煤化工废水末端杂盐母液主流处置技术，你一定要了解么！

news2024/11/23 21:33:48

煤化工废水零排放的意义

随着能源结构的转型升级，现代煤化工产业也将有力推动绿色可再生市场的健康发展。“十一五”时期我国先后建成多个现代煤化工首批示范工程，基本实现了工艺流程贯通、产出合格产品的目标，但在水系统优化、废水处理等方面仍有诸多不足。煤炭资源分布及现代煤化工产业布局相对应，我国水资源的分布则呈东多西少、南多北少的逆向分布特征，煤炭储量丰富的地区水资源较为匮乏，无法满足现代煤化工产业的发展需求。因此，水资源短缺已成为制约我国现代煤化工产业发展的关键。此外，现代煤化工项目集中布局区域生态环境敏感脆弱，缺乏纳污水体，这也要求各种废水必须充分回用。

废水“零排放”对于煤化工产业发展具有重大现实意义，一是通过先进水处理技术研发和应用，实现废液不外排，最大限度减少项目对周围环境的影响，满足环保要求；二是通过水处理过程的再生水回用，减少新鲜水用量，提高用水效率、降低项目水耗，最大限度利用水资源。

煤化工废水包括有机废水和含盐废水，废水“零排放”是将项目生产过程中产生的所有有机废水和含盐废水进行处理和回用，实现任何废液不外排的过程。有机废水主要产生于煤炭转化工艺过程，其中气化工艺所产废水占比超过60%，具有COD和氨氮浓度高的特点，目前处理技术较为成熟，通过生化处理可以有效降低其有机物含量，实现再生水回用。含盐废水主要来源于循环水系统排污水、除盐水站排污水、工艺废水处理系统排水以及锅炉排水等，具有TDS和悬浮固体含量高的特点，含盐废水经过一般膜浓缩处理，可实现70%以上的再生水回用，但占比在20%~30%的浓盐水如何低成本处理和结晶固化是当前水处理系统的瓶颈。所以，浓盐水的“零排放”是真正实现煤化工项目废水“零排放”的关键环节。

煤化工废水零排放的痛点

现代煤化工的浓盐水处理是实现近零排放的最后亟待解决的难点。目前煤化工浓盐水的处理以“膜浓缩+蒸发结晶制备混盐”和“膜分离+蒸发结晶及分质分盐”两种技术为主。而在零排放这两个工艺中，在最后的蒸发结晶环节，由于传统列管式蒸发器结构特点，都存在一股杂盐母液，一直困扰着煤化工废水零排放的全流程处置工艺。由于这“最后一公里”的无法解决实现闭环，始终无法实现真正意义上的废水“零排放“。

该股杂盐母液具有如下特点：

1. 产生量大，一般是前端蒸发系统的5-10%

2. “四高一低”，即“高COD、高色度、高毒性、高盐度、低B/C”，难生化难降解

3. 高含水，传统蒸发器难以进一步浓缩结晶，又难以作为废盐进行资源化热处理

4. 长期回系统套用，会导致蒸发器效率下降、清洗频繁、甚至瘫痪

5. 长期循环不外排，导致蒸发析盐装置水质变化，影响前端副产盐的品质，如色度、TOC等

6. 作为危废委外，成本高，环节风险大

7. 环境风险大，易破坏生态平衡

当前传统母液处置装置，如单效/单釜/耙干/滚筒等，在行业内有所应用，但根据实际应用结果，反馈平平，既无法解决该股杂盐母液干化的需求痛点，且给运营客户带来了新的运行困扰，如：

1. 无法做到干化。主要表现为单釜，由于其结构特点，需以液体或浆体形式排出釜外，且运行过程中，需人为监控运行状态，依靠人为经验进行操作，极易造成过湿或过干的情况，需要极大的人为干预；

2. 设备故障率高，易瘫痪。主要表现为耙干，由于制造精密度的缘故，耙干设备运行过程中会出现结垢、挂壁、热效率下降严重，热变形，出口堵塞等诸多问题，设备会逐渐出现震动、噪音大、负压泄露、长时间无法干化，排渣口无法出渣等故障，最终瘫痪、无法运行；

3. 清洗频繁、现场卫生环境差。主要表现为真空转鼓，表面薄膜蒸发，针对二价盐的结垢特定，在转鼓表面极易形成凹凸不行的残留或结垢，破坏刮刀或转鼓转动；积液槽中高盐水，在温差变化和重力沉降的作用下，经常性会出现结晶，沉积成大块盐渣后，须立即冲洗，以保证运行；真空转鼓为连续进料连续排渣，在排渣过程中，真空无法维持，蒸发效率下降，能耗升高；薄膜蒸发的特性，注定了在既定的蒸发强度和蒸发表面积的条件下，一旦产生结垢或刮不干净的情况下，蒸发效率急转下降，运行效率低。

4. 整体处置效率偏低，能耗高、自动化程度低。上述几款设备，均存在处置效率低、能耗高、自动化程度低的现象，尤以真空转鼓最为严重，市场调研结果显示，设备开机运行量仅为设计量的30%不到。给客户带来了极大的困扰。能耗普遍偏高，自动化程度不高，人为干预情况较多。这对于当前全面实现“智能化操作”“智能工厂”的煤化工产业而言，无疑是不匹配的。

因此，寻求一种能针对零排放“最后一公里”杂盐母液“高效率、智能化、彻底干化”的解决方案，是当前所有煤化工废水零排放系统的期望。

新型母液干化工艺

新型撬装式母液干化工艺流程

为解决煤化工行业废水零排放杂盐母液干化难题，新型撬装式母液干化系统可以最大程度实现杂盐母液的干化。系统采用米勒板式夹套换热，蒸发室内真空度-95~-97kPa，蒸发温度一般维持在40~45℃之间。蒸发室内采用的是螺旋刮刀搅拌，既可以保证加热均匀，同时设置搅拌周加热可以增强换热效果，提高出料干度。