壳牌煤气化污水处理工艺优化改造

李　星　杜　霞

(河南龙宇煤化工有限公司河南永城476600)



壳牌煤气化污水处理工艺优化改造

李星杜霞

(河南龙宇煤化工有限公司河南永城476600)

1　污水处理系统工艺流程

壳牌煤气化工艺中污水处理系统的主要工作原理是将来自渣水系统和湿洗系统的含有酸性气体以及一定灰分含量的循环水先进入灰浆汽提塔进行汽提，然后分离出CO2，H2S，NH3，HCN和HCl等气体；汽提后的循环水经过排污水冷却器后温度下降至50 ℃，然后被送至澄清槽，此时向澄清槽内加入絮凝剂，使固体悬浮物浓缩、长大、自然沉淀，沉降至澄清槽底部，上层的澄清水送往污水站处理后回收利用，下层的灰泥经浆液泵送往真空袋式过滤机进行过滤，滤饼进行回收，滤液重新返回澄清槽。改造前污水处理系统工艺流程示意如图1所示。

图1　改造前污水处理系统工艺流程示意

2　存在的问题及分析

2.1汽提塔填料堵塞及给料泵进、出口管线结垢

给料泵进、出口管线结垢的原因：给料罐的进水是来自湿洗系统的循环水和澄清槽溢流泵的循环水，2种循环水混合后生成CaCO3和MgCO3等结垢物，造成给料泵进、出口管线结垢。

2.2管道、机泵和阀门磨损

由于污水处理系统中固含量较高，尤其是渣水系统来的渣水，经水力旋流器后，其中总固量约2%(质量分数，下同)。开车初期，在煤粉管线煤粉流量控制不好时，总固量最高达10%，造成管道、阀门、设备严重磨损。汽提塔的2台给料泵出口调节阀、排污水泵出口调节阀因磨损而频繁发生泄漏，造成污水处理系统不能正常运行；同时，由于澄清槽、溢流槽底部和灰浆储槽的底锥处污水中总固量较高，甚至达到25%以上，这也是造成管道和底锥磨损而发生泄漏的主要原因。

2.3酸管线泄漏

由于渣水系统、湿洗系统的来水偏碱性，污水处理工艺装置原设置4处盐酸添加点：渣水系统循环水进入给料罐前、湿洗系统循环水进入给料罐前、2台给料泵进入汽提塔前。在壳牌煤气化系统原设计中加盐酸的主要作用：①为了防止渣水系统和湿洗系统的循环水在汽提塔内部发生反应而生成CaCO3等沉淀物；②调节污水系统循环水中pH。在实际生产中发现，酸管线法兰连接处经常出现腐蚀、泄漏等情况。正常运行期间，如果某一股污水中pH超标后，需要调整盐酸的添加量，其他3处污水中pH也会随之改变，且系统压力也影响其盐酸添加量的变化，因此，经常发生酸管线因超压而泄漏的现象。

2.4外排水中氨氮、COD含量超标

污水处理系统运行期间，澄清槽溢流泵外排水中氨氮和COD含量经常超标的主要原因：①汽提塔填料堵塞，导致汽提效果变差，进而无法汽提出CO2，H2S，NH3，HCN和HCl等气体，造成外排水中氨氮含量超标；②澄清槽沉淀效果不好，造成外排水中COD含量超标。

2.5真空袋式过滤机过滤效果差、处理能力低

真空袋式过滤机过滤效果差的原因：①受上游气化工艺影响较大，气化炉温度波动后，煤泥粒度和固含量发生变化，原本合适的滤布不能适应工况的变化，滤布处理的污泥粒度太细，造成滤布堵塞，而冲洗水也很难将煤泥冲出；②下料不均匀，滤布长度太长，真空袋式过滤机处理能力低，导致污泥在贮罐中沉积、堵塞。

3　改造方案及改造效果

3.1改造方案

(1)针对汽提塔汽提效果差和管道、设备磨损腐蚀严重等问题进行工艺流程优化。改造后污水处理系统工艺流程示意见图2。

图2　改造后污水处理系统工艺流程示意

① 在灰水给料泵出口阀后增加1条管线，直接引至澄清槽，原管线废弃，此法可解决渣水系统因固含量较高而导致汽提塔填料堵塞的问题。

② 拆除澄清槽溢流泵去2台给料罐的循环水管线，防止湿洗系统的循环水与渣水系统的循环水发生反应而生成CaCO3等沉淀物。

③ 将湿洗系统的补水由工艺冷凝液更改为锅炉水(除氧后的脱盐水)，同时向澄清槽中添加聚合氯化铝和聚合硫酸铁絮凝剂，以提高絮凝效果。将湿洗系统外排水指标控制在浊度<200 NTU，COD<300 mg/L，氨氮<150 mg/L。

④ 取消原污水处理系统配置的4处盐酸添加点。由于目前将湿洗系统的外排水中pH控制在6.5～7.0的操作难度不大，经过以上改造后，污水处理系统即使不加盐酸也完全可达到外排水的排放指标。

(2)针对真空袋式过滤机过滤效果差进行的改造。主要内容是建一框架，新增1台LW630×2300- N型卧式离心机，代替原真空袋式过滤机。该卧式离心机能够处理沉降槽沉降下来的污泥，只要调节好其转速和差速即可，与真空袋式过滤机相比，具有占地面积小、处理量大、处理效果好、设备维护简单、投资少等优点。

3.2改造效果

(1)渣水系统的循环水经闪蒸后，直接进入澄清槽进行沉降，避免了与湿洗系统的循环水发生反应而生成CaCO3等沉淀物，解决了汽提塔填料和排污水冷却器的堵塞问题。同时，解决了来自湿洗系统的给料泵进、出口管线的结垢问题。

(2)因进入汽提塔的循环水流量减少，汽提使用的蒸汽量由改造前3 t/h降至1 t/h。

(3)解决了酸管线经常泄漏的问题，也降低了辅材消耗成本，可节约加酸量0.1 t/h。

(4)外排水中氨氮和COD含量都得到了有效控制，均控制在指标范围之内。改造前、后外排水中氨氮、COD含量对比如表1(2014年数据)所示。

表1　改造前、后外排水中氨氮、COD含量对比　　　mg/L

(5)将真空袋式过滤机更换为卧式离心机后，每年可节约滤布18床，解决了现场乱排、乱放的问题。

4　结语

壳牌煤气化污水处理工艺经过改造后，保证了气化装置开停车过程中或者大幅波动的情况下污水处理系统的正常运行，减少了填料层的清洗时间及清洗次数，提高了煤泥水的分离效率，同时能够有效控制外排污水达标排放，改善了现场工作环境。

2016- 03- 23)