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煤制天然气装置废水零排放运行问题与应对措施及优化建议

[日期:2022-10-14] 来源:《中氮肥》2022年第5期  作者: [字体: ]

王希奋,林庆园,张杰

(伊犁新天煤化工有限责任公司,新疆 伊宁835000

 

[摘  要]伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a煤制天然气项目配套污水处理及回用装置主要包括污水生化处理系统、生化污水回用系统、含盐污水回用系统、多效蒸发预处理系统、多效蒸发系统。煤制天然气装置2017319 日投产至2018年底,装置保持75%负荷运行,可实现废水零排放;2019年煤制天然气装置负荷逐步提升至100%后,污水处理及回用装置出现了诸多问题。在对业内进行调研的基础上,经分析与研究,新天煤化决定首先对含盐污水回用系统进行工艺流程调整,随后20202021年通过新增DTRO膜系统、海水淡化膜反渗透系统、浸没式超滤系统等优化改造,解决了含盐污水回用系统进水量超设计值、回用水过剩、多效蒸发系统杂盐产量低、生化污水回用系统产水浊度和COD高、浓盐水过剩等问题,顺利实现了煤制天然气装置满负荷生产时的废水零排放,并提出污水处理及回用装置进一步的优化建议。现阶段污水处理及回用装置仍存在循环水电导率偏高、杂盐未回收利用等问题,有望通过2022年的优化技改予以彻底解决。

[关键词]煤制天然气装置;含盐污水回用系统;生化污水回用系统;多效蒸发预处理系统;多效蒸发系统;问题分析;改造措施;优化建议

[中图分类号]X703   [文献标志码]B   [文章编号]1004-9932202205-0001-04


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伊犁新天煤化工有限责任公司(简称新天煤化)20×108 m3/a煤制天然气装置主要包括碎煤加压气化、耐硫变换、林德低温甲醇洗、戴维甲烷化系统(统称为化工主装置)及空分、热电、污水处理等配套装置。其污水处理及回用装置主要包括污水生化处理系统、生化污水回用系统、含盐污水回用系统、多效蒸发预处理系统、多效蒸发系统。化工主装置的生产废水经污水生化处理系统处理后送至生化污水回用系统处理,达到回用水标准后返回系统循环利用,生化污水回用系统产生的浓盐水则送多效蒸发预处理系统。脱盐水系统的浓盐水和锅炉排污水送至含盐污水回用系统处理,达到回用水标准后返回系统循环利用;含盐污水回用系统产生的浓盐水也送多效蒸发预处理系统。含盐污水回用系统、生化污水回用系统产生的浓盐水经多效蒸发预处理系统处理后,得到的清净水可补入空分、热电、气化、净化循环水站;多效蒸发预处理系统产生的高浓度浓盐水则送至多效蒸发系统经过三效蒸发后产出杂盐外售,最终实现煤制天然气装置废水零排放。

新天煤化煤制天然气装置于201736日气化炉点火开车,319日顺利产出合格天然气产品;至2018年底,化工主装置保持75%负荷运行,多效蒸发预处理系统基本上能满足生产所需;随着系统的优化,2019年化工主装置负荷逐步提升至100%时,生产中出现含盐污水回用系统与生化污水回用系统浓盐水量增大且电导率超标、生化污水回用系统产水浊度和COD超标、多效蒸发系统杂盐产量下降等问题。新天煤化技术团队在对业内进行调研的基础上,经分析与研究,决定首先对含盐污水回用系统进行工艺流程调整,随后20202021年通过新增DTRO膜系统、海水淡化膜反渗透系统、浸没式超滤系统等优化改造,顺利实现了满负荷生产时煤制天然气装置的废水零排放。以下对有关情况作一介绍。

1  含盐污水回用系统进水量超设计值

含盐污水回用系统处理来自脱盐水站的浓盐水(主要包括超滤、反渗透的清洗水以及阳床、混床的再生水等)以及空分循环水排污、热电循环水排污、气化循环水排污、净化循环水排污、热电锅炉排污水,这些浓盐水及排污水排入含盐污水回用系统匀质罐后,依次通过机械搅拌池、气水反冲洗滤池、超滤系统、反渗透系统制得回用水。

1.1  问题描述

实际生产中,含盐污水回用系统长期处于110%负荷运行,系统除盐量达不到平衡,造成水系统各循环水电导率超标。为保证循环水水质在可控指标范围内,只能大量排放电导率高的水,补充电导率低的回用水或生产水,如此造成循环水排污量增加,含盐污水回用系统长期处于高负荷运行状态,导致含盐污水回用系统产水电导率高,高电导率的回用水补入循环水系统又造成循环水电导率高,形成恶性循环。

1.2  改造措施及效果

新天煤化技术团队通过对含盐水与循环水水质的对比,对系统工艺流程、工艺指标的分析与研究,决定减少含盐污水回用系统的进水量:鉴于脱盐水系统超滤反洗水水量达80 t/h、浊度达60 NTU,提出将脱盐水站超滤反洗水引至净水站配水井中;脱盐水站反渗透和阳床、混床化学清洗的浓盐水(即反洗水,混合在一个水池里)50 t/h、电导率1 200 μS/cm、浊度10 NTU,热电锅炉排污水50 t/h、电导率700 μS/cm,其水质均优于循环水系统的回用水补水水质(循环水补水要求电导率≤1 362 μS/cm、浊度≤12 NTU),将脱盐水站反渗透和阳床、混床化学清洗的浓盐水以及热电锅炉排污水送热电循环水系统作为补水。

上述技改措施实施后,含盐污水回用系统进水量减少180 t/h,其进水总量降至102 t/h,含盐污水回用系统负荷降至85%,其产水水质逐渐好转,回用至循环水系统后,循环水电导率可控制在10 000 μS/cm以内。

2  回用水过剩

2.1  问题描述

自新天煤化煤制天然气装置满负荷运行以来,水系统也一直高负荷运行,废水零排放的实施,系统的水消耗全部为循环水蒸发损耗——夏季环境温度高,循环水蒸发量大,4个循环水站(空分、热电、气化、净化循环水站)蒸发量达2 088.9 t/h,可实现水系统的平衡;进入冬季,环境温度降至10 ℃以下时,4个循环水站蒸发量低于2 088.9 t/h,出现回用水过剩。原有的水系统平衡打破后,循环水站各冷却塔下水池、污水处理系统均质罐及调节池、回用水系统各水池一直处于高液位状态。

2.2  改造措施及效果

更多内容详见《中氮肥》2022年第5

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