一種適用于處理高濃度氨氮、cod污水的水煤漿氣化工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種適用于處理高濃度氨氮、COD污水的水煤漿氣化工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含氨氮、COD廢水是多個(gè)生產(chǎn)行業(yè)排放的主要污染物之一，水體中氨氮污染日益嚴(yán)重。氨氮能夠引起水體富營(yíng)養(yǎng)、導(dǎo)致環(huán)境污染，過高的氨氮濃度會(huì)抑制自然硝化，引起水體缺氧，導(dǎo)致魚類中毒，降低水體自凈能力，所以經(jīng)濟(jì)有效地控制氨氮廢水污染對(duì)于環(huán)境來說有重要的價(jià)值。目前高濃度氨氮、COD廢水處理方法很多，現(xiàn)有處理高濃度氨氮、COD污水工藝均存在投資費(fèi)用大、運(yùn)行成本高、操作程序復(fù)雜、出水難控制、產(chǎn)生新污染等缺點(diǎn)，普通的工藝很難達(dá)到處理的預(yù)期效果，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高，對(duì)企業(yè)排放要求更嚴(yán)格，高濃度氨氮、COD污水處理更迫切。
[0003]國(guó)內(nèi)水煤氣氣化技術(shù)通過多年的發(fā)展日趨成熟。例如CN100593509C公開了一種使用含碳?xì)湮镔|(zhì)料漿生產(chǎn)合成氣的方法;CN1944592A公開了一種急冷室可卸式水煤漿氣化工藝及急冷設(shè)備。這兩種工藝都采用含固、液態(tài)碳?xì)湮镔|(zhì)、水、助劑、添加劑制原料漿，不涉及含高濃度氨氮、COD污水的處理。如需使用高濃度氨氮污水制漿，需要解決煤漿穩(wěn)定性、流動(dòng)性、粘度、設(shè)備管道腐蝕、環(huán)保等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足而提供一種適用于處理高濃度氨氮、COD污水的水煤漿氣化工藝方法的技術(shù)方案，利用水煤漿制作需要添加部分水的生產(chǎn)特點(diǎn)，采用污水代替清江水制作水煤漿工藝，有效解決了成漿特性問題，而且實(shí)現(xiàn)了污水利用不受氨氮、COD濃度限制，并達(dá)到工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)，利用高濃度污水制成的水煤漿在氣化燃燒溫度1400°C、操作壓力大于2MPa的環(huán)境下，含高濃度C0D、氨氮污水高溫裂解，處理徹底，并轉(zhuǎn)化成有用的合成氨、尿素原料，變廢為寶。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種適用于處理高濃度氨氮、COD污水的水煤漿氣化工藝方法，其特征在于包括如下步驟:
[0007]I)水煤漿制備
[0008]將煙煤、氨氮、COD污水及添加劑混合物在球磨機(jī)中研磨，制備得到水煤漿，然后通過第一管道將料漿送往料漿槽，接著通過料漿栗將水煤漿送至氣化爐；
[0009]通過對(duì)不同濃度的污水選擇采用不同礦點(diǎn)煙煤的配比及添加劑品種的選擇性定量配比，解決了含高濃度污水水煤漿不穩(wěn)定問題。
[0010]2)水煤漿氣化爐內(nèi)燃燒
[0011 ]水煤漿通過第二管道進(jìn)入噴嘴，外界氧氣通過第三管道進(jìn)入噴嘴，中心氧通過第四管道進(jìn)入噴嘴的中心管，在噴嘴口內(nèi)水煤漿與氧氣碰撞，使水煤漿與氧氣均勻混合并得到霧化后進(jìn)入燃燒爐，在控制爐膛操作溫度和壓力條件下進(jìn)行反應(yīng)生成水煤氣，并使污染物完全分解；
[0012]3)急冷室內(nèi)洗滌降溫
[0013]經(jīng)燃燒爐生成的水煤氣進(jìn)入可卸式急冷室，冷卻洗滌水經(jīng)第五管道進(jìn)入可卸式急冷室與水煤氣直接接觸，進(jìn)行熱量交換，把水煤氣中的灰渣洗滌下來，同時(shí)降低水煤氣溫度，產(chǎn)生飽和水蒸氣；
