一种水煤浆气化灰水除硬提氨的方法与流程

本发明属于煤化工，具体涉及一种水煤浆气化灰水除硬提氨的方法。

背景技术：

1、煤是我国的主体能源，一次能源消费结构中煤占 60％左右。大力发展洁净煤技术，进一步提高煤清洁高效利用水平，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。煤气化作为提高煤利用率最有效的洁净煤技术，具有龙头地位，可广泛应用于燃料煤气的生产、工业窑炉用气和城市煤气制造，最常规的应用途径是用于合成气制造，也可作为合成氨、合成甲醇和合成液体燃料的原料。煤气化工艺同时副产蒸汽、焦油、灰渣、废水等副产品。

2、水煤浆气化灰水主要来源于激冷水和洗涤水，含有较高的悬浮物、胶体、固体颗粒、硬度、cod、氨氮等物质，而且ph值高、温度较高，一般在85℃左右，灰水使用过程中，会使污染物逐渐浓缩，最终导致系统堵塞严重，影响系统的稳定运行。即使加入大量药剂，也不能彻底解决系统结垢问题，运行成本高，系统排污量大，药剂损失量大，污水处理难度高，系统热量损失严重。因此，寻求如何降低水煤浆气化灰水中的悬浮物、胶体、固体颗粒、硬度、cod、ph、氨氮等物质是本发明需要解决的技术问题。

3、中国专利cn 109734233 a公开了一种气化灰水除硬降浊装置及工艺方法，采用通过二氧化碳的方式将灰水中存在的ca2+,mg2+以碳酸钙的形式沉淀下来，且垢片通过翻板叶片上面的刮板相互作用，自动除去，进而除去灰水中80%左右的硬度。但该工艺方法所述的灰水除硬自清洁装置的工作方式为间歇式，正常时序运行48-72h后必须运行一次翻板除垢时序，否则自清洁装置就会因为结垢太多而影响系统的稳定运行，且该工艺方法未对氨水进行回收，造成了浪费。

4、中国专利cn 110171857 a公开了一种含氨水煤浆气化灰水处理方法，此工艺是把水煤浆气化所有灰水加压送至蒸发塔，然后再经过汽提塔提氨处理，此工艺存在流程复杂、设备数量多、没有除硬，存在系统容易结构，处理后灰水硬度高等缺点。

5、中国专利cn 112573603 a公开了一种煤气化装置除氨系统，所述系统是把真空闪蒸冷凝器的冷凝液、除氧器放空气冷凝器的冷凝液、闪蒸真空泵冷凝液、变换工况洗氨塔的冷凝液等，这些冷凝液回收除氧器放空气热量后，再利用高压闪蒸蒸汽和热水塔放空气热量在除氨装置的汽提塔上提氨，此工艺没有对气化灰水中的浮物、胶体、固体颗粒硬度和碱度进行处理，这些物质对系统的设备管道容易造成结构堵塞，污水处理困难，回收利用范围小。

6、中国专利cn 212450860 u公开了一种气化灰水除硬系统，所述系统包括依次连通的沉降槽、新灰水罐、若干并联运行的多介质过滤器、若干并联运行的纳米填料吸附器、附属解析单元、灰水回收罐。该实用新型工艺简单，流程短，设备少，但该实用新型采用特种纳米填料吸附技术和特种膜耦合技术来实现高温下吸附水中硬度的目标，生产成本较高。

技术实现思路

1、本发明针对现有的水煤浆气化灰水处理过程中存在的问题，提供一种能有效降低灰水悬浮物、胶体、固体颗粒、硬度、氨氮，废水回收利用率高，生产成本低，装置能耗和污水处理的难度小的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法。

2、本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

3、本发明所述的一种水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，包括依次连接的管道混合器、沉降槽、给料泵、灰水槽、低压灰水泵、1#喷射器、机械加速澄清池、灰水缓冲槽、灰水提升泵、2#喷射器、布袋过滤器、热交换器ⅰ、增压泵、缓冲罐、文丘里混合器、热交换器ⅱ、洗涤分离器、酸配制槽、酸给料泵、酸洗罐、酸洗循环泵、出水泵、脱氨塔、再沸器、氨水回流泵、尾气吸收塔、氨水泵、热交换器ⅲ、放空气洗涤塔、放空气洗涤罐、放空气洗涤泵、热交换器ⅳ，以上组成水煤浆气化灰水除硬提氨系统；

4、①来自渣水系统的黑水首先进入管道混合器，与加入到管道混合器的药剂ⅰ混合，经折流后进入沉降槽，除去黑水中的悬浮物、胶体、固体颗粒，沉降槽中的上清液溢流至灰水槽，沉降槽底部的料浆通过给料泵送至细渣脱水装置进行脱水；

5、②灰水槽中的灰水经低压灰水泵提压后进入1#喷射器，与加入到1#喷射器的氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合,灰水的ph值被调节至10-12后进入机械加速澄清池，同时向机械加速澄清池中加入药剂ⅱ、药剂ⅲ，灰水中的重金属离子与氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液迅速反应生成不溶于水的絮状沉淀，除去灰水中的重金属、降低灰水的硬度后，机械加速澄清池中的上清液溢流至灰水缓冲槽，机械加速澄清池底部的料浆送至细渣脱水装置进行脱水；

