1.1概述
1.1.1设计规模
煤气净化系统与4×70孔7.63m复热式焦炉、年产420万t焦炭的炼焦生产能力相配套,共分两步进行建设,每步均与2×70孔7.63m复热式焦炉的炼焦生产能力相配套。
煤气处理量:最大 2×125000m3/h
正常 2×96565m3/h
1.1.2
主要工艺流程
1.1.3
主要工艺特点
a)采用横管初冷器,分三段冷却,中间设有断塔板。
b)电捕焦油器为蜂窝式,蜂窝为不锈钢,外壳为碳钢。
c)煤气鼓风机为电机驱动。
d)煤气的脱氨采用喷淋饱和器法。
e)终冷采用直接终冷,洗苯塔为金属网波填料。
f)脱硫采用真空碳酸钾法。
g)焦油氨水的分离采用立式焦油氨水分离槽的工艺。
h)粗苯蒸馏采用管式炉、一塔生产两种苯的工艺。
i)煤气净化系统的泵类,当采用双端面机械密封时,增设热虹吸软水密封设施。
j)煤气净化系统的主要泵类,设计时可以实现在控制室内操作。
1.1.4煤气净化系统组成
煤气净化系统组成为:冷凝鼓风作业区、硫铵作业区、终冷洗苯作业区、脱硫制酸作业区、粗苯蒸馏作业区和油库作业区。其中终冷洗苯作业区及脱硫制酸作业区的两步是分开布置的,其余作业区的两步是布置在一起的。
1.2设计基础数据
焦炉装煤量 623t/h(干基)
煤气产率 310m3/t(干煤)
焦炉煤气产量 623×310=193130m3/h
煤气净化系统煤气处理能力 2×125000m3/h
1.2.1净化前、后煤气中杂质含量(设计值)
杂质含量(g/m3)净化前 净化后
焦油 0.02
NH3 7 0.05
H2S 6~7 0.2
HCN 1.5 0.2
BTX 24~40 2~4
萘 0.3
1.2.2产品产率
焦油 3.5%(对干煤)
轻苯 0.93%(对干煤)
精重苯 0.03%(对干煤)
硫铵 1.0%(对干煤)
1.2.3动力条件
1.2.3.1循环水
| 进口温度 | 33℃ |
| 出口温度 | 45℃ |
| 压力 | 0.4~0.5MPa |
| 进口温度 | 16℃ |
| 出口温度 | 23℃ |
| 压力 | 0.4MPa |
| 进口温度 | 常温 |
| 压力 | 0.4MPa |
| 电压等级 | 10000V/380V/220V |
| 压力 | 0.4~0.6MPa |
| 温度 | 饱和状态 |
| 压力 | 0.6MPa |
| 温度 | 常温 |
a)碱(NaOH)(40%)——符合GB209-93
| 碳酸钠(Na2CO3)含量 | ≤1.5% |
| 氯化钠(NaCl)含量 | ≤1% |
| 三氧化二铁(Fe2O3)含量 | ≤0.03% |
| 密度(20C) | 1.03~1.06g/cm3 |
| 馏程(大气压760mmHg) 230℃前馏出量(容) 300℃前馏出量(容) | 不大于3% 不小于90% |
| 酚含量 | 不大于0.5% |
| 萘含量 | 不大于15.0% |
| 水分 | 不大于1.0% |
| 粘度(E50) | 不大于1.5 |
| 15℃结晶物 | 无 |
密度(20C) 1.151.21g/cm3
甲苯不溶物(无水基) 3.57%
灰分 不大于0.13
水分 不大于4.0
粘度(E80) 不大于4
d)硫酸——符合GB/T534-2002
浓度 93(Wt)
灰分 ≤0.02(Wt)
铁(Fe) ≤0.005(Wt)
e)轻苯—— 符合YB/T5022-93
密度(20C) 0.870~0.880g/ml
馏出96%(容)温度 ≤150℃
水分:室温(18~25℃)下目测无可见的不溶解的水
f)精重苯
密度(20C) 0.930~0.980g/ml
初馏点 ≥160℃
200℃前馏出量(容) ≥85%
水分 ≤0.5%
g)硫酸
浓度 78(Wt)
h)硫铵——符合GB535-1995
| 氮(N)含量(以干基计) | ≥21.0% | |
| 水分(H2O)含量 | ≤0.3 | |
| 游离酸H2SO4含量 | ≤0.05 | |
浓度 50(Wt)
1.4工艺流程、特点、主要技术操作指标及主要设备选择
1.4.1冷凝鼓风作业区
1)工艺流程
来自焦炉荒煤气与焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器,气液分离后荒煤气由上部出来,进入并联操作的横管初冷器,分三段冷却。余热水段用65C余热水,循环水段用33C循环水冷却,低温水段用16C低温水将煤气冷却至2122C。由横管初冷器下部排出的煤气,进入并联操作的电捕焦油器,除掉煤气中夹带的焦油,再由煤气鼓风机压送至硫铵作业区。
