中海油惠州石化有限公司 广东惠州 516082
摘要：本文对煤化工气化装置灰水影响因素进行了分析，针对装置存在的问题，进行了改造处理，改善了系统水质，实现了装置的稳定运行。
关键词：煤化工；灰水处理；分析
1导言
鉴于我国能源结构富煤少油缺气的特点，大力发展煤化工是保障我国能源安全与实现可持续发展的有效途径。煤化工行业水耗较大、规模体量大，煤化工废水主要来源为高浓度、难降解、有毒的煤气洗涤废水，其中含有酚类、氨氮等经生化处理难以降解达标的有毒有害物质，处理不达标就排放会对周边地区的水源及生态环境造成破坏。气化废水水质好坏直接系统能够长周期运行，为了提高气化灰水系统的运行质量, 实现长周期稳定运行, 对影响灰水系统的因素进行了综合分析, 制定出了灰水系统的优化运行措施。
2煤化工气化废水影响因素
2.1原料煤灰分及灰熔点
灰水系统中的钙镁离子，主要来源于煤炭中的灰分，而我厂用煤来源于自己集团内部煤矿，需要精煤与末煤配比，造成原料煤灰分及灰熔点波动较大，我厂灰分控制指标为≤11%，但是实际最低灰分8.5%，最高14.2%；我厂煤浆灰熔点控制小于1200℃。
2.2两剂的添加量
我厂沉降槽设计1059m3，絮凝剂添加率为2ppm，每天使用5.76kg，絮凝剂添加在沉降槽入口静态混合器前；分散剂添加率为30ppm，每天用量为86.4kg/天，分散剂添加在沉降槽上部溢流口至灰水槽部分；设计灰水指标悬浮物小于100mg/L,总硬小于450mg/L，总溶固小于2500mg/L，pH控制在7-10。两剂添加不合适也是灰水水质差的重要原因。
2.3工艺过程操作的控制
在日常工作中，各班组在操作控制时对过滤机的负荷只控制到最低要求15m3/h，没有将过滤机最大潜力发挥出来，我厂过滤机负荷设计15-30m3/h，过滤机负荷越高，对水质越好；另外灰水槽排污情况，正常生产时灰水槽高低压侧排污需要长期排污，而实际情况下执行不好，排污忽大忽小，各班组补入量也不同，系统波动大。
2.4灰水置换量
在原设计中我车间灰水槽由低压锅炉给水补水，但是实际运行中，为了节约用水，较少系统废水排放，补水已切断，只有在系统检修后原始开车时使用，正常运行中系统几乎没有置换补水，这也是造成系统灰水容易结垢的原因。
3煤化工气化废水主要处理手段
当前，煤化工气化装置灰水主要来源于碳洗塔工艺气洗涤水、锁斗灰水及气化炉灰水，其灰水的主要特点是高温、高压、高硬、高碱、高悬浮物，使系统面临结构、腐蚀和絮凝等三大问题，且它们三者相互影响，灰水处理效果不好，会加重灰水结构倾向，而系统严重结构又会导致垢下腐蚀的产生。气化装置的灰水处理主要包括闪蒸系统、过滤系统、变换工段的汽提塔气体。
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3.1闪蒸系统
闪蒸是利用物质的沸点是随压力增大而升高，而压力越低，沸点就越低。 这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。这时，流体温度高于该压力下的沸点。 流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。我车间灰水处理采用二级闪蒸，分别是高压闪蒸和真空闪蒸，真空闪蒸是进一步降低灰水温度，浓缩灰水中的含固量，将灰水中的酸性气体完全解析出来，使系统的灰水得到初步的处理。 高压闪蒸指标控制在0.25MPa，真空闪蒸压力一般控制在-0.052kpa。我厂闪蒸系统运行主要存在两个问题，一是高压闪蒸罐入口管线易磨损、冲刷泄漏，二是高压闪蒸罐底部排放管线易堵塞。我们通过将高压闪蒸罐入口管线由原来的弧形管线改为直角管线，直角下部有一定的缓冲，经过改造，彻底杜绝了高压闪蒸罐入口管线泄漏的问题。我们通过对高压闪蒸罐底部排液管线测量热偶的改造及闪蒸罐投用时操作的优化，解决了高压闪蒸罐底部排液管线堵塞的问题。
