阅读说明：本技术 一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统及方法 (Sewage and sludge full recovery system and method of superfine pulverized coal gasification furnace ) 是由 罗丽珍 王鹏杰 刘刚 任永强 樊强 于 2019-11-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统及方法,利用水洗装置将煤气化炉的合成气进行处理,再送至下游设备进行再次净化,形成以CO和H<Sub>2</Sub>为主的变换气；利用初步水处理将水洗装置的黑水和煤气化炉的渣池清液进行初步处理得到相对干净的灰水,利用生化处理系统将灰水和下游设备的冷凝水进行生化处理,之后和循环水站的污水进行沉降处理单元进行沉降处理去除污泥,得到的再生水分为两股,一股经除盐去变换炉水冷壁,一股汇集污泥中的有机水作为气化炉补水,在气化炉中降解；污泥经脱水后,泥饼和超细煤粉混合进入气化炉,在气化炉中进行气化。本系统利用气化炉的高温氛围,回收利用了煤气化系统产生的污水及污泥,变废为宝。(The invention provides a system and a method for fully recovering sewage and sludge of a superfine pulverized coal gasification furnace 2 A primary ventilation gas; carrying out primary treatment on black water of a washing device and clear liquid of a slag pool of a coal gasifier by using primary water treatment to obtain relatively clean grey water, carrying out biochemical treatment on the grey water and condensed water of downstream equipment by using a biochemical treatment system, and then carrying out sedimentation treatment on the grey water and condensed water of circulating water station by using a sedimentation treatment unit to remove sludge, wherein the obtained regenerated water is divided into two streams, one stream is desalted to remove a water-cooled wall of a shift converter, and the other stream is collected organic water in the sludge to be used as water supplement of the gasifier to be degraded in the gasifier; after the sludge is dehydrated, the sludge cake and the superfine coal powder are mixed and enter a gasification furnace, and gasification is carried out in the gasification furnace. The system utilizes the high-temperature atmosphere of the gasification furnace, recycles the sewage and sludge generated by the coal gasification system, and changes waste into valuable.)

一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统及方法

技术领域

本发明属于清洁能源技术领域，特别涉及一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统及方法。

背景技术

煤在我国能源结构中的基础地位在相当长时期内不会改变，大规模高效煤气化技术作为煤炭资源利用的基础和瓶颈，其核心技术长期被国外所垄断。发展我国具有自主知识产权的先进煤气化技术，是提高我国洁净煤技术创新能力，促进具有自主知识产权创新成果转化和装备集成创新的有效途径，对于推动我国洁净煤气化技术及其产业化的发展具有重大的带动作用。超细煤粉微尺度效应与氧化技术有助于进一步提高气化效率、改善灰熔融流动性以及调控污染物生成等，对气流床气化技术的高效、安全和稳定运行提供重要保障，是气流床气化技术潜在的研究发展方向。

随着工业生产的快速发展，水污染问题日趋严峻，对人类居住环境和城市形象造成不良影响。我国当前污水存在污水处理量大、处理程度低等问题，高质出水及能源/资源回收是国际污水处理行业的重要发展目标。技术研究是推动未来我国水处理行业发展的前沿方向。与此同时伴随污水的污泥处理也是工业发展面临的严重问题。

煤气化污水及污泥处理是煤清洁利用的重要一环，形成体系的煤气化废水处理及污泥回收系统，是煤清洁利用的助力剂。

超细煤粉气化炉产生的高温氛围，可以使煤气化装置产生的有机废水及污泥热解，本专利基于此，实现了煤气化污水及污泥的资源化利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统及方法，实现了煤气化技术污水及污泥的资源化利用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统，包括煤气化炉、水洗装置、初步水处理、生化处理系统、沉降处理、污泥处理装置、合成气净化装置和除盐装置，其中，煤气化炉的气体出口连接水洗装置的出口，水洗装置的煤气合成气出口连接合成气净化装置的入口，合成气净化装置的洁净有效气出口连接下游设备；煤气化炉的渣池清液出口和水洗装置的渣液出口均连接初步水处理的入口，初步水处理的出口连接生化处理系统，生化处理系统的出口连接沉降处理的入口，沉降处理的污泥出口连接污泥处理装置，所述污泥处理装置的泥饼出口连接煤气化炉的入口；沉降处理的清液出口分为两路，一路经过除盐装置连接合成气净化装置的水冷壁入口；另一路于污泥处理装置的有机废水出口接煤气化炉入口。