余热水用余热水泵经横管初冷器送至脱硫作业区使用。
为了保证初冷器冷却效果,在其顶部用热氨水不定期冲洗,以清除管壁上的焦油、萘等杂质。
初冷器带有断塔盘,将初冷器分为上下两段。上段排出的冷凝液经水封槽流入上段冷凝液槽,用上段冷凝液泵将冷凝液一部分送到初冷器上段喷洒,多余部分送至焦油渣预分离器。下段排出的冷凝液经水封槽流入下段冷凝液槽,用下段冷凝液泵送到初冷器下段喷洒,多余部分经交通管流入上段冷凝液槽。
由气液分离器分离下来的焦油和氨水首先进入到焦油渣预分离器,在此进行焦油氨水和焦油渣的分离。
在焦油渣预分离器的出口处设有篦筛,大于8mm的固体物将留在预分离器内,沉降到预分离器的锥形底上,并通过焦油压榨泵抽出。在焦油压榨泵中固体物质被粉碎,并被送回到焦油渣预分离器的上部。
焦油渣预分离器的滤筛是一种自动筛分装置,如果筛孔被堵塞,可用蒸汽吹扫。
从焦油渣预分离器出来的焦油氨水进入焦油氨水分离槽,在此进行氨水和焦油的分离。在焦油氨水分离槽的下部设有锥形底板,利用温度和比重不同,焦油沉向底部,通过焦油中间泵抽出,送至超级离心机进一步脱水,脱水后的焦油自流到焦油槽,通过焦油泵送往油库作业区,焦油氨水分离槽上部的氨水流入下部的循环氨水中间槽,由循环氨水泵送至焦炉集气管循环喷洒冷却煤气。
剩余氨水从焦油氨水分离槽的上部出来,先自流到剩余氨水中间槽沉淀分离重质油后,再经除焦油器除焦油后自流入剩余氨水槽,用剩余氨水泵送往硫铵作业区蒸氨。
在焦油氨水分离槽的分界面处取出焦油氨水混合物,其中含有约30~50%的焦油,自流到下段冷凝液槽。
超级离心机分离出的焦油渣,通过焦油渣输送泵送至煤塔顶部,配入炼焦煤中。
2)工艺特点
a)初冷器采用高效横管冷却器,将煤气冷却到2122C,在初冷器中分段喷洒焦油氨水混合物,使煤气中的大部分萘通过初冷脱除,从而实现了煤气降温、除油、除萘的目的,确保后序设备无堵塞之患,又大幅度降低了操作费用和工程投资。
b)横管冷却器采用两段结构,中间带断塔盘,节省低温水用量,降低操作费用。
c)采用高效的电捕焦油器,处理后煤气中焦油可控制在20mg/m3以下,有利于后序设备的正常操作。瓷瓶充氮气加以保护,减少维修量,延长瓷瓶的寿命。
d)煤气鼓风机采用调速措施,适合焦化厂煤气量周期性波动的特点,并可实现鼓风机前吸煤气管道压力自动调节。同时操作调节灵活,高效节能。
e)剩余氨水经除焦油器浮选后焦油含量大大降低,减轻焦油在蒸氨塔塔盘上的聚合,保证蒸氨塔稳定操作,蒸氨废水质量稳定,有利于环境保护。
f) 采用超级离心机,进一步脱除焦油中的焦油渣和水份。
g) 各贮槽放散气经充氮压力平衡系统引入负压煤气管道,有利于环境保护。
3)主要技术操作指标
| 初冷器前煤气温度 | ~82℃ |
| 初冷器后煤气温度 | 21~22℃ |
| 初冷器余热水入口温度 | 65℃ |
| 初冷器余热水出口温度 | 75℃ |
| 初冷器循环水入口温度 | 33℃ |
| 初冷器循环水出口温度 | 45℃ |
| 低温水入口温度 | 16℃ |
| 低温水出口温度 | 23℃ |
| 电捕焦油器绝缘箱温度 | 80~100℃ |
| 初冷器阻力 | 1000Pa |
| 电捕焦油器阻力 | 500Pa |
| 设备名称及规格 | 主要材质 | 台数 | 备注 | |
| 第一步 | 第二步 | |||
| 初冷器 F=47m2 | 碳钢 | 4 | 4 | |
| 电捕焦油器 DN5200 | 碳钢 | 3 | 3 | |
| 焦油氨水分离槽 | 碳钢 | 2 | 2 | |
| 煤气鼓风机 | 3 | 3 | 引进 | |
| 超级离心机 Q=15t/h | 2 | 2 | 引进 | |
| 焦油压榨泵 | 2 | 2 | 引进 | |
| 焦油渣泵 | 2 | 2 | 引进 | |
a) 设有充氮压力平衡系统,各贮槽的放散气均接至其中。
b) 设备放空液、泵的漏液经地下放空槽回系统,废水不外排。
c) 焦油渣回兑炼焦煤中,废渣不外排。
1.4.2硫铵作业区
1)工艺流程
由冷凝鼓风作业区来的煤气进入喷淋式硫铵饱和器。煤气在饱和器的上段分两股进入环形室,与循环母液逆流接触,其中的氨被母液中的硫酸吸收,生成硫酸铵。脱氨后的煤气在饱和器的后室合并成一股,经小母液循环泵送出的母液连续喷洒洗涤后,沿切线方向进入饱和器内旋风式除酸器,分离出煤气中所夹带的酸雾后,送至终冷洗苯作业区。
