湍流布水系统，且在两路废水的进入高效结晶除硬反应器之前管道上，分别设计在线电磁流量计和联动电动调节阀，根据后续用水需求，实现对两路废水自动流量调控。
6.根据权利要求1所述的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，其特征在于：所述的高效结晶联合除硬单元，将0.1-0.2mm粒径的诱导晶体在流化状态下能实现快速诱导结晶除硬软化。
7.根据权利要求1所述的煤气化高硬废水和煤焦化高碱废水联合除硬软化装置，其特征在于：所述的高效结晶联合除硬单元，设置差压控制逻辑，实现副产品排放过程的自动化智能化。
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