优选地，所述生化处理系统还设置有下游装置冷凝液入口、生活污水入和循环水站的排污入口。

优选地，污泥处理装置包括污泥浓缩装置和叠螺脱水机，其中，沉降处理的污泥出口连接污泥浓缩装置的入口，污泥浓缩装置的出口接叠螺脱水机的入口，叠螺脱水机的泥饼出口连接煤气化炉的入口。

优选地，叠螺脱水机上设置有PAM聚凝剂入口。

优选地，合成气净化装置包括变换装置和净化装置，其中，水洗装置的合成气出口连接变换装置的入口，变换装置的出口连接净化装置入口，净化装置的洁净有效气连接下游设备。

优选地，煤气化炉上设置有超细煤粉入口、氧气入口和炉渣出口。

优选地，所述超细煤粉为小于40μm的煤颗粒。

一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收方法，基于所述的一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统，包括以下步骤：

超细煤粉、氧气和水蒸汽在煤气化炉中气化为煤气合成气，渣池清液进入初步水处理，煤气合成气经过水洗装置后，送去合成气净化装置净化后形成以CO和H₂为主的变换气去下游设备；

水洗装置的黑水去初步水处理，处理为相对干净的灰水，气化灰水去生化处理系统进行生化处理，之后进入沉降处理，经沉降处理后，一部分再生水进入除盐装置，作为除盐水补充给合成气净化装置的水冷壁；另一部分再生水汇集污泥处理装置中脱除的有机水作为煤气化炉的补水，污泥处理装置出来的泥饼与超细煤粉混合进入煤气化炉进行气化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统，利用水洗装置将煤气化炉的合成气进行处理，再送至下游设备进行再次净化，形成以CO和H₂为主的变换气；利用初步水处理将水洗装置的黑水和煤气化炉的渣池清液进行初步处理得到相对干净的灰水，利用生化处理系统将灰水和下游设备的冷凝水进行生化处理，之后和循环水站的污水进行沉降处理单元进行沉降处理去除污泥，得到的再生水分为两股，一股经除盐去变换炉水冷壁，一股汇集污泥中的有机水作为气化炉补水，在气化炉中降解；污泥经脱水后，泥饼和超细煤粉混合进入气化炉，在气化炉中进行气化。本系统利用气化炉的高温氛围，回收利用了煤气化系统产生的污水及污泥，变废为宝。

本发明提供的一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收方法，利用水洗装置将煤气化炉的合成气进行处理，再送至下游设备进行再次净化，形成以CO和H₂为主的变换气；利用初步水处理将水洗装置的黑水和煤气化炉的渣池清液进行初步处理得到相对干净的灰水，利用生化处理系统将灰水和下游设备的冷凝水进行生化处理，之后和循环水站的污水进行沉降处理单元进行沉降处理去除污泥，得到的再生水分为两股，一股经除盐去变换炉水冷壁，一股汇集污泥中的有机水作为气化炉补水，在气化炉中降解；污泥经脱水后，泥饼和超细煤粉混合进入气化炉，在气化炉中进行气化。本系统利用气化炉的高温氛围，回收利用了煤气化系统产生的污水及污泥，变废为宝。