饱和器下段上部的母液经大母液循环泵连续抽出送至饱和器上段环形喷洒室循环喷洒,喷洒后的循环母液经中心降液管流至饱和器的下段。在饱和器的下段,晶核通过饱和介质向上运动,使晶体长大,并引起晶粒分级。当饱和器下段硫铵母液中晶比达到25%-40%(v%)时,用结晶泵将其底部的浆液抽送至室内结晶槽。饱和器满流口溢出的母液自流至满流槽,再用小母液循环泵连续抽送至饱和器的后室循环喷洒,以进一步脱除煤气中的氨。
饱和器定期加酸加水冲洗时,多余母液经满流槽满流到母液贮槽;加酸加水冲洗完毕后,再用小母液循环泵逐渐抽出,回补到饱和器系统。
当饱和器母液系统水不平衡(水分过剩)时,可通过煤气预热器对煤气进行加热以达到系统的水平衡。
结晶槽中的硫铵结晶积累到一定程度时,将结晶槽底部的硫铵浆液经视镜阀门控制排放到硫铵离心机,经离心分离后,硫铵结晶从硫铵母液中分离出来。从离心机分离出的硫铵结晶先经溜槽排放到螺旋输送机,再由螺旋输送机输送到振动流化床干燥器,经干燥、冷却后进入硫铵贮斗。经称量、包装后送入成品库。
离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。
由振动流化床干燥器出来的干燥尾气在排入大气前设有两级除尘。首先经两组干式旋风除尘器除去尾气中夹带的大部分硫铵粉尘,再由尾气引风机抽送至排气洗净塔,在此用硫铵母液对尾气进行连续循环喷洒,以进一步除去尾气中夹带的残留硫铵粉尘,最后经雾沫分离器除去尾气中夹带的液滴后排入大气。
排气洗净塔排出的循环母液经排气洗净塔泵送至排气洗净塔顶部循环喷洒;同时经流量仪表控制,向尾气洗净塔连续定量补入少量工业新水,多余母液经满流管送回硫铵母液系统。
硫铵作业区所需的浓硫酸主要使用制酸作业区生产的78%的浓硫酸,不够的部分外购93%的浓硫酸,由油库作业区送来。浓硫酸首先被送至硫酸高置槽,再经流量控制仪表及视镜加到饱和器系统的满流槽。
由满流槽排出的酸焦油定期送往煤场配煤。
由冷凝鼓风作业区送来的剩余氨水与蒸氨塔下部的闪蒸槽排出的蒸氨废水换热后进入蒸氨塔,用直接蒸汽和蒸汽喷射器出来的背压蒸汽将氨蒸出,同时从脱硫塔上段排出的含碱冷凝液进入蒸氨塔上部分解剩余氨水中的固定氨,蒸氨塔顶部的氨汽经氨分缩器后,进入饱和器内。蒸氨塔底部的蒸氨废水自流入塔下部的闪蒸槽,由于蒸汽喷射器的作用,使闪蒸槽减压,部分蒸氨废水蒸发,产生的二次蒸汽与蒸汽喷射器的背压汽混合后进入蒸氨塔。从闪蒸槽出来的蒸氨废水,与剩余氨水换热,再经废水冷却器冷却后,部分送脱硫作业区用于配碱,剩余部分送至酚氰废水处理站。
2)工艺特点
a)采用喷淋式饱和器,材质为不锈钢,使用寿命长,集酸洗、除酸与结晶为一体,煤气系统阻力小,鼓风机能耗低,流程简单,工艺先进,技术可靠。
b)硫铵母液系统设备及管道均采用超低碳不锈钢材质,使用寿命长,可保证本作业区长期连续稳定操作,减少维护费用。
c)硫铵干燥采用振动流化床,干燥效果好,易于操作维护。
d)蒸氨塔为不锈钢浮阀塔,蒸馏效率高,耐腐蚀性好,操作稳定。
e)蒸氨加碱分解固定铵,降低了废水中的氨氮含量。
3)主要技术操作指标
| 饱和器后煤气含氨 | 0.05g/m3 |
| 饱和器后煤气温度 | 50~55℃ |
| 干燥后硫铵含水 | ≤0.3% |
| 饱和器的阻力 | ≤2000Pa |
| 蒸氨塔底的压力 | 0.04~0.05MPa |
| 设备名称及规格 | 主要材质 | 台数 | |
| 第一步 | 第二步 | ||
| 饱和器 DN6000 H=12840 | SUS316L | 2 | 1 |
| 结晶槽 DN2400 | SUS316L | 2 | 1 |
| 振动流化床干燥机 | 1 | ||
| 大母液循环泵 Q=1900m3/h H=25m | 2 | 1 | |
| 蒸氨塔 DN2200 H=23250 | 316L/304 | 2 | 1 |
| 氨分缩器FN140m2 | TA2/碳钢 | 2 | 1 |
a)放空母液、酚水进入地下放空槽,然后返回系统,不外排。
b)硫铵干燥尾气采用干式及湿式两级除尘,除尘效率高,环保效果好。
1.4.3终冷洗苯作业区
1)工艺流程
从硫铵作业区来的煤气,首先进入终冷塔下部,终冷塔分二段冷却,下段用约37℃的循环冷却水,上段用约24℃的循环冷却水将煤气冷到~25℃后进入洗苯塔,煤气经贫油洗涤脱除粗苯后,送往脱硫作业区。
终冷塔下段的循环冷却水从塔中部进入终冷塔下段,与煤气逆向接触冷却煤气后用泵抽出,经下段循环喷洒液冷却器,用循环水冷却到37℃进入终冷塔中部循环使用。终冷塔上段的循环冷却水从塔顶部进入终冷塔上段冷却煤气后用泵抽出,经上段循环喷洒液冷却器,用低温水冷却到24℃进入终冷塔顶部循环使用,下段排出的冷凝液送至粗苯作业区的放空槽。
