一种膜法煤气化工艺废水处理与资源化装置的制作方法

1.本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种膜法煤气化工艺废水处理与资源化装置。


背景技术：

2.煤化工行业为我国重点发展产业，其核心装置是煤气化炉，而煤气化工艺水系统是保证煤气化炉安全稳定生产的主要设施，煤气化炉在生产过程中产生大量工艺水，具有高温、高压、高浊度、高悬浮物、高固含量等特点；一般对含有高硬度、高碱度、高氨氮、高cod的工艺水，采用多级闪蒸、药剂及重力沉降等工艺进行处理，需要投加高温絮凝剂、助凝剂、分散剂、阻垢剂等，存在药剂消耗高，出水水质不稳定，废水排放量大，处理难度高等问题，是行业的客观生产难题，多年来一直困扰着煤化工行业，也制约着煤气化炉的长周期稳定运行，进而影响煤气化炉运行的经济性。
3.传统煤化工行业内对煤气化炉工艺水的处理首先是采用加药剂(絮凝剂)，然后经过沉降，最后采用除渣装置进行处理；此方法处理后存在以下问题：(1)水中悬浮物高：处理后水质中悬浮物浓度高，水质较差，二次循环利用对系统设备造成一定程度的损坏，如造成喷头堵塞，出水不均匀，达不到工艺的净化效果等。(2)水中硬度高：水硬度达到1600～2000mg/l以上，不仅能诱发碳酸钙、镁垢的形成，还能软化一部分结垢物，聚集在一起粘附在管壁上，并且固体悬物还易在管道、设备中沉积，从而导致设备管道结垢更严重。(3)因以上原因，为保障系统稳定，只能不断注入大量新鲜水增加外排水量，增大了污水处理系统的负荷。(4)污泥脱水设备负荷大，由于水量大，水中加入大量的絮凝剂和分散剂，使得压滤设备处理能力受限。(5)高速冲刷，气阻大，导致设备寿命减少，强度降低。