6、③灰水缓冲槽中的灰水经灰水提升泵提压后进入2#喷射器，在2#喷射器中加入氢氧化钠溶液，调节灰水的ph值至11-13后进入布袋过滤器，除去杂质后的灰水经热交换器ⅱ回收热量后进入脱氨塔中上部，在脱氨塔中经塔板传质传热后进入脱氨塔塔釜，塔釜的灰水经再沸器加热后形成含氨蒸汽从脱氨塔塔顶流出，塔釜的灰水由出水泵经热交换器ⅱ回收热量后送至文丘里混合器，与二氧化碳在文丘里混合器中混合，调节灰水的ph值至中性后进入缓冲罐；缓冲罐中产生的不凝气进入洗涤分离器，与喷淋水逆流接触洗涤后排放至大气中，洗涤分离器底部的洗涤液返回到沉降槽；缓冲罐中的灰水经增压泵一部分送至污水处理，一部分经热交换器ⅰ降温后送至气化系统中循环利用；

7、④从脱氨塔塔顶流出的含氨蒸汽经热交换器ⅳ冷凝后进入尾气吸收塔，尾气吸收塔塔釜液一部分经氨水回流泵返回至脱氨塔上段循环吸收，一部分经氨水泵与热交换器ⅲ后返回到尾气吸收塔，当氨水浓度达到20%-25%后，从热交换器ⅲ出口的管道送至锅炉，作为锅炉脱硫脱硝的辅料；尾气吸收塔塔顶的含微量氨不凝气进入放空气洗涤塔下段，与放空气洗涤塔中上部进入的脱盐水逆流接触后从放空气洗涤塔塔顶排出，吸收了不凝气中微量氨的洗涤液进入放空气洗涤罐，经放空气洗涤泵一部分送至放空气洗涤塔中上段循环吸收，一部分送至尾气吸收塔上段吸收氨气；

8、⑤当步骤①至④所述的系统连续正常运行6-9个月时需进行酸洗，在酸配制槽中配制柠檬酸，通过酸给料泵输送至酸洗罐，再通过酸洗循环泵提压后送至出水泵出口管线，对所有灰水管线和设备进行循环清洗，清洗时间为8-16h。

9、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其经过步骤①后，灰水的硬度被降低到100mg/l-400mg/l，浊度≤50ntu，氨氮含量为600 mg/l-1400 mg/l。

10、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤②中低压灰水泵出口的灰水压力被提高至0.6mpa-0.9mpa。

11、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其经过步骤②后灰水的硬度被降低到10mg/l-30mg/l，浊度≤20ntu。

12、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤③中灰水提升泵出口的灰水压力为0.3mpa -0.5mpa。

13、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤③中再沸器出口的温度控制在105℃-110℃。

14、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤③中脱氨塔塔釜的灰水氨氮含量≤10mg/l。

15、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤③中进入文丘里混合器的灰水温度为60℃-75℃。

16、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤⑤中柠檬酸的浓度为6%-8%。

17、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其药剂ⅰ为聚丙烯酰胺，添加率为3-5ppm/nm³；药剂ⅱ为聚丙烯酰胺，添加率为2-3ppm/nm³；药剂ⅲ为聚合氯化铝，添加率为20-50ppm/nm³。

18、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其氢氧化钠溶液的浓度为20%-32%，碳酸氢钠溶液的浓度为12%-18%。

19、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其步骤③中经热交换器ⅰ降温后的灰水可用于气化系统中作为系统补水，或输送至煤浆制备工段作为煤浆制备用水及冲洗水，还可以作为真空带式过滤机冲洗水、压滤机冲洗水、捞渣机冲洗水。

20、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，除适用于来自渣水系统的黑水之外，还适用于水煤浆气化过程中其他氨氮含量高的工业水，如真空冷凝器的冷凝液、除氧器蒸汽冷凝器的冷凝液、闪蒸真空泵冷凝液、过滤机滤液、细渣脱水滤液、粗渣脱水滤液、煤气变换工段洗氨塔或分离器的冷凝液等。

21、所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，采用低温甲醇洗尾气脱硫工段产生的二氧化碳调节脱氨后的灰水的ph值，也可选用药剂调节灰水的ph值，不用缓冲罐、增压泵及洗涤分离器。

22、本发明中所涉及的百分比含量均为质量百分比。

23、本发明所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，其有益效果在于：

24、（1）本发明所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，有效脱除了灰水中悬浮物、胶体、固体颗粒及重金属离子，降低了氨氮含量，灰水的硬度可降低到10mg/l-30mg/l，大大降低了污水处理的难度。

25、（2）本发明所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，处理后的灰水可用于气化系统中作为系统补水，或输送至煤浆制备工段作为煤浆制备用水及冲洗水，还可以作为真空带式过滤机冲洗水、压滤机冲洗水、捞渣机冲洗水，灰水利用率高，可利用范围大。

26、（3）本发明所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，从灰水中提纯回收后的氨水可作为锅炉烟气脱硫脱硝工段的辅料，降低了生产成本。

27、（4）本发明所述的水煤浆气化灰水除硬提氨的方法，采用低温甲醇洗尾气脱硫工段产生的二氧化碳调节灰水ph值，废气循环利用，减少了二氧化碳的排放，环保，节能，且降低了生产成本。