由粗苯蒸馏作业区送来的贫油从洗苯塔的顶部喷洒,与煤气逆向接触吸收煤气中的苯,塔底富油经富油泵送至粗苯蒸馏作业区脱苯后循环使用。
油库作业区送来的新洗油进入洗油槽,通过富油泵入口来补充系统消耗的洗油。
2)工艺特点
a) 洗苯塔选用新型填料,比表面积大,节省投资。
b) 终冷采用高效板式冷却器,循环冷却水闭路循环冷却,冷却效果好,无环境污染。
3)主要技术操作指标
| 出终冷塔的煤气温度 | 25℃~27℃ |
| 进洗苯塔的贫油温度 | 27~29℃ |
| 终冷塔阻力 | <1000Pa |
| 洗苯塔阻力 | <1500Pa |
| 洗苯塔后煤气含苯量 | 2~4g/m3 |
| 设备名称及规格 | 主要材质 | 台数 | |
| 一步 | 二步 | ||
| 终冷塔 DN6000 H=27700 | Q235-A | 1 | 1 |
| 洗苯塔 DN6000 H=34300 | Q235-A | 1 | 1 |
系统内的放空水、放空油和漏液集中回收,不对环境产生污染。
1.4.4脱硫作业区
1)工艺流程
来自洗苯塔后的煤气进入脱硫塔,煤气自下而上与贫液逆流接触,煤气中的H2S、HCN等酸性气体被吸收。同时,在脱硫塔上段加入分解剩余氨水中固定氨所需的碱液(NaOH),进一步脱除煤气中的H2S,使煤气中的H2S含量≤200mg/m3。脱硫后的煤气一部分送回焦炉和粗苯管式炉加热使用,其余送往用户。
吸收了酸性气体的富液与再生塔底出来的热贫液换热后,由顶部进入再生塔再生,再生塔在真空低温下运行,富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性成分解吸,再生塔顶出来的酸性气体进冷凝冷却器,除水后,经真空泵将酸性气体送至制酸作业区。
再生塔再生的热源来自初冷器上段的余热水。
再生后的贫液经液换热器和冷却器冷却后,由顶部进入吸收塔循环使用。
脱硫废液送至剩余氨水槽中。
所需KOH在本作业区设贮槽。
2)工艺特点
a)脱硫剂单一仅采用KOH,成本低,操作简单。
b)富液再生采用真空解吸法,操作温度低,因系统中氧含量少副反应速度慢,生成的废液非常少。
c)富液再生的热源为余热水,节省能源。
d)再生温度低,腐蚀弱,吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢,投资省。
e)脱硫塔上段加入分解剩余氨水中固定铵盐所需的碱液(NaOH),进一步脱除煤气中的H2S,起到一种原料二种用途的目的。
3)主要技术操作指标
| 脱硫塔后煤气中H2S含量 | 200mg/m3 |
| 脱硫塔阻力 | 4000Pa |
| 设 备 名 称 | 主要材质 | 台数 | 备 注 | |
| 第一步 | 第二步 | |||
| 脱硫塔 | 1 | 1 | ||
| 真空泵 | 2 | 2 | ||
| 再生塔 | 1 | 1 | ||
设备放空液、泵的漏液经地下放空槽返回脱硫系统不外排。
1.4.5制酸作业区
1)工艺流程
从真空泵来的酸性气体与空气混合,在燃烧炉内进行完全燃烧,炉中高温主要依靠化学反应热来维持,当酸汽中H2S含量较低时,尚需补充少量煤气。
含硫化氢酸性气体的主要成分是H2S、HCN、CO2、H2O、N2和O2,并含有少量的氨(NH3)和萘,在燃烧炉内,该气体与空气在氧气过剩的条件下燃烧。
由燃烧炉排出的高温燃烧气,经废热锅炉冷却,产生高压饱和蒸汽,进行热回收,同时,燃烧气被冷却后进入接触塔。
在装有触媒的接触塔内,进行接触转化,将燃烧炉内产生的SO2转化为SO3。用送入二次空气的方法来调节接触塔下层各栅格的温度,以满足接触塔内的温度分布要求。
从接触塔内排出的气体,进入吸收塔。在吸收塔内,以硫酸吸收气体中的SO3,生成硫酸。
从吸收塔内排出的气体,先经过湿式洗涤,用氨或NaOH吸收气体中的SO2、SO3,达标后通过烟囱排入大气。
2)工艺特点
a)工艺流程短,占地少,投资省。
b)设置废热锅炉,最大限度地利用燃烧气的余热,节省了能源,提高了整个作业区的热效率。
3)主要技术操作指标
| 硫酸浓度 | 78% |
| 尾气中SO2含量 | 960mg/Nm3 |
| 设备名称及规格 | 主要材质 | 台数 | |
| 第一步 | 第二步 | ||
| 废热锅炉 | Q235-A | 2 | 2 |
