李斌，朱亮

（天津渤化永利化工股份有限公司煤化工事業(yè)部，天津300452）

天津渤化永利化工股份有限公司（原天津堿廠）煤氣化裝置采用殼牌煤粉氣化工藝，該工藝為干粉進(jìn)料，氣流床加壓氣化，單套裝置日處理煤能力為2000t，氣化爐采用水冷壁廢鍋結(jié)構(gòu)，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，產(chǎn)品氣體潔凈，煤氣中有效氣在85%以上，節(jié)能環(huán)保，是當(dāng)今世界上較為先進(jìn)的煤粉加壓氣化技術(shù)之一[1]。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，煤氣化裝置凈化單元運(yùn)行較穩(wěn)定，但是仍然存在除鹽水用量大，外排污水多等問(wèn)題。本文就裝置運(yùn)行中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出具體的處理改造措施。

1 工藝描述

1.1 初級(jí)水處理系統(tǒng)

1.1.1 工藝特點(diǎn)

初級(jí)水處理系統(tǒng)的目的是處理煤氣化裝置的污水，包括來(lái)自濕洗工序的酸性排放水、來(lái)自除渣工序的激冷排放水、來(lái)自密閉收集系統(tǒng)的排放液等，將污水中的H2S、NH3、鹵化物、氰化物以及灰漿進(jìn)行初步處理。

此系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)如下：①基于設(shè)備設(shè)計(jì)煤種及高細(xì)渣量工況設(shè)計(jì)。②灰水經(jīng)過(guò)減壓閃蒸、汽提分離出灰水中的H2S、NH3、HCN等有害溶解氣體。③污水經(jīng)汽提澄清后，大量清水回用于氣化渣系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)含鹽量，排出少量澄清水，澄清水中含有害物質(zhì)少，便于處理。④為防止在SSS床層中CaO與CO2形成CaCO3沉淀，將C-1701氣提塔設(shè)置為兩個(gè)填料床層，從S-1403來(lái)的循環(huán)水進(jìn)入下部填料層，P-1601來(lái)的循環(huán)水進(jìn)入上部填料層，避免了沉淀物的形成。為避免CaCO3出現(xiàn)沉淀物的進(jìn)一步措施是在酸性灰漿氣提塔C1701中加入適量的酸液。⑤利用重力自然沉降，并通過(guò)向系統(tǒng)中添加絮凝劑來(lái)提高酸性灰漿處理效果，達(dá)到處理污水中固液分離。⑥分離出的灰漿經(jīng)過(guò)濃縮后，通過(guò)真空帶式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行真空過(guò)濾。

1.1.2 工藝流程簡(jiǎn)述

來(lái)自U1400單元（排渣單元）排放的渣水送至C-1701（酸性灰漿汽提塔）中部；來(lái)自U1600單元（濕洗單元）的廢水送至C-1701（酸性灰漿汽提塔）上部。進(jìn)入塔內(nèi)的兩股污水與從塔底部加入的低壓蒸汽逆流接觸，分離出CO2、H2S、NH3、HCN、HCl等氣體排放至酸洗氣體火炬；汽提后的酸性灰漿經(jīng)空冷器降溫冷卻后同另外來(lái)自U-1400單元經(jīng)P-1403A/B（細(xì)渣漿排出泵）加壓的灰水、地下管網(wǎng)來(lái)的冷凝水、真空過(guò)濾液一起送至S-1701（澄清槽）澄清分離。同時(shí)加入絮凝劑，使其固體懸浮物濃縮、長(zhǎng)大、自然沉淀，沉降至澄清槽底部，形成液固分離，干凈的水從澄清槽外側(cè)溢出，流入溢流槽，再經(jīng)泵打到分配系統(tǒng)。底部出來(lái)的灰漿繼續(xù)濃縮，最后通過(guò)真空吸附形成灰漿餅，含固量達(dá)到50%。多余的澄清水通過(guò)澄清槽溢流泵送往水處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

1.2 公用水系統(tǒng)

來(lái)自熱電的除鹽水一部分直接為初級(jí)水處理系統(tǒng)做密封沖洗水等，另一部分進(jìn)入T3301（高壓工藝水緩沖罐）經(jīng)高壓工藝水泵（P-3302A/B）送至各機(jī)泵做為高壓密封水、儀表高壓沖洗水和U1600單元（濕洗單元）補(bǔ)充水，當(dāng)高壓工藝水泵P-3302A/B出現(xiàn)故障后，P-3303A/B連鎖啟動(dòng)，提供高壓密封水和儀表的高壓沖洗水。

來(lái)自P-1705A/B（澄清槽溢流泵）的澄清水進(jìn)入T-3302（循環(huán)水緩沖槽），當(dāng)澄清水量不足時(shí)，由從界區(qū)外送來(lái)的新鮮水進(jìn)行補(bǔ)充。貯存在T-3302（循環(huán)水緩沖槽）的循環(huán)水由P-3306 A/B（低壓循環(huán)水泵）送出低壓循環(huán)水，用作V-1403/T-1401的沖冼填充水。