[0014]區(qū)別與其他水煤漿工藝，為了適應(yīng)燒含高濃度氨氮、COD污水，采用外掛可卸式急冷室，該急冷室通過大法蘭與氣化爐相連，具有以下好處:①燃燒爐高度大大增加，空間變大，延長(zhǎng)了反應(yīng)停留時(shí)間，可以確保在高溫情況下污水中的氨氮、COD及其他含碳?xì)湓貜U液能夠燃燒完全，保證污染物不帶入后系統(tǒng)，達(dá)到處理污水的目的；②由于摻燒污水，急冷室容易被腐蝕，需要定期檢修、更換，可卸式急冷室可以拆下來檢修及更換，不需要進(jìn)入爐膛內(nèi)，檢修方便，檢修時(shí)間短，更安全。
[0015]4)灰渣收集排放
[0016]由可卸式急冷室洗滌出的灰渣經(jīng)集渣閥進(jìn)入第一集渣罐，收集到灰渣后，按泄壓、排渣操作將灰渣經(jīng)排渣閥從第一集渣罐排出進(jìn)入沉渣池，灰渣由撈渣機(jī)撈起回收，灰水由污水溝流入沉灰池；
[0017]5)粗煤氣凈化
[0018]a、水煤氣從可卸式急冷室出來后經(jīng)第六管道從底部進(jìn)入緩沖罐，在緩沖罐內(nèi)與循環(huán)水直接接觸，洗滌下來的灰渣及冷凝下來的炭黑水進(jìn)入第二集渣罐，收集到灰渣后，由第十一管道送至炭黑水處理系統(tǒng)；
[0019]b、水煤氣從緩沖罐出來后，經(jīng)第七管道、第八管道依次進(jìn)入一級(jí)氣液分離器和二級(jí)氣液分離器，水煤氣從二級(jí)氣液分離器的上部出來經(jīng)第九管道進(jìn)入除沫器，經(jīng)除沫器除去炭黑水滴，合格的煤氣由第十管道送至下一工序；
[0020]C、從一級(jí)氣液分離器、二級(jí)氣液分離器和除沫器分離出來的炭黑水分別經(jīng)由第十二管道、第十三管道和第十四管道送至炭黑水處理系統(tǒng)；
[0021 ]為了適應(yīng)摻燒高濃度氨氮、COD污水，使用的洗滌冷卻水必須經(jīng)過炭黑水凈化工序處理過較為干凈后方可使用，即出急冷室、緩沖罐和氣液分離器等的炭黑水將全部回收至炭黑水凈化工序，通過添加劑、生化曝氣處理后返回本工序使用。
[0022]6)炭黑水凈化
[0023]a、氣化來炭黑水經(jīng)由第十五管道進(jìn)入套管換熱器回收熱量，再由第十六管道進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行常壓閃蒸，閃蒸氣經(jīng)第十七管道直接放空，經(jīng)常壓閃蒸的炭黑水經(jīng)第十八管道進(jìn)入炭黑水儲(chǔ)槽，絮凝劑經(jīng)第二十管道進(jìn)入第十九管道與來自炭黑水儲(chǔ)槽的炭黑水充分混合后進(jìn)入沉灰池，并向沉灰池中加入藥劑，曝氣生化處理，降低炭黑水中的氨氮、C0D、氰根離子，澄清水經(jīng)第一水栗送至一級(jí)澄清槽，通過一級(jí)澄清槽溢流至二級(jí)澄清槽，通過第二十一管道將阻垢劑加入至二級(jí)澄清槽中，澄清后的炭黑水由第二水栗送回氣化工序；
[0024]b、一級(jí)澄清槽和二級(jí)澄清槽底部的濃縮液經(jīng)第二十二管道和第二十三管道送回沉灰池。
[0025]由于摻燒高濃度污水，本發(fā)明炭黑水凈化工序?qū)崿F(xiàn)了循環(huán)洗滌水全循環(huán)過程，在粗煤氣洗滌過程中，大量的循環(huán)水蒸發(fā)產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽在后工序與粗煤氣參與反應(yīng)，因此損失了大量的循環(huán)水，可以加入含有濃度不高的氨氮、COD污水進(jìn)行補(bǔ)充，由于洗滌后的炭黑水中還有大量氨氮、COD，為了除去部分炭黑水中的氨氮、COD、氰根離子等污染因子，往沉灰池中加入污水處理劑進(jìn)行生化曝氣處理。
[0026]進(jìn)一步，步驟2)中的爐膛操作溫度為1300?1400°C、壓力為2?3MPa，停留時(shí)間大于8秒，此操作溫度、壓力和較長(zhǎng)停留時(shí)間條件下的反應(yīng)更徹底，提高了水煤氣的生成速度。