| 燃烧炉 | Q235-A | 2 | 2 |
1)工艺流程
从终冷洗苯作业区送来的富油依次送经二段油换热器,一段油换热器,再经管式炉加热至190℃后进入脱苯塔,在此用再生器来的直接蒸汽进行汽提和蒸馏。塔顶逸出的轻苯蒸汽经轻苯冷凝冷却器冷却后,进入油水分离器。分出的轻苯流入轻苯回流槽,部分用轻苯回流泵送至塔顶作为回流,其余进入轻苯中间槽,再用轻苯产品泵送至油库作业区。
脱苯塔底排出的热贫油, 用热贫油泵抽出经一段油换热器、二段油换热器、一段贫油冷却器、二段贫油冷却器冷却至27℃后去终冷洗苯作业区。
在脱苯塔的顶部设有断塔盘及塔外油水分离器,用以引出塔顶积水,稳定操作。
在脱苯塔侧线引出的精重苯流入精重苯槽,自流到油库作业区。
在脱苯塔侧线引出萘油馏份,以降低贫油含萘。引出的萘油馏份进入残渣油槽,定期用泵送至油库作业区。
从贫油泵后引出11.5%的热贫油,送入再生器内,用经管式炉加热的过热蒸汽蒸吹再生。再生残渣排入残渣槽,用泵送至油库作业区。
各油水分离器排出的分离水,经控制分离器排入分离水槽,再用泵送往冷凝鼓风作业区。
各贮槽的不凝气集中引至充氮压力平衡系统。
2)工艺特点
a) 脱苯塔上段设有断塔板,防止塔板积水,利于脱苯塔的操作。
b) 脱苯塔为不锈钢材质,55层塔板,塔顶打回流,带萘侧线,流程短,投资省。
c) 油一段、油二段换热器、贫油一段、贫油二段冷却器采用了冷却效率高,占地少的板式换热器。
d) 各槽器放散气均接入充氮压力平衡系统,有利于环境保护。
e) 采用管式炉法生产轻苯,节省蒸汽。
3)主要技术操作指标
二段油换热器后富油温度 85℃
一段油换热器后富油温度 135℃
管式加热炉后富油温度 185~190℃
脱苯塔顶部温度 78~79℃
脱苯塔底部贫油温度 180~185℃
一段油换热器后贫油温度 122℃
二段油换热器后贫油温度 70℃
脱苯塔萘油侧线温度 125~135℃
入再生器过热蒸汽温度 400℃
一段贫油冷却器后贫油温度 40℃
二段贫油冷却器后贫油温度 27~29℃
再生器底部压力 50kPa
再生器顶部温度 ~200℃
再生器底部温度 200~210℃
管式炉炉膛温度 600~800℃
管式炉废气温度 300~400℃
轻苯冷凝冷却器油出口温度 25~30℃
贫油含苯 ≯0.6%
管式炉烟囱吸力 -100Pa
管式炉辐射段压力 -50~50Pa
入作业区煤气压力 4kPa
脱苯塔塔顶压力 10kPa
脱苯塔塔底压力 ~40kPa
4)主要设备的选择
| 设备名称及规格 | 主要材质 | 台数 | |
| 第一步 | 第二步 | ||
| 脱苯塔 DN4000 H=~41000 | 不锈钢 | 1 | |
| 再生器 DN3200 H=10500 | Q235-A | 1 | |
| 管式炉 8.5MW | 炉管不锈钢 | 1 | 1 |
| 一段油换热器 FN=170m2 | 不锈钢 | 4 | 4 |
| 二段油换热器 FN=170m2 | 不锈钢 | 4 | 4 |
| 一段贫油冷却器 FN=180m2 | 不锈钢 | 3 | 2 |
| 二段贫油冷却器 FN=180m2 | 不锈钢 | 2 | 2 |
a)各贮槽放散气体引入充氮压力平衡系统,废气不外排。
b)系统内的放空水、放空油和漏液集中回收,不对环境产生污染。
1.4.7油库作业区
本作业区焦油和轻苯的贮存时间为30天,其余产品和原料的贮存时间为20天。设置4个焦油贮槽,接受冷凝鼓风作业区送来的焦油,并装车外运;设置2个轻苯贮槽,接受粗苯蒸馏作业区送来的轻苯,并定期装车外运;设置2个精重苯贮槽,接受粗苯蒸馏作业区送来的精重苯,并定期装车外运;设置2个洗油贮槽用于接受外来的洗油,并定期用泵送往粗苯蒸馏作业区;设置2个NaOH贮槽、1个KOH贮槽和2个碱真空槽,分别用于接受外来的碱液NaOH和KOH, 并定期用泵送至脱硫作业区;设置2个硫酸槽、1个复式真空槽,用于接受外来的硫酸(93%),并定期用泵送至硫铵作业区。本作业区采用火车运输方式。
本作业区设有充氮压力平衡系统,各贮槽的放散气均接至其中。
1.5作业区外部管道
为满足生产的需要,建设一套外部管道是十分必要的。外部管道的设计包括如下内容:
连接各作业区的煤气管道;
输送各种物料和产品的工艺管道;
部分公共设施管道(仅包括宜于架空敷设的公用设施管道);
管道均采用架空敷设的方式,其结构型式为综合管廊和一般管架相结合,在管线密集处采用综合管廊结构,在综合管廊上还为电力专业留有架设电缆的位置,煤气净化车间外部管廊与车间内部管廊合二为一,其余的地方则采用一般管架。
