煤化工高浓度有机废水制备废水煤浆的系统和方法与流程

本发明涉及煤化工废水处理及水煤浆制备领域，具体而言，涉及一种煤化工高浓度有机废水制备废水煤浆的系统和方法。

背景技术：

1、发展现代煤化工，促进煤炭清洁高效利用和煤炭产业转型升级，对保障国家能源安全、保护资源环境、培育新的经济增长点具有重要的战略意义。我国现代煤化工产业发展迅速，但也引发了环境污染忧虑。尤其是化工安全环境突发事件时有发生，“谈化色变”和“邻避效应”严重制约了行业的健康发展。

2、煤化工废水复杂的组成和极高的污染物浓度是其处理难度大的两大核心原因。以煤化工废水为例，目前已经检测出的污染物种类已超过500种以上，且可生物降解性差，生化处理难度极大。此时必须进行针对性的物化预处理以提高可生物降解性。即便如此，经生物处理后的废水中往往仍然含有大量的难降解组分，此时必须通过深度处理的方法对其进行截留，从而实现出水的达标排放或循环利用。“针对性预处理—生物处理—深度处理”的工艺路线已成为目前煤化工废水处理的必然选择。

3、在煤化工生产中实现废水循环消化是最具有发展前景的有效处置方法之一。实现此过程的主要技术之一是利用废水替代清水制备水煤浆，其可以利用水煤浆高效燃烧或气化炉的高温反应环境，将难以处置的复杂有机组分燃烧降解为结构简单、处置工艺更成熟的气态无机分子，或使之进一步热转化而成为有价产品。目前，采用相关原理的技术主要是将废水作为水源直接与煤进行制浆加工。

4、废水制浆技术符合国家煤炭产业发展战略需求，对促进煤炭资源的绿色综合高效利用具有重要意义。

5、中国专利申请cn 111234891 a提供了一种利用煤化工含氨废水制备水煤浆的方法，其将废水分为两部分，其中大部分用于制备废水煤浆，小部分用于铵离子接枝到水煤浆分散剂分子上，实现综合利用；

6、中国专利cn 108841423 b提供了一种利用多种煤转化废水制备水煤浆的方法，其将不同煤气化过程中的废水进行混合后加入复合碱进行调理，与煤进行制浆；

7、中国专利cn 107057787 b提供了一种煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法，其先将煤化工废水进行混凝实现焦油、废水和污泥的三相分层，将废水用于水煤浆的制备；

8、中国专利cn 211199143 u提供了一种含酚废水和生物质炭联合制备生物质水煤浆的生产系统，将三种物料混合制备成废水、生物质、煤三元浆，以实现有机废水的处理。

9、就上述现有技术来看，各技术都考虑到了采用水煤浆技术实现有机废水的综合利用的方案。但这些方法均基于将废水作为水源与煤进行制浆，在面对大规模煤化工转化时，将面临高耗水量或高耗煤量的问题。这主要是由于煤化学转化过程中将消耗大量的水资源，约化学转化1吨煤需消耗6吨水。在这种情形下，将转化过程中产生的废水进行高效处理以循环使用是必然选择。而一般煤化工原料煤主要为低阶煤，呈现出高孔隙率、高表面含氧官能团的特点，成浆浓度一般低于60％，而褐煤更是仅能制备到45％至55％左右的水煤浆。采用上述方法，相当于每制备1吨水煤浆将消耗0.5吨左右的废水，而这部分水将有很大一部分在后续的转化过程中被逸散至大气。相对应的，如果将所有高浓度废水都用于制备水煤浆，则对于典型规模煤气化厂日产生约4000m3以上的煤化工废水而言，需要近乎4000吨的煤才可完全消化，则相当于每年消耗120万吨煤炭(按生产300天计算)。

10、可见，直接将高浓度有机废水制备为水煤浆加以利用的方法，并不适应未来的发展。这也导致目前的工程应用中，用于制备煤化工原料水煤浆的水源均来自于经过较高程度处理的水，而非高浓度的有机废水，没有充分利用水煤浆技术的环保优势。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种煤化工高浓度有机废水制备废水煤浆的系统和方法，以解决现有技术中直接将高浓度有机废水制备为水煤浆的技术方法存在高水耗或者高煤耗的问题。

