專利名稱：一種煤氣化灰水回用的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣化過程中灰水回用的處理方法，尤其是德士古氣化工藝灰水回用的處理方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，對于煤氣化技術(shù)而言，灰水系統(tǒng)主要存在以下幾個(gè)需要解決的問題1、灰水系統(tǒng)的結(jié)垢；2、外排水的污染；3、水資源的浪費(fèi)。隨著國家環(huán)保和節(jié)水的要求，部分廠家采用了將自然澄清的灰水進(jìn)行回用的措施，雖然在嚴(yán)重結(jié)垢點(diǎn)加入一定比例的阻垢劑暫時(shí)緩解灰水結(jié)垢，但仍然存在著嚴(yán)重的結(jié)垢傾向，灰水系統(tǒng)的嚴(yán)重結(jié)垢會影響裝置的連續(xù)運(yùn)行， 縮短運(yùn)行周期，嚴(yán)重的會造成不必要的停車。只有解決其結(jié)垢障礙，才能保證氣化裝置安全、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。我們認(rèn)為灰水再循環(huán)系統(tǒng)，結(jié)垢的主要問題是由于粉煤灰中的可溶性氧化鈣水解生成氫氧化鈣，然后與天然水中的碳酸鹽硬度反應(yīng)生成難溶的碳酸鈣(鎂)，當(dāng)超過其溶度積時(shí)便會發(fā)生結(jié)晶析出、沉淀。普通開放式的灰水系統(tǒng)本身就存在著管道內(nèi)部結(jié)垢問題，如果這部分水再作為循環(huán)水而反復(fù)使用時(shí)，碳酸鈣的結(jié)晶析出速度異常迅速，危及整個(gè)灰水系統(tǒng)的安全。為了確保系統(tǒng)能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，必須確保系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)穩(wěn)定。為了確保水質(zhì)穩(wěn)定， 有效的方法是維持一定外排水量，然而，維持外排水量，增加了企業(yè)廢水排放量，不能符合節(jié)能減排的要求，不利于環(huán)境保護(hù)。目前，煤化工企業(yè)裝置的灰水處理方法，通常情況下，采用將灰水引出系統(tǒng)進(jìn)行生化處理，達(dá)到排放要求后作為廢水外排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤氣化工藝灰水回用的處理方法，尤其是德士古氣化工藝灰水回用的處理方法。可使處理過的灰水達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)，以解決灰水系統(tǒng)的結(jié)垢問題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是一種煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于所述的處理過程于沉淀池中進(jìn)行，所述的沉淀池包括依次相連的第一水池、第二水池和第三水池；所述方法包括以下步驟1)將灰水與石灰水于第一水池的入口處混合，并進(jìn)入第一水池中進(jìn)行軟化反應(yīng)， 靜置沉淀后，上層清液溢流至第二水池中；所述石灰水的重量為所述灰水重量的2. 5 5% ；2)于第二水池中引入質(zhì)量百分濃度為5 10%的純堿水溶液與步驟1中所得上層清液混合并進(jìn)行反應(yīng)，靜置沉淀后，上層清液溢流至第三水池中進(jìn)一步沉淀，所得清液作為工業(yè)循環(huán)水回用；所述純堿水溶液的重量為所述灰水重量的1 2%。所述的石灰水由工業(yè)用生石灰加一定比例的水配制而成，可以是室溫下的飽和澄清石灰水，也可以是質(zhì)量百分比濃度為5 10%的石灰乳液。所述飽和澄清石灰水可以由以下方法進(jìn)行配制將生石灰粉配制成5-15%的石灰乳液，再將石灰乳液靜置一段時(shí)間后，得到的上層澄清液即為飽和澄清石灰水。較佳的，所述石灰水采用待處理的灰水進(jìn)行配制；所述純堿水溶液采用自來水進(jìn)行配制。所述灰水為煤氣化工藝中排出的灰水，尤其是德士古氣化工藝中排出的灰水，其硬度應(yīng)當(dāng)小于1500mg/l (以CaCO3計(jì))。