由于架空外部管道的设计包含了工厂内诸多外部管线的综合设计,因而具有设计合理,结构紧凑,节约占地,方便施工,利于管理的特点。
1.6单机、成套作业区引进与设备分交
脱硫制酸作业区需以小成套方式引进技术、合作设计,关键设备引进。煤气鼓风机、超级离心机、焦油渣泵、焦油压榨泵以单机形式从国外引进。
1.7热力设施
本工程热力设施有减温减压站、溴化锂制冷站、除油凝结水泵站。
1.7.1减温减压站
为满足本工程0.4~0.6MPa蒸汽用户的需要,本工程拟新建减温减压站一座。减温减压站内设Q=70t/h,P1/P2=1.27/0.6MPa,t1/ t2=300/190℃减温减压装置,一步2套,1开1备,二步增加1套,最终为2开1备。并在站内设注水泵及水箱等辅助设备。
1.7.2溴化锂制冷站
为满足本工程低温水的需要,本工程拟新建溴化锂制冷站一座。溴化锂制冷站内设SXZ4-0(23/16)(32/40)智能型蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机,一步4台,3开1备,二步增加2台,最终为5开1备,单机制冷量:00kW,供水温度:16℃,回水温度:23℃。并在站内相应设置凝结水收集器等辅助设备。
本溴化锂制冷站凝结水回收后,送至干熄焦系统或全厂凝结水管网。
每台制冷机低温水出口管道、每台制冷机循环冷却水的进口管道、每台制冷机蒸汽进口管道及蒸汽进口总管道、压力凝结水的出口管道、循环冷却水总管及低温水总管均设有流量计量装置。
1.7.3除油凝结水泵站
为回收本工程含有油质的生产凝结水及采暖凝结水,新建除油凝结水泵站一座,处理能力为17t/h。
除油凝结水泵站内设1台V=17m3,Φ2400的生产凝结水分离器,2台滤料为焦炭的Φ2000的凝结水净化器和2台滤料为活性炭的Φ2000的凝结水净化器;另设1台V=17m3,Φ2400的凝结水回收器及其它相应的反洗水泵及凝结水泵等。
经处理后的凝结水送至全厂凝结水管网,由首钢京唐钢铁公司统一回收。
1.7.4酚氰废水处理站工艺设计
酚氰废水处理站工艺流程详见附图。
酚氰废水处理站由预处理、生化处理、后混凝沉淀过滤处理及污泥处理等组成,废水生物处理采用缺氧-好氧-好氧(A-O-O)的内循环工艺流程。
预处理部分由预处理泵房、除油池、浮选装置、调节池等组成。经蒸氨处理后的焦化废水及其它废水送入重力除油池处理后进入浮选系统进行气浮除油,浮选池出水自流进入调节池。当系统出现事故时,调节池贮存事故水量。在预处理部分去除废水中的油类,为下段生化处理创造条件。系统中分离出的油外运。
生化处理由缺氧池、好氧池(O1)、回流沉淀池、好氧池(O2)、二次沉淀池、鼓风机室等组成。经预处理后的废水(水量:一步为93.65m3/h,一二步最终规模为174.5m3/h),首先进入缺氧给水吸水井,在此同回流沉淀池约3倍回流水经泵送至缺氧池。在缺氧池中设有组合填料,微生物通过反硝化反应将污水中的NO2-和NO3-还原为N2气从废水中逸出,达到脱氮目的。缺氧池出水靠重力自流入好氧池(O1),并在好氧池(O1)中加入稀释水(生产新水及循环水系统排污水,水量:一步为106.35 m3/h,一二步最终规模为225.5 m3/h)及回流污泥。在好氧池(O1)中,通过微生物的降解作用去除废水中的酚、氰及其它有害物质,并通过硝化反应使废水中的NH4+ 氧化为NO2- 和NO3-。好氧池(O1)出水,一部分进入回流沉淀池,污水在回流沉淀池进行泥水分离,其出水回流至缺氧给水吸水井,由缺氧给水泵提升送至缺氧池;好氧池(O1)出水,其余部分靠重力自流入好氧池(O2),并在好氧池(O2)中加入回流污泥。在好氧池(O2)中,通过微生物的降解作用进一步去除废水中的酚、氰及其它有害物质。好氧池(O2)出水进入二次沉淀池,在此进行泥水分离。二次沉淀池出水自流进入后混凝进行处理。沉于回流沉淀池池底的污泥,通过回流污泥泵送回好氧池(O1);沉于二次沉淀池池底的污泥,通过回流污泥泵送回好氧池(O1及O2),剩余污泥进入污泥浓缩装置,进行污泥浓缩处理。
后混凝沉淀处理主要是通过物理化学方法对二次沉淀池出水进行处理,目的是降低二次沉淀池出水中的悬浮物和COD,它包括加药混合、反应及泥水分离三个过程。经混凝沉淀池混凝处理后,为进一步降低废水中COD及悬浮物含量,设有生物滤池,经混凝沉淀处理后废水进入滤池给水池,经滤池给水加压泵加压进入生物滤池进行处理,废水经过滤处理后(COD≤100mg/L)进入处理后水池,水量:一步为200 m3/h,一二步最终规模为400 m3/h,当湿法熄焦时,送炼焦车间做熄焦补充水及水雾捕集水,其余时间用泵加压后送烧结厂或原料场做抑尘用水。滤池反冲洗排水,进入反冲洗水池,并均匀回送至废水处理系统进行处理。
