[发明专利]一种水煤浆气化黑水的处理方法和处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体地，涉及一种水煤浆气化黑水的处理方法和处理系统。

背景技术

水煤浆气化技术是美国德士古石油公司在重油气化的基础上发展起来的世界上第二代煤气化工艺，于二十世纪80年代投入工业化生产，经过半个多世纪的运行，水煤浆气化技术在各个方面都积累了丰富的设计和运行经验。

在水煤浆气化工艺中，渣水处理技术是整个工艺中重要的组成部分，主要包括从气化炉和洗涤塔排出黑水、黑水经过多级闪蒸—絮凝沉降等工艺形成灰水，部分灰水脱氧后系统回用。

尽管水煤浆气化工艺已经大规模工业化，并能长期稳定运行，但渣水处理系统却不尽完善。水煤浆气化灰水成分复杂，高COD、高氨氮，水质、排水量波动范围大，另外，灰水钙镁离子含量高且暂时硬度大，灰水回用和污水处理时易造成管道以及水下设备结垢，影响水煤浆气化系统和污水处理装置系统的平稳运行，且灰水中含有的有害离子氯离子会造成管道和设备腐蚀，目前只能靠增加灰水外排补充新鲜水来保持系统稳定运行(新鲜水的补充量一般为系统总灰水量的20-30％左右，而外排灰水的水量占整个煤化工厂水处理站水量的50％左右)，为了降低后续污水处理负担和实现企业节能降耗，需开发灰水处理回用技术与工艺实现节能减排。

专利申请CN104230010A公开了一种高暂时硬度的煤气化灰水的软化方法，其针对水煤浆气化灰水暂时硬度高的特点，向灰水中加入NaOH在一 定温度下反应一段时间，使得灰水中钙镁离子转换成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，沉淀物经停留沉降去除，上清液硬度降低。该发明方法对于暂时硬度较高的废水确实具有一定的软化作用，但应用于水煤浆气化工业装置来说，具有一定的实施局限性：(1)在气化炉切炉和运行工况发生变化时，灰水水质指标波动范围大，因而暂时硬度值不稳定，故加入NaOH量无法控制；(2)在灰水中加入NaOH，硬度降低的同时系统中也引入了Na⁺离子，增加了后续水处理负担；(3)NaOH药剂工业使用价格较为昂贵，不具有工业实施经济性。

专利申请CN202988849U公开了一种降低水煤浆气化浓缩黑水硬度的系统，具体公开了：向沉降槽出水管道中加入Na₂CO₃溶液，形成沉淀后黑水经过过滤机过滤，滤液灰水返回系统循环使用，达到降低硬度作用。该专利申请理论上虽能在一定程度上降低Ca²⁺的浓度，但局限性体现如下：过滤机对形成的CaCO₃沉淀过滤作用有限，大量的CaCO₃仍然悬浮于灰水中，引起后系统的结垢；忽略了其他离子富集后对灰水回用的影响，如Cl^-。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种水煤浆气化黑水的处理方法和处理系统，采用本发明的方法能够有效去除灰水有害离子如Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺，增加灰水的回用率，减少灰水外排和污水处理站运行成本与投资。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种水煤浆气化黑水的处理方法，该方法包括：

(1)将水煤浆气化黑水与Ca(OH)₂溶液接触；

(2)将步骤(1)得到的产物与絮凝剂接触进行絮凝沉淀，得到沉淀物和上清液；

(3)将步骤(2)得到的上清液与CO₂接触；

(4)去除步骤(3)得到的产物中的悬浮物和/或胶体；

(5)去除步骤(4)得到的产物中的可溶性矿物质离子。

第二方面，本发明提供了一种水煤浆气化黑水的处理系统，该系统包括：加药装置、反应池、絮凝沉淀池、CO₂曝气池、悬浮物和/或胶体去除装置和可溶性矿物质离子去除装置，

所述加药装置包括石灰加药装置和絮凝剂加药装置，分别用于向反应池和絮凝沉淀池中提供Ca(OH)₂溶液和絮凝剂，

所述反应池用于将水煤浆气化黑水与所述石灰加药装置提供的Ca(OH)₂溶液接触；

所述絮凝沉淀池用于将来自所述反应池的产物与所述絮凝剂加药装置提供的絮凝剂接触以进行絮凝沉淀，得到沉淀物和上清液；

所述CO₂曝气池用于将来自所述絮凝沉淀池的上清液与CO₂接触；

所述悬浮物和/或胶体去除装置用于除去来自所述CO₂曝气池的产物中的悬浮物和/或胶体；