[发明专利]一种处理煤气化灰水的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种处理煤气化灰水的系统和新方法。

背景技术

新型煤化工是个高耗水的行业，而这一问题也成了制约煤化工发展的瓶颈问题。在新环保法实施之后，追求经济效益的同时，兼顾环境和社会效益将成为一种常态，成为一个项目是否成功的判定标准。新型煤化工企业大部分分布于煤资源储存较为丰富的西部地区，这些地区同时生态较为脆弱，环境污染物容量小，同时水资源较为匮乏。因此，开展节能、节水、减排成为摆在煤化工企业的首要问题。

传统去除灰水中的浊度和悬浮物的方法是通过往系统中添加絮凝剂和分散剂，对环境影响比较大。

并且，以粉煤加压气化和水煤浆气化技术为代表的先进煤气化技术，仍然无法摆脱由于灰水中高硬度带来的系统结垢问题，这样很大程度上增加了生产企业的检修和运营压力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种处理煤气化灰水的系统和方法，本发明采用电化学絮凝的方法高效去除煤气化灰水中的硬度、浊度、悬浮物，解决了煤气化污水排放量大、系统结垢的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种处理煤气化灰水的系统，所述系统包括电化学反应区和沉淀区；

其中，电化学反应区中放置有电絮凝反应器，沉淀池区布置有斜板和转动设备；电化学反应区的出口连接沉淀区入口。

进一步地，所述系统还包括以下任一或其任意组合：

a)碳酸钠溶液罐、碳酸钠溶液管道和计量泵；

b)变换单元、变换冷凝液管道和计量泵；或

c)脱硫脱碳单元、二氧化碳气体管线和流量调节阀。

进一步地，所述系统还包括灰水缓冲罐，且电化学反应区上部设有溢流槽，溢流槽通过管道与灰水缓冲罐连接。

进一步地，所述电絮凝反应器采用铁合金材料或铝合金材料作为电极。

进一步地，所述系统还包括碱罐、酸罐和计量泵，其中所述碱罐通过计量泵连接到电化学反应区，酸罐通过计量泵连接至溢流槽或者溢流槽与灰水缓冲罐之间的管道。

进一步地，所述系统还包括真空过滤系统和泥浆泵，其中，所述沉淀区出口通过泥浆泵连接真空过滤系统。

同时，本发明还提供了一种处理煤气化灰水的方法，该方法包括以下步骤：

1)在电化学反应区内，接通直流电源，并通入空气，产生吸附基团；同时，通过调节pH和碱度，使灰水中的钙镁离子沉淀析出，并与吸附基团聚并；

2)将步骤1)处理后得到的水进行沉淀，得到泥浆和清水；

3)向步骤2)得到的清水中加入酸调节pH至7.0-9.0之间。

进一步地，步骤1)中调节碱度的方法为添加变换冷凝液、二氧化碳气体或碳酸钠溶液中的任一或其任意组合。

进一步地，步骤1)中调节pH的方法为添加氢氧化钠溶液，使灰水pH控制在9.0-10.5之间。

进一步地，所述方法还包括将步骤2)得到的泥浆进行过滤，得到滤渣和滤后灰水，滤后灰水重新进入电化学反应区中进行处理。

进一步地，所述方法还包括将步骤2)得到的清水进行加压后重新进入煤气化装置进行重复利用。

本发明所述电化学絮凝方法的工作原理为：

在电化学反应区内放置电絮凝反应器，该电絮凝反应器采用金属铁合金材料或者铝合金材料作为电极，通过对极板加电和通入空气，使极板电解消耗析出Fe³⁺或者Al³⁺进入水中，与水中溶解的OH—结合生成Fe(OH)₃或者Al(OH)₃以及其它单核羟基配合物、多核羟基配合物和聚合物等，形成的配合物作为一种高效吸附基团，有着极强的吸附性，再利用吸附架桥和网捕卷扫作用吸附水中的悬浮物、胶体颗粒、高分子有机物等杂质共同沉降。

同时利用调节水质的pH值和碱度，使钙镁离子沉淀，具体反应式为：

Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-→CaCO₃+H₂O；Mg²⁺+2OH^-→Mg(OH)₂；

所产生的沉淀物被高效吸附基团吸附去除，从而实现高效降低水中的浊度、色度、悬浮物、胶体、有机物等杂质的效果。

本发明的方法所使用的流程如图1所示，下面将进一步详述本发明的方法。