剩余污泥(平均排泥量:一步为7.7m3/h,一二步最终规模为15.4 m3/h,含水率为99.2%,连续排泥)和凝聚沉淀池排出的污泥(排泥量:一步为22.5 m3/h,一二步最终规模为45 m3/h,含水率为99.2%,每天排泥8小时)由污泥泵送入污泥浓缩装置进行处理,浓缩后的污泥由污泥泵送污泥脱水机进一步脱水。污泥浓缩池上清液流回污水处理系统进行处理,泥饼(一步为11 t/d,一二步最终规模为22 t/d,含水率为80%)送煤场掺入炼焦煤中焚烧。
为保证处理系统正常运行,在系统中设置了必要的流量、压力、温度、溶解氧及COD等检测仪表。在化验室对水质进行定期化验分析。
1.7.5废水脱氮处理后水质指标
酚氰废水经脱氮处理后,出水水质达到国家一级排放标准。其出水水质如下:
CODCr ≤100 mg/L
酚 ≤0.5 mg/L
CN- ≤0.5 mg/L
油 ≤10 mg/L
NH3-N ≤15 mg/L
SS ≤70 mg/L
PH 6.5~7.5
1.7.6酚氰废水处理站单体工艺设计
1)预处理泵房
预处理泵房,18×6×4.5m,内设其它废水提升井、轻油分离池、油渣分离池。
主要设备:
污水提升泵:TLY80-160C型泵,Q=76m3/h,H=21m,附电机功率P=11kW,共3台,一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,1台备用。
轻油泵及油渣泵:TSGM25-25-190型耐腐蚀泵,Q=3.6m3/h,H=41m,附电机功率P=3.0kW,共4台。共分2组,每组1台工作,1台备用。
重油罐:直径Φ2500,H=3300,V=16m3。
2)除油池
除油池,6.7×21m,共2座。流行时间2h,为新建钢筋混凝土结构,它处理的是化产工艺排除的蒸氨废水、轴封水及地坪冲洗水,目的是去除废水中的重油。
主要设备:
除油池排油泵:TLY25-200 D型泵,Q=7.5m3/h,H=26m,附电机功率P=3.0kW,共6台,一步3台工作,一二步最终6台工作。
软管撇油机:PG-L2型,附针轮摆线减速机,P=0.37 kW,附加热装置功率,P=0.6 kW,共2套,一步1台工作,一二步最终2台工作。
3)气浮净化装置
气浮净化装置,FJL-100型射流气浮净化设备,处理水量100m3/h,设备直径Φ=2200,为钢制成套设备,附循环水泵功率P=11kW,共2套,一步1台工作,一二步最终2台工作,它是对除油池出水中的乳化油、浮渣进行分离处理。
4)事故调节池
事故调节池尺寸,30×20×6.5m,共两座,为钢筋混凝土结构,调节池用来接收工艺事故排水,正常情况下它处于低液位工作状态,总调节容积约6600m3,调节时间约40h。
5)布水器室
布水器室,48×10×4.7m,共1座,内设缺氧给水泵、气浮净化装置溶气水泵、原水给水泵及缺氧池配水用布水器。
主要设备:
缺氧池脉冲布水装置:XZB-250型,通行能力Q=240m3/h,工作压力0.25MPa,附调速电机功率P=0.55kW,共6台,一步3台工作,一二步最终6台工作。
缺氧给水泵:SLW200-250(І)A型离心泵,Q=360m3/h,H=16m,附电机功率P=22kW,共6台。一步2台工作,1台备用,一二步最终4台工作,2台备用。
原水给水泵:SLW100-125型离心泵,Q=100m3/h,H=20m,附电机功率P=11kW,共3台。一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,1台备用。
6)缺氧池
缺氧池,30×24×7m,共两座,水力停留时间(HRT)18h,为钢筋混凝土结构,内置组合填料,流向为竖向流。通过填料上的厌氧活性污泥将废水中难以生物降解的有机物进行水解、酸化,改善废水的可生化性,将污水中的NO2- 和NO3- 还原为N2气从废水中逸出,完成对废水的反硝化脱氮处理。其出水进入好氧池,一步一座运行,一二步最终两座缺氧池并列运行。
7)好氧池O1
好氧池O1,22.5×24×7m,共两座,为钢筋混凝土结构,以推流式运行,水利停留时间(HRT)约16h,内置硅橡胶膜微孔曝气管,对池内混合液进行充氧并搅拌,其好氧池出水混合液进入回流沉淀池及好氧池O2,一步一座运行,一二步最终两座好氧池并列运行。