較佳的，所述第一水池和第二水池中的溫度為55 70°C。較佳的，所述煤氣化工藝為德士古氣化工藝，從該工藝的氣化系統(tǒng)中引出的灰水的溫度在以上，不需經(jīng)過任何處理而直接進(jìn)入第一水池中進(jìn)行軟化反應(yīng)。采用將從德士古氣化工藝的氣化系統(tǒng)中引出的灰水直接引入沉淀池中進(jìn)行反應(yīng)， 可以利用灰水的余熱，將第一水池和第二水池中的水溫維持在陽 70°C，在此溫度下有利于軟化處理，不但可以加快灰水的軟化過程，而且無需進(jìn)行生化處理，經(jīng)濟(jì)合理。本發(fā)明的上述工藝過程基于石灰-純堿軟化的基本原理對灰水進(jìn)行處理，經(jīng)軟化處理后的灰水，硬度得到大幅度的降低，沉淀過濾后的灰水即可作為工業(yè)循環(huán)水回用。本發(fā)明的基本原理如下先向灰水中加入石灰水(Ca(OH)2),發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)C02+Ca (OH) 2 — CaCO3 I +H2OCa (HCO3) 2+Ca (OH) 2 — 2CaC03 丨 +2H20Mg (HCO3) 2+2Ca (OH) 2 — 2CaC03 I +Mg(OH)2 I +2H20MgCl2+Ca (OH) 2 — CaCl2+Mg (OH)2 丨(將鎂硬轉(zhuǎn)化為由鈣硬)再加入純堿水溶液(Na2CO3)，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)，以除去過量的氫氧化鈣以及造成永久硬度的鈣離子。Ca (OH) 2+Na2C03 — CaCO3 I +2Na0HCaCl2+Na2C03 — CaCO3 I +2NaCl上述石灰-純堿軟化法對具有暫時(shí)硬度和永久硬度的水都有效。本發(fā)明將石灰-純堿軟化法的基本原理應(yīng)用于灰水的回用處理工藝中，結(jié)合沉淀池的特殊設(shè)計(jì)和灰水余熱的巧妙利用，使得灰水只需經(jīng)過簡單的軟化處理即可作為工業(yè)循環(huán)水回用。該方法的關(guān)鍵在于藥劑的用量必須正確，因?yàn)榧儔A過量會發(fā)生自反應(yīng)而增加灰水中氫氧化鈉的含量，過量的純堿本身在高溫設(shè)備中也會水解而生成氫氧化鈉和二氧化碳，反應(yīng)式為Na2C03+H20 — 2Na0H+C02，該水解反應(yīng)生成的氫氧化鈉可能成為設(shè)備苛性脆化或堿性腐蝕的一個(gè)因素；而純堿量過少則不能達(dá)到較好的軟化效果。本發(fā)明所提供的處理方法操作方便，不需要大型設(shè)備投資，處理費(fèi)用低，可將硬度大于1000mg/L的灰水降至350mg/L以下，灰水的處理費(fèi)用低于2元/噸；并且軟化效果好， 能保證灰水幾乎全部可以回用，具備工藝簡單、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，在投藥量一定的情況下提高了沉淀效果，軟化處理后的灰水大大降低了換熱器等的結(jié)垢傾向。


圖1為煤氣化灰水回用工藝示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明有技術(shù)方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于下述的具體實(shí)施方式
。在以下的實(shí)施例中，采用EDTA滴定法測定硬度，玻璃電極法測定pH，酸堿指示劑滴定法測定堿度。如圖1所示，氣化系統(tǒng)灰水經(jīng)地溝流入沉淀池，該沉淀池為平流沉淀池，共分為三格，即水池1、水池2、水池3。灰水在水池1的入口處與澄清石灰水(或熱石灰乳液)混合， 并進(jìn)入水池1進(jìn)行軟化，經(jīng)靜置沉淀后，上層清液溢流至水池2，在水池2引入純堿溶液進(jìn)一步進(jìn)行軟化處理，上層清液溢流至水池3進(jìn)一步靜置沉淀。為保證灰水在其中有足夠的停留時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)加藥后反應(yīng)物的充分沉淀，沉淀池的具體尺寸根據(jù)實(shí)際情況而定。