技术实现要素：

4.本技术目的在于提供一种膜法煤气化工艺废水处理与资源化装置，该装置运行过程中取消了药剂的使用，降低了运行成本，实现节水减排，有利于煤气化炉长周期稳定运行，且废液量少，占地面积小，有效解决煤气化系统的工艺水结垢问题。
5.为实现上述目的，本技术的技术方案为：一种膜法煤气化工艺废水处理与资源化装置，包括与煤气化炉出水管路相连的闪蒸罐，所述闪蒸罐与缓冲沉降罐相连，所述缓冲沉降罐的清液口经泵连接至膜装置，所述膜装置的清液口连接至软化罐，所述软化罐与蒸发热水塔或煤气化炉灰水系统相连，所述膜装置的其中一个浓水口连回至缓冲沉降罐，另一个浓水口与除渣装置相连，所述除渣装置的出水口连回至缓冲沉降罐；所述软化罐还与解析装置相连，所述解析装置的废液口与反应器相连，所述反应器的盐水口连回至解析装置。
6.进一步的，所述缓冲沉降罐内部从上至下依次设有过滤筛a、过滤筛b和水帽，在缓冲沉降罐上部一侧连接有浊水管路，另一侧底部连接有进水管路，所述浊水管路上设有浊水控制阀，所述进水管路上设有进水控制阀。
7.进一步的，所述缓冲沉降罐底部为倾斜结构且安装有多个震荡敲击器，所述倾斜
结构低端设有出料螺旋输送机，该出料螺旋输送机与真空压滤机相连，所述真空压滤机一侧经泵连回至进水管路。
8.进一步的，所述解析装置包括解析液池、过滤器、解析泵，所述解析液池中的解析液经过解析泵提升至过滤器后送入软化罐中。
9.进一步的，过滤筛a精度为20
‑
50μm，过滤筛b精度为100
‑
200μm。
10.更进一步的，所述膜装置采用纳米级无机膜，精度为200
‑
500nm。
11.更进一步的，所述软化罐出水指标在0
‑
50mg/l。
12.更进一步的，所述反应器包括反应器本体，所述反应器本体连接有加药泵、清液泵、污泥泵。
13.作为更进一步的，所述蒸发热水塔或煤气化炉灰水系统与煤气化炉出水管路相连。
14.作为更进一步的，所述膜装置前面设有预处理装置，所述预处理装置为多介质过滤器、砂滤器、离心机、陶瓷超滤膜、陶瓷纳滤膜或管式超滤膜。
15.本实用新型由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：1、本装置主要处理多级闪蒸后的工艺水，原水取自末级闪蒸器，进入膜装置后，去除水中的浊度、胶体、悬浮物及固含量等，再进入高温膜软化罐，去除水中的硬度、碱度、氨氮及cod等，产水直接回用于煤气化生产系统或蒸发热水塔。本装置分离胶体、悬浮物及固含量，不添加药剂，降低了运行成本，出水水质稳定。
16.2、采用软化罐可有效去除水中的硬度，流程短，废液量小，占地面积小，有效解决煤气化系统的工艺水结垢问题。
17.3、运行过程中取消了药剂的使用，降低了装置运行成本，实现节水减排，有利于气化炉长周期稳定运行，有显著的直接效益、间接经济效益及环保效益。
附图说明
18.图1为一种膜法煤气化工艺废水处理与资源化装置结构原理图；
19.图2为缓冲沉降罐结构示意图；
20.图3为膜装置结构示意图；
21.图中序号说明：1、煤气化炉出水管路；2、闪蒸罐；3、缓冲沉降罐；4、膜装置；5、除渣装置；6、解析装置；7、软化罐；8、蒸发热水塔或煤气化炉灰水系统；9、反应器；10、过滤筛a；11、过滤筛b；12、水帽；13、震荡敲击器；14、进水控制阀；15、浊水控制阀；16、出料螺旋输送机、17、真空压滤机。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：以此为例对本技术做进一步的描述说明。
23.实施例1
24.本实施例提供一种膜法煤气化工艺废水处理与资源化装置，包括闪蒸罐、缓冲沉降罐、膜装置、软化罐、解析装置、反应器。所述缓冲沉降罐包括沉降罐本体、离心泵及配套管线仪表阀门；所述膜装置包括纳米级无机膜组、离心泵及配套管线仪表阀门；所述软化罐
包括软化器及配套管线仪表阀门；所述解析装置包括解析液池、解析泵、解析过滤器及配套管线仪表阀门；所述反应器包括反应器本体、清液泵、加药泵、污泥泵及配套管线仪表阀门。
25.该装置采用“闪蒸 模组 软化 解析 回收”工艺，对煤气化工艺水进行处理，该工艺工艺水先经三级闪蒸处理后进入缓冲沉降罐，进行初步沉降，缓冲沉降罐内上清液经泵输送至膜装置，废渣经过罐底外排，而进入膜装置的上清液经处理后进入下一级软化罐，膜装置的一个浓水端产水回流至缓冲沉降罐内，同时另一个浓水端连接除渣装置实现间接排渣，除渣装置产水也回流至缓冲沉降罐；软化罐将高盐高硬水处理后回用于蒸发热水塔或煤气化炉灰水系统，回用的循环水经过装置流程后在循环回入口闪蒸罐，循环使用。在软化罐工作间歇对填料进行解析，产生的解析废液进入反应器，反应器处理后盐水可再次用于填料解析，填料的解析能力恢复软化能力，软化罐稳定运行，而在反应器内产生的富集物，可资源化利用，达到节能减排与环保的双重效益。
26.本技术中工艺水在经过三级闪蒸、缓冲沉降罐处理后直接进入膜装置中，不添加药剂，无絮凝剂、无助凝剂，无阻垢剂、无分散剂，不需要进行ph调节，不需要降温处理。缓冲沉降罐对来水进入初步沉降作用后，上层清液可溢流或经泵输送至膜装置，下部沉降经下料螺旋到压滤，压滤产水返回至入口，废渣外排；在缓冲沉降罐内部设置有水帽层，工艺水经过水帽对废渣的拦截，起到初步对工艺水预过滤的作用；在水帽层上方另设置有两层过滤筛，且下层精度100
‑
200μm，上层精度20
‑
50μm。膜装置主要去除固体、悬浮物、胶体等，包括膜组件及配套管线仪表阀门，可并联或串联组合形式配合工艺需求，可实现装置连续工作，运行中不投加药剂、不增加离子成分，预处理出水浊度不大于5ntu。软化罐主要去除水中的硬度，其填料可在30℃
‑
120℃条件下对灰水中的硬度进行定向软化，并可耐受高cod、高浊度、高nh3
‑
n等恶劣条件；软化罐出水指标一般在0
‑
50mg/l。解析装置可对填料进行解析，使填料的解析能力恢复软化能力，保证软化罐稳定运行。解析液经过解析泵提升至过滤器过滤后送入软化罐。反应器产生的废液为高盐高硬度废水，可以通过投加工厂富产的co2及工业碱进行处理，清液可得到回收再利用，高浓度泥浆也可以通过外排或送入渣水板框压滤机；也可排入排放系统，进行处理。再生后解析废液进入反应器中，同时启动加药泵与污泥泵，解析液处理后污泥压滤外排，上清液经过清液泵再次送入解析液池，循环使用。膜装置优选纳米级无机膜，精度200
‑
500nm，可选择管式膜、碳化硅膜、氮化硅膜等，且不需要任何药剂，避免膜组件的污堵现象。
27.膜装置可前置预处理装置，预处理装置为多介质过滤器、砂滤器、离心机、陶瓷超滤膜、陶瓷纳滤膜或管式超滤膜；除渣装置为过滤机 膜浓缩，过滤机可以采用帯式压滤机、自动清洗过滤机、箱式压滤机、真空过滤机、碟片过滤机等；
28.解析装置可采用反渗透 电渗析、反渗透 蒸发、纳滤 反渗透、超滤 高压反渗透或纳滤 高压反渗透，解析装置产生解析废液，填料恢复软化能力。
29.本装置对煤气化工艺水进行处理，可以将其回收利用，节省了大量水资源，同时有效降低了阻垢分散剂的用量；同时有效减缓系统结垢问题，系统运行稳定，有显著的直接效益和间接经济效益。
30.以上所述，仅为本实用新型创造较佳的具体实施方式，但本实用新型创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型创造披露的技术范围内，根据本实用新型创造的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在
本实用新型创造的保护范围之内。