2 各類用水說(shuō)明

2.1 除鹽水使用

受制于氣化爐用煤等因素，目前因合成氣冷卻器出口溫度13TI0018偏高，洗滌塔C1601補(bǔ)水量較大。同時(shí)16FV0016A/B也存在內(nèi)漏現(xiàn)象，排水量16FIC0016流量在10~15m3/h。為了維持洗滌塔液位的穩(wěn)定，以1#爐為例C1601補(bǔ)水量維持在40m3/h，為了保證高壓除鹽水壓力的穩(wěn)定，P3302C多級(jí)泵運(yùn)行。此外高壓除鹽水還用于P1401/P1402/P1601的機(jī)封水，破渣機(jī)的填料密封水以及相關(guān)儀表點(diǎn)的沖洗水，總流量在15t/h。

2.2 蒸汽冷凝液使用

在1#爐冷凝液系統(tǒng)改造后，凈化單元低壓密封水及S1702濾布沖洗水已全部改為蒸汽冷凝液，目前蒸汽冷凝液用量在10t/h，其中污染物分別為：pH7.5~8，SS＜100 mg/L，電導(dǎo)率100 us/cm，CODcr＜15 mg/L，總硬度＜50 mg/L，總堿度＜30mg/L，氯離子50mg/L，氨氮＜5mg/L，總鐵＜1 mg/L。

2.3 外排污水情況

二套裝置污水均通過(guò)P1705泵經(jīng)17FV0010送往威立雅進(jìn)行污水再處理，污水總流量為C1601外排水、V1401外排水、低壓密封水以及使用的蒸汽冷凝液，單套裝置總排水量在35 T/h左右。裝置內(nèi)外排污水中含污染物pH6.5，SS120 mg/L，電導(dǎo)率3000~4000 us/cm，CODcr150~200 mg/L，總硬度200~300 mg/L，總堿度150 mg/L，氯離子700~900mg/L，氨氮10~20mg/L,總鐵15~25mg/L。

3 下一步改造說(shuō)明

3.1 蒸汽冷凝液

因蒸汽冷凝液水質(zhì)較好，可直接通過(guò)技術(shù)改造新增冷凝液罐對(duì)蒸汽冷凝液進(jìn)行收集，安裝冷凝液泵將收集的冷凝液用于低壓密封水系統(tǒng)及真空帶式過(guò)濾機(jī)的沖洗水。

3.2 外排廢水

通過(guò)2~3數(shù)據(jù)可知廢水中氯含量較高，而反滲透是用途最多的脫鹽過(guò)程，能適用于很廣的進(jìn)水脫鹽范圍，而其它技術(shù)則或多或少的在鹽濃度上受到限制。目前，該技術(shù)己經(jīng)相當(dāng)成熟，采用反滲透的方法進(jìn)行高濃度含氯廢水的脫鹽處理，反滲透技術(shù)由于具有能耗低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)以及長(zhǎng)期的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，己經(jīng)成為富有活力的、相對(duì)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)[2]。故可首先對(duì)廢水進(jìn)行過(guò)濾，之后采用反滲透技術(shù)對(duì)煤氣化裝置廢水進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理后的廢水可用于濕洗塔C1601的補(bǔ)水。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 以單套裝置為例，通過(guò)蒸汽冷凝液回收可節(jié)約除鹽水10t/h，除鹽水按12元/t計(jì)，1a裝置運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)按8000h計(jì)算，可節(jié)約成本為12×10×8000=960000元/a。

4.2 通過(guò)蒸汽冷凝液回收后的污水產(chǎn)量為35t/h，通過(guò)反滲透處理后裝置無(wú)污水外排。污水處理費(fèi)用按25元/t計(jì)，則1a裝置運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)按8000h計(jì)算，可節(jié)約污水處理成本為7000000元/a。同時(shí)處理后的污水代替除鹽水對(duì)C1601補(bǔ)水，可節(jié)約除鹽水費(fèi)用為3360000元/a。

綜上所述，經(jīng)過(guò)改造后可節(jié)約的總成本為1132萬(wàn)元/a。

總之，我國(guó)的資源分布決定了在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭將長(zhǎng)期作為主要的一次能源[3]。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)蒸汽冷凝液的回收以及對(duì)裝置廢水進(jìn)行反滲透處理后再回收利用，可減少大量廢水的外排，為企業(yè)節(jié)約大量廢水處理費(fèi)用降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)真正做到裝置廢水的零排放。這樣既達(dá)到了減排的目的，又能減少對(duì)自然水源的需求量，實(shí)現(xiàn)了開源節(jié)流的目標(biāo)。