3.2过滤系统
过滤系统主要有沉降槽、过滤机、分散剂、絮凝剂添加装置等组成。主要作用是将气化系统经过闪蒸系统的灰水进一步处理。主要流程是气化系统经过闪蒸后的灰水进入沉降槽，再由泵送往过滤机，经过滤机将灰水中水和泥分离，水重新打至系统，循环利用，过滤出的滤饼由车辆运送至渣处理场。在沉降槽入口处加入絮凝剂，使灰水中固体物质加速沉降；而同时在沉降槽溢流堰处加入分散剂，使溢流至溢流堰的灰水中易结垢、沉淀的物质不在装置的管道和设备内结垢，防止堵塞管道和设备。我车间过滤机装置原设计使用板框式过滤机，但系统开车后一直不能正常运行，使得系统的灰水处理基本处于瘫痪状态，而后改为真空橡胶带式过滤机，同时将两剂系统重新整改后，过滤系统运行稳定，水质也得到改善。水中悬浮物从原来的450 mg/L下降到30 mg/L，同时每天回收固体渣30吨，过滤系统的稳定运行，极大地改善了现场的工作环境。
3.3变换汽提塔
变换工段汽提塔主要是回收变换工段的工艺冷凝液，并经过汽提，使变换工艺冷凝液中的氨氮及其它一些气体汽提出来，降低系统灰水中的氨氮等其它有害物质。主要控制指标有汽提塔温度，通过加入适量的蒸汽，将工艺冷凝液中有害物质汽提出来。使装置循环利用的灰水中水质得到改善。一般通过汽提后的水中氨氮物质含量较低，起到改善水质的作用。主要控制指标为汽提温度，我厂控制在大于120℃，此时系统灰水中氨氮一般在500mg/l。
4分析运行效果
我车间的闪蒸系统经过改造，解决了闪蒸罐入口管线频繁泄漏及底部排液管线频繁堵塞的问题；我车间灰水处理量为120t/h，过滤系统重新改造后分散剂按照35ppm添加，絮凝剂按2ppm添加，保证了系统的水质的同时减少了外来水的用量，在控制指标方面，主要控制指标悬浮物明显降低，达到车间控制指标。按照气化车间双炉满负荷运行300天计算，每天回收固体渣30吨，每年可回收固体渣9000吨。不仅在节能减排上做出大的贡献，而且在员工操作，劳动强度方面都有了一定的优化，并在环保方面起到了重要的作用；同时减轻了外排水对环境的严重污染和水资源大量浪费，不能有效回收的问题。在生产工艺方面，从源头上减轻了灰水管线易于结垢堵塞的问题，为气化炉长周期稳定运行提供了保障；而变化工段汽提塔汽提温度一般控制在125℃，使得系统灰水中的氨氮得到了处理，保证了系统外排水达标，降低了废水处理工段的压力。我车间气化工艺废水处理不仅达到了清洁生产的目的，同时可以有效提升经济效益与环境效益。
5结论
气化工段的灰水处理主要由闪蒸系统、过滤系统及变换汽提塔汽提，在此过程中，我们通过技术改造和管理控制，将系统的控制指标严格落实，使灰水系统运行平稳，取得了良好的经济效益。
作者简介：吴耀桃（1984-），男，助理工程师，从事煤气化生产管理工作；306338827@qq.com
论文作者:吴耀桃
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：闪蒸论文; 系统论文; 过滤机论文; 管线论文; 工段论文; 水中论文; 高压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;