2、本发明提出充分利用煤气化原料煤高孔隙率特性，对煤化工高浓度有机废水中的污染组分进行吸附脱除，而后将吸附了污染物的煤进行富集，将水分脱除到制浆浓度需求后调制为水煤浆后进行利用，被脱除的低浓度有机废水返回到原废水处理环节，从而不仅可以避免过高水耗或煤耗的问题，同时可以为后续废水处理环节减轻处理压力。

3、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤化工高浓度有机废水制备废水煤浆的系统，其特征在于，包括：破碎机，用于将原料煤破碎；磨机，与破碎机连通，其中经破碎后的原料煤和煤化工高浓度有机废水给入磨机进行研磨；滤浆器，与磨机连通，用于将磨机的研磨出料滤浆，得到滤浆制品；搅拌系统，与滤浆器连通，用于使滤浆制品中的煤颗粒充分吸附煤化工高浓度有机废水中的污染组分；脱水设备，与搅拌系统连通，用于使搅拌后的混合煤浆脱水；多轴强剪分散机，与脱水设备连通，用于初步制备废水煤浆；高速剪切强化器，与多轴强剪分散机连通，用于进行高速剪切处理；均质熟化罐，与高速剪切强化器连通，用于进行搅拌熟化；和储浆罐，与均质熟化罐连通，用于储存均质熟化罐处理后的废水煤浆产品。

4、进一步地，破碎机是颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机或辊式破碎机；磨机是球磨机或棒磨机；搅拌系统是串联的多个搅拌桶或具有足够长度的、具有多个搅拌头的搅拌槽；脱水设备是带式压滤机、圆盘真空过滤机、离心机或板框压滤机。

5、进一步地，在多轴强剪分散机与高速剪切强化器之间，进一步设置缓冲搅拌桶。

6、进一步地，在多轴强剪分散机与高速剪切强化器之间，进一步设置粒度整型磨机。

7、进一步地，在粒度整型磨机与高速剪切强化器之间，进一步设置滤浆器和缓冲搅拌桶。

8、根据本发明的另一方面，提供了一种煤化工高浓度有机废水制备废水煤浆的方法，其特征在于，包括：s1：将低阶煤送入破碎机，经破碎后与煤化工高浓度有机废水混合给入磨机进行研磨；s2：磨机的研磨出料进入滤浆器滤浆，而后进入搅拌系统进行搅拌，使煤颗粒充分吸附煤化工高浓度有机废水中的污染组分；s3：将搅拌后的混合煤浆出料经脱水设备脱水后得到煤泥和处理水；s4：将煤泥给入多轴强剪分散机进行高速剪碎分离，同时加入经过用量计算的处理水的一部分和分散剂，从而将煤泥初步制备为废水煤浆；s5：将初步获得的废水煤浆经泵送至高速剪切强化器进行高速剪切处理，经高速剪切强化器处理完成后的废水煤浆流入均质熟化罐进行搅拌熟化，并最终成为废水煤浆产品；s6：将均质熟化罐处理后的废水煤浆产品泵送至储浆罐中。

9、进一步地，破碎机是颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机或辊式破碎机，破碎机出料的粒度上限不超过6mm；磨机是球磨机或棒磨机；搅拌系统是串联的多个搅拌桶或具有足够长度的、具有多个搅拌头的搅拌槽；脱水设备是带式压滤机、圆盘真空过滤机、离心机或板框压滤机。

10、进一步地，在步骤s4与步骤s5之间，进一步包括缓冲搅拌的步骤。

11、进一步地，在步骤s4与步骤s5之间，进一步包括粒度整型的步骤。

12、进一步地，在粒度整型的步骤与步骤s5之间，进一步包括滤浆的步骤和缓冲搅拌的步骤。

13、进一步地，在s1中低阶煤与高浓度有机废水的比例是100g/l至400g/l。

14、进一步地，在s2中滤浆器滤除的物质经除去杂物后返回至磨机入口。

15、进一步地，在缓冲搅拌的步骤中加入稳定剂。

16、应用本发明的技术方案，通过利用低阶煤吸附特性处理煤化工高浓度有机废水后制备为废水煤浆，从而实现煤化工高浓度有机废水中污染物的预脱除，以降低后续废水处理缓解压力，同时实现资源化利用。