基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水方法

　　申请日2015.12.22

　　公开(公告)日2016.03.23

　　IPC分类号F23G7/04

　　摘要

　　一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，属于污水处理技术领域。该方法是将含盐污水首先通过浓缩设备处理，形成含盐浓度至少为5%的含盐污水，将浓缩后的含盐污水喷入炉膛进行掺烧，并综合考虑了沾污结渣、高温氯腐蚀，计算出不同浓度含盐污水最大喷入量，在高温燃烧环境中有效处理掉含盐污水中的各类有机物以及大量无机盐，从而解决含盐污水的规模化处理问题。本发明在保证锅炉的安全经济运行且锅炉热效率下降可接受的情况下，极大的降低了煤化工污水处理成本，适用于高碱金属含量的煤化工污水的处理。

　　摘要附图

　　权利要求书

　　1.一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，其特征在于:

　　1)将含盐污水通过浓缩设备(1)处理，形成含盐浓度至少为5%的含盐污水，将浓缩后的含盐污水喷入炉膛进行掺烧;

　　2)计算不同浓度的含盐污水最大喷入量：

　　Q=Msalt/w①

　　式中:

　　Msalt=min(Csmsalt,0.003mcoalCcl,0.0148Aarmcoal)②

　　其中，Q为煤化工含盐污水最大喷入量;Msalt为综合考虑沾污、氯腐蚀及实验数据得到的喷入含盐污水中碱金属盐的极限含量;Cs=(N1/N2+0.5N3/N4),N1为Na2O中Na元素的质量分数，N2表示含盐污水中钠盐中的Na元素质量分数，N3为K2O中K元素的质量分数，N4表示含盐污水中钾盐中K元素的质量分数;msalt为只考虑沾污结渣风险得到的以Na2O+0.5K2O为成分的喷入含盐污水中碱金属盐最大含量;CCl=1/Ncl,其中NCl表示含盐污水中Cl元素与碱金属盐的比值;mcoal表示锅炉煤耗量;Aar表示煤的灰分含量;w表示煤化工含盐污水中碱金属盐质量分数。

　　2.按照权利要求1所述的一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水方法，其特征在于：

　　 $m_{s a l t} = \frac{m_{c o a l} A_{a r} (s_{\lim i t} - s)}{100 (100 - s_{\lim i t})}$ ③

　　灰中钠盐当量S=Na2O+0.5K2O(%);煤中钠盐极限固定值的计算方法：

　　R=(A-BVdaf)(Na2O+CK2O)

　　煤灰钠盐极限值为Slimit=Rlimit/(A-BVdaf)(%);mcoal为锅炉耗煤量;R为煤中钠盐极限固定值;Rlimit为煤中钠盐极限固定值的极限值;

　　常数A、B是衡量煤种对钠盐固定极限值影响大小的模型参数;C是衡量K2O对钠盐固定极限值影响的当量常数;Vdaf为干燥无灰基挥发分含量;Na2O和K2O分别表示这两种氧化物在煤灰中所占的质量分数。

　　3.按照权利要求1所述的一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水处理方法，其特征在于:浓缩后的含盐污水喷入炉膛的方式为：对循环流化床锅炉，从炉顶或者二次风高度处将浓缩含盐污水喷入炉膛;对煤粉锅炉，从二次风风箱顶部或燃烬风下方将浓缩含盐污水喷入炉膛。

　　说明书

　　一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法

　　技术领域

　　本发明涉及一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，将煤化工污水直接喷入锅炉进行处理，并综合考虑沾污结渣、高温氯腐蚀，计算不同浓度含盐污水最大喷入量，以保证锅炉的安全经济运行，属于污水处理技术领域。