經(jīng)降硬和分步沉淀后的灰水由水池3末端的泵進(jìn)入系統(tǒng)回用。實(shí)施例1首先，在常溫Q0-25°C )下，將工業(yè)用生石灰粉加入到盛有灰水的石灰乳池中，充分?jǐn)嚢?，配制成質(zhì)量百分比濃度為5%的石灰乳液，靜置足夠長的時(shí)間后，將上層飽和澄清石灰水溶液溢流至澄清石灰水池，泵送飽和澄清石灰水至水池1進(jìn)行軟化反應(yīng)；在純堿溶液池中將工業(yè)純堿配制成質(zhì)量百分比濃度為5%的Na2CO3溶液，將其泵送至水池2進(jìn)行軟化反應(yīng)，溢流至水池3充分沉淀過濾。各個(gè)灰水池中灰水水溫為55-70°C，與德士古氣化工藝灰水槽水溫接近。溢流的灰水即可作為循環(huán)水回用，各個(gè)灰水池的底流由污泥泵送至儲場處理。軟化效果測定測定用水為某廠煤氣化工藝灰水，水質(zhì)如表1。表1煤氣化工藝灰水水質(zhì)分析(常溫)
權(quán)利要求
1.一種煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于所述的處理過程于沉淀池中進(jìn)行，所述的沉淀池包括依次相連的第一水池、第二水池和第三水池；所述方法包括以下步驟1)將灰水與石灰水于第一水池的入口處混合，并進(jìn)入第一水池中進(jìn)行軟化反應(yīng)，靜置沉淀后，上層清液溢流至第二水池中；所述石灰水的重量為所述灰水重量的2. 5 5% ；2)于第二水池中引入質(zhì)量百分濃度為5 10%的純堿水溶液與步驟1中所得上層清液混合并進(jìn)行反應(yīng)，靜置沉淀后，上層清液溢流至第三水池中進(jìn)一步沉淀，所得清液作為工業(yè)循環(huán)水回用；所述純堿水溶液的重量為所述灰水重量的1 2%。
2.如權(quán)利要求1所述的煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于，所述的石灰水為飽和澄清石灰水。
3.如權(quán)利要求1所述的煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于，所述的石灰水為質(zhì)量百分比濃度為5 15%的石灰乳液。
4.如權(quán)利要求1所述的煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于，所述石灰水采用待處理的灰水進(jìn)行配制；所述純堿水溶液采用自來水進(jìn)行配制。
5.如權(quán)利要求1所述的煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于，所述第一水池和第二水池中的溫度為55 70°C。
6.如權(quán)利要求1所述的煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于，所述灰水的硬度小于1500mg/l。
7.如權(quán)利要求1-6中任一所述的煤氣化工藝灰水回用的處理方法，其特征在于，所述的灰水為由德士古氣化工藝的氣化系統(tǒng)中引出的灰水，不需經(jīng)過任何處理而直接進(jìn)入第一水池中進(jìn)行軟化反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煤氣化工藝灰水回用的處理方法，所述的處理過程于沉淀池中進(jìn)行，所述的沉淀池包括依次相連的第一水池、第二水池和第三水池；包括步驟1)將灰水與石灰水于第一水池的入口處混合，并進(jìn)入第一水池中進(jìn)行軟化反應(yīng)，靜置沉淀后，上層清液溢流至第二水池中；所述石灰水的重量為所述灰水重量的2.5～5％；2)于第二水池中引入質(zhì)量百分濃度為5～10％的純堿水溶液與步驟1中所得上層清液混合并進(jìn)行反應(yīng)，靜置沉淀后，上層清液溢流至第三水池中進(jìn)一步沉淀，所得清液作為工業(yè)循環(huán)水回用；所述純堿水溶液的重量為所述灰水重量的1～2％。本發(fā)明的處理方法操作方便，軟化效果好，軟化處理后的灰水大大降低了換熱器等的結(jié)垢傾向。
文檔編號C02F5/08GK102285722SQ20101020355
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者周亞明, 梁鐵, 汪文梅, 王志光 申請人:上海焦化有限公司