加碱脱氨技术在煤气化灰水汽提装置的应用.pdf

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1、第43卷第1期煤化工Vo1．43No．12015年2月CoalChemicalIndustryFeb．2015加碱脱氨技术在煤气化灰水汽提装置的应用王云刚，王剑锋(陕西咸阳化学工业有限公司，陕西咸阳712000)摘要针对水煤浆加压气化装置运行中产生的高氨氮、高碱度、高硬度灰水在常规的SBR生化处理后，外排污水仍难以达标的问题，采取加碱方法，使灰水中固定铵转变成游离氨，再经单塔低压汽提脱氨工艺，可有效降低灰水中氨氮含量；在进汽提塔灰水管线上，安装WELLAN2000量子水处理器，可有效缓解筛板塔结垢问题。此方法在多元料浆水煤浆加压气化工艺中应用以来，取得了良好的社会和

2、经济效益。关键词煤气化，灰水，氨氮，脱氨，加碱，单塔汽提文章编号：1005—9598(2015)一O10043—03中图分类号：X784文献标识码：B1煤气化灰水处理运行概况结合废氨水蒸氨工艺，提出对气化灰水进行加碱汽提的处理方案。考虑到汽提回收氨产量过低，无经济效陕西咸阳化学工业有限公司(以下简称咸阳化工)益，故于2013年7月在气化装置建成一套单塔低压60万t／a甲醇项目气化装置采用西北化工研究院多(0．3MPa(G))汽提不回收氨装置，汽提塔顶含氨酸性元料浆水煤浆加压气化技术的激冷工艺流程，气化操不凝气送常量火炬高空燃烧排放。该装置投用后，大作压力6．5MPa

3、，正常生产中气化炉、洗涤塔排出的高幅降低了去污水处理装置的灰水氨氮含量(氨氮质量压黑水，经高、低、真空三级闪蒸后，有效回收利用黑浓度降到250mg／L以下)，实现了污水处理装置可靠水余热和系统灰水⋯。为确保整个气化系统内回用灰运行，确保了经生化处理后的外排废水达标排放。水水质的稳定性，生产中需连续向污水处理系统外排70m。／h的高浓度氨氮灰水。设计外排灰水中氨氮质2煤气化灰水汽提脱氨工艺方案设计量浓度仅为270mg／L，实际运行后发现，气化装置灰水氨氮质量浓度高达400mg／L～1000mg／L。鉴于此，为确定煤气化灰水汽提工艺方案，首先对灰水水在对气化灰水水质进行

4、分析及脱氨氮试验的基础上，质进行了分析，结果见表1。表1煤气化灰水水质分析n14NH3-N质量SO。质量Cr质量硫化物质量SS总碱质量CO。一质量Hc03一质量NO。质量NOz质量浓度／mg·浓度／mg·L浓度／mg·L浓度／mg·／mg·L浓度／mg·L浓度／mg·L浓度／mg·L『浓度／mg·L浓度／mg‘L7．42395．159．5157．322．11．9注：以上数据为平均值。由表1可知，煤气化灰水中存在CO。、HCO。一、HS一、而液相中的Hs、NH。、C0是挥发性组分，按照亨利定律，cr、s0等阴离子，因此灰水中铵盐的存在形式很用蒸汽来降低这些组分的分压，

5、就可以把HzS、NH{和多，既有游离铵盐，也有固定铵盐]。C0从溶液中转人到汽相中去，这就是汽提的原理。实验分析发现，灰水中Hs、N、c0等主要以提高汽提蒸汽量和增加汽提塔板数，可降低净化NHHS、NHHCO、(NH4)2CO。、(NH)2SO4、NH4NO。等形态存在，水中氨氮含量，但氨氮的降低是有限的。在不添加任收稿日期：2014—09—25作者简介：王云刚(1981一)，男，陕西凤翔，助理T程师，学士，2004年本科毕业于安徽理T大学化学工程与丁艺专业，现从事水煤浆加压气化技术工作，E-mai1：wangyungang@csclc．com。44煤化工2015年

6、第1期何药剂的前提下，即使耗费大量的蒸汽，也无法使净3单塔汽提加碱脱氨工艺化水中的氨氮质量浓度降至250mg／L以下。这是由于灰水中检测到有s0、N0。、N0一等酸根离子存在，这就3．1工艺流程促使NH被固定成铵盐(见表1)，单靠增加汽提深度，咸阳化工煤气化灰水汽提装置设计采用单塔低无法将其脱除[3]。因此，若想将固定铵转变成游离氨，压(0．3MPa(G))汽提不回收氨工艺，塔顶气凝液全回从而将其有效去除，就需通过在进塔灰水中加碱，使其流，为防止不凝气中铵盐结晶，控制含氨不凝气送往转变成游离氨后，再通过汽提工艺将其除去_4]。火炬温度在90℃，塔底净化水送污水处理装

7、置，汽提通过以上分析，最终确定加碱汽提工艺，即在灰热源采用气化灰水处理单元的高压闪蒸汽，不足部分水进入汽提塔前，加入一定浓度的碱液调节灰水pH，以采用0．7MPa低压蒸汽，低压蒸汽用量按高闪汽量为分解固定铵，再通过蒸汽(闪蒸汽)汽提以脱除固定铵。零时的工况设计，其工艺流程示意图见图1。图1单塔汽提加碱脱氨工艺流程示意图汽提装置原料废水包含两股：一是气化灰水处理汽提塔顶回流泵，送回汽提塔作回流。废水汽堤塔塔底装置来的气化废水(pH值7～9)，正常排放量为7O合格的净化水，经净化水冷却器与循环冷水换热，降温m”／h，最大量为90m。／h，连续输送，由灰水贮槽不经过至