　　背景技术

　　煤化工需要消耗大量的水，典型煤化工污水中含有各类难以降解的有机物多达130种，其主要成分包括COD(2000～4000mg/L)，氨氮(200～500mg/L)，总酚质量浓度为300～1000mg/L，挥发酚质量浓度为50～300mg/L，同时还含有氰化物、硫氰化物、多环芳香族化合物及杂环化合物等有毒有害物质。除此之外，煤化工污水中还含有各类可溶性无机盐(结晶盐)，具体含量取决于煤中的矿物质成分，但主要以钠盐等碱金属盐为主，上述无机盐虽然产量较大，但纯度不高，商业价值很低，有关锅炉积灰和结渣的研究表明，钠等碱金属的存在对锅炉沾污结渣有重要影响，并且还是降低煤灰烧结温度、加快煤灰烧结速率及增大烧结强度和引起管壁腐蚀的重要原因。混有各种有机物的含盐污水的规模化处理成为影响煤化工项目建设和运行经济性的主要障碍。

　　发明内容

　　本发明的目的是提供一种基于炉内燃烧处理煤化工含盐污水的方法，将煤化工污水喷入锅炉炉膛，既能在高温燃烧环境中有效处理掉煤化工污水中的各类有机物，又能解决含盐污水的规模化处理问题。

　　本发明的技术方案如下：

　　将煤化工污水直接喷入锅炉进行处理，其特征在于经浓缩设备得到的浓缩含盐污水通过管道及辅助设备喷入炉膛。浓缩含盐污水喷入炉膛位置根据锅炉类型及实际需求布置，对循环流化床锅炉，从炉顶或者二次风高度处将浓缩含盐污水喷入炉膛;对煤粉锅炉，从二次风风箱顶部或燃烬风下方将浓缩含盐污水喷入炉膛。浓缩含盐污水喷入炉膛位置可一处布置或多处布置且不限于所建议的位置。

　　煤化工含盐污水最大喷入量计算过程如下：

　　不同浓度的含盐污水最大喷入量：

　　Q=Msalt/w①

　　式中:

　　Msalt=min(Csmsalt,0.003mcoalCcl,0.0148Aarmcoal)②

　　当只考虑沾污结渣风险得到的以Na2O+0.5K2O为成分的喷入含盐污水中碱金属盐最大含量用下式计算:

　　 $m_{salt} = \frac{m_{coal} A_{ar} (s_{lim it} - s)}{100 (100 - s_{lim it})}$ ③

　　灰中钠盐当量S=Na2O+0.5K2O(%);煤中钠盐极限固定值的计算方法：

　　R=(A-BVdaf)(Na2O+CK2O)

　　煤灰钠盐极限值为Slimit=Rlimit/(A-BVdaf)(%);mcoal为锅炉耗煤量;R为煤中钠盐极限固定值;Rlimit为煤中钠盐极限固定值的极限值，当R高于Rlimit时，认为煤中钠盐超过最大固定能力，该煤灰在锅炉运行中就会存在积灰沾污问题。

　　上述技术方案中，浓缩后的含盐污水喷入炉膛的方式为：对循环流化床锅炉，从炉顶或者二次风高度处将浓缩含盐污水喷入炉膛;对煤粉锅炉，从二次风风箱顶部或燃烬风下方将浓缩含盐污水喷入炉膛。

　　本发明具有以下优点及突出性效果：①本发明在保证锅炉安全运行的条件下将煤化工含盐污水喷入锅炉，在高温燃烧环境中有效处理掉含盐污水中的各类有机物以及大量无机盐，从而解决含盐污水的规模化处理问题，实用性强;②本发明在不影响锅炉正常运行性能且锅炉热效率下降可接受的情况下，极大的降低了煤化工污水处理成本经济性好;③本方法综合考虑锅炉掺烧引发的沾污结渣风险，氯腐蚀风险及实验数据，最终得到不同浓度的含盐污水最大喷入量，具有良好的理论基础;④提供了煤化工含盐污水处理方法，根据实际情况，选择喷入含盐浓度至少为5%的含盐污水，方法简单易行;⑤对锅炉改造小，日常设备维修和更换方便，运行成本低。