附图说明

图1是本发明涉及的污水、污泥处理系统示意图；

1、煤气化炉 2、水洗装置 3、初步水处理 4、生化处理系统 5、沉降处理 6、污泥浓缩 7、叠螺脱水机 8、变换炉 9、净化装置 10、除盐装置

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，一种超细煤粉气化炉的污水、污泥全回收系统，包括煤气化炉1、水洗装置2、初步水处理3、生化处理系统4、沉降处理5、污泥浓缩6、叠螺脱水机7、变换炉8、净化装置9和除盐装置10，其中，煤气化炉1的气体出口连接水洗装置2的入口，水洗装置2的煤气合成气出口连接变换装置8入口，变换装置8出口接净化装置9入口，净化装置9的洁净气体出口连接下游设备。

煤气化炉1的渣池清液出口和水洗装置2的渣液出口均连接初步水处理3的入口，初步水处理3的煤气化灰水出口连接生化处理系统4的入口，生化处理系统4的出口连接沉降处理5的入口，沉降处理5的污泥出口连接污泥处理装置。

所述污泥处理装置的泥饼出口连接煤气化炉1的入口。

沉降处理5的清液出口分为两股，其中，一股清液出口连接除盐装置10的入口，除盐装置10的出口接变换装置8的水冷壁入口；另一股清液出口和污泥处理装置的机废水出口均连接煤气化炉1的入口。

所述生化处理系统4还设置有下游装置冷凝液、生活污水和循环水站排污的入口。

污泥处理装置包括污泥浓缩装置6和叠螺脱水机7，其中，沉降处理5的污泥出口连接污泥浓缩装置6的入口，污泥浓缩装置6的出口接叠螺脱水机7的入口，叠螺脱水机7的泥饼出口连接煤气化炉1的入口。

叠螺脱水机7上设置有PAM聚凝剂入口。

进料的超细煤粉，为小于40μm的煤颗粒。

煤气化装置产生的有机废水返回至煤气化炉1热解，减少环境污染。

煤气化装置产生的污泥与超细煤粉混合，在煤气化炉1中气化，实现废物回收。

所述变换炉8内装填钴钼变换催化剂，在350-400度的条件下使CO和H₂O反应生成CO₂和H₂。

所述净化装置9为脱硫脱碳，使用MDEA溶液将变换气中的CO2和H2S脱除，再使用湿法脱硫工艺将H2S转化为硫单质。

除盐装置10为利用反渗透及膜浓缩的方法除去再生水里的盐分。

初步水处理3为物理方法去除气化黑水中携带的灰渣，使黑水变为灰水。

生化处理系统4为降解污水中的COD、BOD及氨氮。

沉降处理5用于将污水中的氨氮及有机物在生化处理系统4中被彻底降解，降解后出来的水在沉降处理5中进行泥水分离。

实施例：

现有合成气产量为25000Nm³/h的煤气化装置，下游产品为TDI，要求将合成气变换成CO：H₂＝1：2的有效气，并经脱硫、脱碳后送至厂区下游。煤气化、变换及净化的循环水量为3000t/h，循环水站补水量为1.2％，即36t/h；循环水站排污量为0.18％，即5.4t/h。气化灰水的产量为23t/h；装置冷凝液为1t/h。

超细煤粉、氧气和水蒸汽在煤气化炉1中气化为煤气合成气，渣池清液进入初步水处理3，煤气合成气经过水洗装置2后，送去变换装置8，在变换装置8中变换成CO：H₂＝1：2的有效气，有效气去净化装置9进行净化，净化后以CO和H₂为主的变换气去装置下游。

水洗装置2的黑水去初步水处理3，处理为相对干净的灰水，气化灰水及装置冷凝液去生化处理系统4，经过生化处理，和循环水站所排污水混合，去沉降处理5，经沉降处理后，50％的再生水去除盐装置10，作为除盐水补充给变换炉水冷壁，50％的再生水汇集污泥中脱除的有机水作为气化炉补水，叠螺脱水机7出来的泥饼与超细煤粉混合进入煤气化炉进行气化。