[0027]進(jìn)一步，步驟3)中降低水煤氣溫度至200°C。
[0028]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果:
[0029]1、用工業(yè)污水制成的水煤漿與純氧氣在氣化爐內(nèi)高溫、高壓狀態(tài)下充分燃燒，污水中的氨氮、有機(jī)物等污染因子轉(zhuǎn)化為一氧化碳、二氧化碳、氫氣，是合成氨、尿素產(chǎn)品的原料氣，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)污水資源化利用；
[0030]2、設(shè)計(jì)合理，裝置設(shè)備選材價(jià)廉適用，技術(shù)獨(dú)創(chuàng)，工藝、機(jī)電儀器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全，土建工程量小，綜合比較投資最低；
[0031]3、本技術(shù)規(guī)模為中小規(guī)模，氫氣壓力位中低壓I?3MPa，適合制氫及老廠改造規(guī)模，尤其小廠轉(zhuǎn)型；
[0032]4、制漿采用棒磨技術(shù)可以節(jié)約用電，氣化不設(shè)洗滌水循環(huán)栗，脫硫單臺(tái)循環(huán)栗運(yùn)行，變壓吸附脫碳耗電極低，全面實(shí)現(xiàn)電耗最低，對(duì)高電價(jià)地區(qū)更適合；
[0033]5、各套裝備工藝設(shè)置簡(jiǎn)單，合理安全，投資成本低、消耗低、技術(shù)先進(jìn)，操作方面。
[0034]本發(fā)明利用水煤漿制作需要添加部分水的生產(chǎn)特點(diǎn)，采用污水代替清江水制作水煤漿工藝，有效解決了成漿特性問題，而且實(shí)現(xiàn)了污水利用不受氨氮、COD濃度限制，并達(dá)到工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)，利用高濃度污水制成的水煤漿在氣化燃燒溫度1400°C、操作壓力大于2MPa、停留時(shí)間大于8秒的環(huán)境下，含高濃度C0D、氨氮污水高溫裂解，處理徹底，并轉(zhuǎn)化成有用的合成氨、尿素原料，變廢為寶。
【附圖說明】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0036]圖1為本發(fā)明一種適用于處理高濃度氨氮、COD污水的水煤漿氣化工藝方法中的氣化流程圖；
[0037]圖2為本發(fā)明中的炭黑水凈化流程圖。
[0038]圖中:1-球磨機(jī);2-料漿槽;3-料漿栗;4-噴嘴;5-燃燒爐;6_可卸式急冷室;7_第一集渣罐;8-緩沖罐;9-第二集渣罐；10-—級(jí)氣液分離器；11-二級(jí)氣液分離器；12-除沫器；13-換熱器;14-閃蒸罐；15-炭黑水儲(chǔ)槽;16-沉灰池；17-第一水栗；18-—級(jí)澄清槽;19-二級(jí)澄清槽;20-第二水栗；21-第一管道;22-第二管道;25-第三管道;26-第四管道;29-第五管道;30-第六管道;31-第七管道;32-第八管道;33-第九管道;34-第十管道;36-第十一管道；37-第十二管道;38-第十三管道;39-第十四管道;40-第十五管道;41-第十六管道;42-第十七管道;43-第十八管道;44-第十九管道;45-第二十管道;48-第二十一管道;51-第二十二管道;52-第二十三管道。
【具體實(shí)施方式】
[0039]如圖1至圖2所示，為本發(fā)明一種適用于處理高濃度氨氮、COD污水的水煤漿氣化工藝方法，包括如下步驟:
[0040]I)水煤漿制備
[0041]將煙煤、含高濃度氨氮、COD污水及添加劑混合物在球磨機(jī)I中研磨，制備得到水煤漿，然后通過第一管道21將料漿送往料漿槽2，接著通過料漿栗3將水煤漿送至氣化爐；
[0042]通過對(duì)不同濃度的污水選擇采用不同礦點(diǎn)煙煤的配比及添加劑品種的選擇性定量配比，解決了含高濃度污水水煤漿不穩(wěn)定問題。
[0043]2)水煤漿氣化爐內(nèi)燃燒
[0044]水煤漿通