提高煤制气化循环水水质试验研究

张淼 常素萍 姚晓瑞

摘要：本试验对气化水工艺进行优化，采用“旁滤”原理，探究了“旁滤”系统中的最佳反应条件和药剂最佳投加量，经过“旁滤”系统处理后水质，硅含量由原来的200mg/L左右降低到30mg/L以下、硬度由原来的1000mg/L左右降低到500mg/L以下，COD由原来的5000mg/L以上降低到1400mg/L以下、氨氮由原来的1000mg/L以上降低到250mg/L以下、pH由原来的6.5左右调整到7～9、悬浮物由原来的8000mg/L左右降低到50mg/L以下。

关键词：循环水旁滤悬浮物槽

Experimental Study on Improving Circulating Water Quality of Coal Gasification

ZHANG MiaoCHANG SupingYAO Xiaorui

（ Coal-to-Oil Chemical Quality Inspection and Measurement Center of Ningxia Coal， China Energy Group，Yinchuan， Ningxia， 750411 China）

Abstract： In this experiment， the gasification water process is optimized. and the "side filtration" principle is adopted to explore the best reaction conditions and the best dosage of reagent in the "side filtration" system. After the "side-filtration" system treatment， the silicon content of water quality is reduced from the original about 200mg/L to less than 30mg/L， and the hardness is reduced from the original about 1000mg/L to less than 500mg/L. COD decreased from above 5，000 mg/L to less than 1400mg/L， ammonia nitrogen decreased from above 1，000 mg/L to less than 250mg/L， pH adjusted from about 6.5 to 7～9， suspended solids decreased from about 8，000 mg/L to less than 50mg/L.

Key Words： Circulating water; Side filtration; Suspended solids; Trough

國家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司共设有28台气化炉，每台炉气化炉循环水量约530m3/h[1]，因为水中硬度、有机物、硅等污染物含量高，导致系统管路、阀门、换热器等设备严重腐蚀或堵塞。针对以上问题，本试验对气化水工5艺进行优化，采用“旁滤”原理对工艺进行优化[2]（见图1）。本试验探究了“旁滤”系统中的最佳反应条件和药剂最佳投加量[3-5]。经过“旁滤”系统处理后水质，均能达到工艺指标要求，解决了煤制气化循环水系统中管路、阀门、换热器等设备因水中硬度、有机物、硅等污染物含量高严重腐蚀或堵塞问题，在工艺应用方面取得了较大成果，对同类工艺具有较高的指导作用[6-8]。

1试验部分

1.1试剂

药剂：除硅剂、氢氧化钠（30%液碱）、碳酸钠、聚丙烯酰胺（阴离子）、硫酸（98%）。

1.2试验方法

由于原有工艺系统较为复杂，无法同比例缩小进行小试试验。所以，本试验现场小试装置只做了“旁滤”系统，只需旁滤系统的水质达标即可，试验流程图见图1。

2 结果与讨论

2.1 进水水质检测

在小试装置未投用前检测原有水质各项指标，结果见表1。由表1可见，原有水质硬度及硅含量较大，长期运行会在管路、阀门、换热器等设备中结垢而严重腐蚀或堵塞管路。

2.2 药剂种类加入试验

在小试装置中通过计量泵将原水（水量为40L/h）打入三级反应槽，分别向第一级反应槽投加除硅剂，第二级反应槽投加烧碱，第三级反应槽投加碳酸钠，三级反应槽出水进入澄清槽，PAM投加到PAM加药反应池，沉淀池出水进硫酸反应池，加硫酸调节pH，加药后的检测数据见表2。由表1和表2中平均值结果对比可得：药剂计入后，除COD外，硬度、硅含量、悬浮物等其他项目含量均有大幅度下降。

2.3 加药量试验

按照2.2的步骤，第二级反应槽投加烧碱，调节pH在11.0-12.0之间，第三级反应槽投加不同量的碳酸钠，沉淀池出水进硫酸反应池，加硫酸调节pH在7-9之间，药剂投加后检测指标见表3。由表3可知，监控项目指标均达到标准要求。

3 结论

本试验采用“旁滤”原理，探究了“旁滤”系统中的最佳反应条件，经过“旁滤”系统处理后水质，硅的含量由原来的200mg/L左右降低到30mg/L以下、硬度由原来的1000mg/L左右降低到500mg/L以下，COD由原来的5000mg/L以上降低到1400mg/L以下、氨氮由原来的1000mg/L以上降低到250mg/L以下、pH由原来的6.5左右调整到7～9、悬浮物由原来的8000mg/L左右降低到50mg/L以下，解决了煤制气化循环水系统中管路、阀门、换热器等设备因水中硬度、有机物、硅等污染物含量高严重腐蚀或堵塞问题，在工艺应用方面取得了较大成果，对同类工艺具有较高的指导作用。

参考文献

[1] 石磊，刘大勇.循环水应用技术管理与优化控制分析[J].吉林化工学院学报，2020，37（5）：75-79.

[2] 程瀚洋，夏俊兵，王波，等.典型煤制气废水处理工艺优化改造研究[J].工业水处理，2020，40（10）：126-128.

[3] 蒋芹，公维恒.大型煤制气废水处理“零排放”的实践与探索[J].中国煤炭，2019，45（12）：82-88.

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