煤气化渣水电化学处理技术在航天炉气化灰水系统的应用小结

王辉

（安徽昊源化工集团有限公司 安徽阜阳 236056）

煤气化渣水电化学处理技术在航天炉气化灰水系统的应用小结

王辉

（安徽昊源化工集团有限公司 安徽阜阳 236056）

文章介绍了煤气化渣水电化学处理技术在航天炉气化灰水系统的应用，该装置是以电化学絮凝技术为核心，集高效絮凝、沉淀于一体的电化学除硬除浊一体化设备。

煤气化灰水；电化学技术；结垢；污堵；高硬度

安徽昊源化工集团有限公司（以下简称昊源）两套航天炉气化灰水系统循环量为350 m3/h，煤化工气化工艺中的气化灰水系统具有高硬度、高浊度、高悬浮物的特点，极易引起气化系统内设备、管道结垢，影响系统长周期稳定运行。因此，昊源实施航天炉气化灰水处理项目，采用北京京润环保科技股份有限公司的煤气化灰水电化学处理技术。项目自建成投运以来，运行稳定，目前系统已达到技术设计指标，灰水系统总硬度在400 mg/L左右，有效缓解了系统的结垢压力，延长了管道、设备清理维护的周期；且系统排污量下降到60 t/h，装置每年可减少向污水处理站排放污水32万吨，每年减少向循环水系统补充脱盐水32万吨，节约了大量的水资源，减小了环保压力，每年节约成本440.01万元，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。

1 煤气化灰水电化学处理技术原理

煤气化灰水电化学处理技术，可有效去除煤气化灰水中硬度、浊度、悬浮物等物质，是一种集电化学絮凝、电气浮氧化、电场及高效沉淀等作用于一体的电化学除硬除浊技术。

在电化学除硬除浊一体化设备的反应池中设置独特的电化学反应器，采用金属铁或铝复合材料，在电场作用下，在线原位产生铁或铝离子进入水中，与水中溶解的OH-结合生成Fe(OH)3或Al(OH)3以及其它单核羟基配合物、多核羟基配合物和聚合物等，形成的配合物是一种高活性的吸附基团。同时通过调节水中pH值，形成有利于Ca2+、Mg2+分离出来的工作环境，吸附基团将Ca2+、Mg2+、微细颗粒、胶体颗粒、悬浮物等杂质共同吸附，在整个处理过程中始终存在电场作用和絮凝作用。灰水经反应处理后进入一体化装置的高效斜管沉淀池中，絮凝体经沉淀池充分沉淀后，送至灰水槽。

煤气化灰水系统循环流程图

2 技术创新点

(1)思路创新：

将电化学、除硬、除浊、高效沉淀结合在一起协同作用，达到高效絮凝、除硬、除浊的作用。

(2)技术创新：

①电絮凝协同除硬、除浊：絮凝核带正电荷，可吸附胶体和悬浮物形成带负电荷的絮凝团，此絮凝团再反过来吸附Ca2+、Mg2+，从而去除水中部分离子，通过絮凝起到一定的除硬、除浊功效。

②利用旋流理论与电化学在线原位产生高活性絮凝核相结合，使得絮凝核均匀分布，起到对碳酸钙和氢氧化镁较强的吸附作用，提高软化效率。

③通过对流体模型的仿真设计，改进流体流动、扩散模型、降低阻力、提高流体与电极接触效率，得到良好的流道设计，有利于将在电场作用下产生的絮凝核与水中胶体颗粒物被压缩、脱稳的双电层、吸附、碰撞形成密实絮体，加速沉降。

(3)工艺设备创新：

①电化学反应区采用穿孔旋流反应器，加快反应速度，有利于沉淀的生成。

②分离沉降区通过设计上升流速和沉降流速，通过排污控制悬泥层，形成的悬泥层提高净化作用。

③排污采用多斗形式，有利于污泥的沉降和实现自动排泥，工程上可连续稳定运行。

3 项目应用效果

目前航天炉气化灰水系统循环量为350m3/h，灰水系统的硬度、碱度、悬浮物等指标较高，结垢性离子在设备内部结垢严重，从而影响设备的正常运行。采用煤气化灰水电化学处理技术前排污量为130m3/h。

为降低灰水系统硬度指标，保证系统的稳定高效运行，减少系统排污量，灰水系统中嵌入以电化学絮凝技术为核心，集高效絮凝、沉淀于一体的电化学除硬除浊一体化设备，目前系统硬度已达到技术设计指标，有效缓解了系统的结垢压力，延长了管道、设备清理维护的周期；系统排污量也已下降到60 t/h，灰水系统总硬度由800 mg/L下降到400 mg/L以下，系统排水量由130 m3/h下降到90 m3/h，补水量由130 m3/h下降到90 m3/h，改善了灰水运行水质，降低了结垢风险，延长了装置稳定运行周期，有效节省园区用水量，带来了可观的经济效益。

王辉，男，1982年9月出生，本科学历，助理工程师，2008年7月毕业于淮北煤炭师范学院应用化学专业，同年8月分配到安徽昊源化工集团有限公司工作，现任安徽昊源化工集团有限公司总工办技术员，从事科技管理、技术开发等工作。）