8)好氧池O2
好氧池O2,22.5×24×7m,共两座,为钢筋混凝土结构,以推流式运行,水利停留时间(HRT)约16h,内置硅橡胶膜微孔曝气管,对池内混合液进行充氧并搅拌,其好氧池出水二次沉淀池,一步一座运行,一二步最终两座好氧池并列运行。
9)回流沉淀池
回流沉淀池,Ф24m,共两座,为钢筋混凝土结构,沉淀时间1.5h,表面负荷q=1.5m3/m2.h。来自好氧池O1出水进入回流沉淀池,分离的上清液回流至缺氧给水吸水井,经缺氧给水泵加压后进入缺氧池。回流沉淀池分离出来的污泥,通过回流污泥泵送入好氧池O1。一步一座运行,一二步最终两座回流沉淀池并列运行。
主要设备:
回流沉淀池刮泥机:ZBG-24型周边传动刮泥机,Ф24m,周边线速度2~3m/min,附减速机功率P=2×0.75kW,共2台。
10)二次沉淀池
二次沉淀池,Ф18m,共两座,为钢筋混凝土结构,沉淀时间1.5h,表面负荷q=1.0m3/m2.h。来自好氧池O2出水进入二次沉淀池,分离的上清液进入混合反应池。二次沉淀池分离出来的污泥,通过回流污泥泵送入好氧池O1及O2,剩余污泥送入污泥浓缩池,浓缩后的污泥送入污泥脱水机。一步一座运行,一二步最终两座二次沉淀池并列运行。
主要设备:
二次沉淀池刮泥机:NBS-18型周边传动刮泥机,Ф18m,周边线速度2~3m/min,附减速机功率P=0.75kW,共2台。
11)混合反应池
混合反应池,12.8×3×3.2m,共两座,为钢筋混凝土结构,二沉池出水进入混合反应池,在此投加高分子混凝剂及助凝剂,形成絮凝体等,废水经混合反应池后进入混凝沉淀池。一步一座运行,一二步最终两座混合反应池并列运行。
主要设备:
混合池用浆式混合搅拌机:LHJ-700型,浆板直径Ф700,附减速机功率P=3.0kW,n=84r/min,共2台。
反应池用搅拌机:LFJ184-І型,浆板直径Ф1840,附减速机功率P=0.75kW,n=8r/min,共2台。
反应池用搅拌机:LFJ184-型,浆板直径Ф1840,附减速机功率P=0.75kW,n=5.2r/min,共2台。
反应池用搅拌机:LFJ184-型,浆板直径Ф1840,附减速机功率P=0.75kW,n=3.9r/min,共2台。
12)混凝沉淀池
混凝沉淀池,Ф18m,共两座,为钢筋混凝土结构,沉淀时间2h,表面负荷q=1.0m3/m2.h。来自混合反应池出水进入混凝沉淀池,分离的上清液进入混凝出水池,沉淀池分离出来的污泥用泵送入污泥浓缩池,浓缩后的污泥送入污泥脱水机。一步一座运行,一二步最终两座混凝沉淀池并列运行。
主要设备:
混凝沉淀池刮泥机:NBS-18型周边传动刮泥机,Ф18m,周边线速度2~3m/min,附减速机功率P=0.75kW,共2台。
13)鼓风装置
鼓风装置,设于好氧池一侧,鼓风机作用是向好氧池供氧,并对好氧池混合液充氧搅拌。
主要设备:D200-1.7型离心鼓风机,Q=200m3/min,P=68.6kPa,附电机功率P=315kW,共设3台。一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,1台备用。
14)加药系统
综合楼内设PAM、PFS等加药装置,加碱泵房内设P、Na2CO3加药装置,主要为预处理、生物处理及污泥脱水处理等系统溶药、投药。药剂均采用计量泵投加。
废水生物处理加药量如下:
| 序号 | 药剂名称 | 投加地点 | 参考投加量 | 备注 |
| 1 | 聚合硫酸铁 | 浮选装置 | ~30mg/L | 指Fe+3含量在120g/L的市售聚合硫酸铁 |
| 2 | Na3PO412H2O | 好氧池 | 30mg/L | 按投纯磷2.3mg/L折算 |
| 3 | Na2CO3 | 好氧池 | ~1.1 g/L | |
| 4 | 聚合硫酸铁 | 混合反应池 | ~600mg/L | |
| 5 | 聚丙烯酰胺 | 混合反应池 | ~2mg/L | |
| 6 | 聚合硫酸铁 | 污泥絮凝反应槽 | 按干污泥重的18%计 | |
| 7 | 聚丙烯酰胺 | 污泥絮凝反应槽 | 按干污泥重的0.5%计 |
碱移送泵:F65-16型泵,Q=34.2m3/h,H=12.6m,附电机功率P=4.0kW,共2台。1台工作,1台备用。
加碱泵:JD6300/0.4C-2.2-1004P型计量泵,Q=6.3m3/h,H=0.4MPa,附电机功率P=2.2kW,共2台。1台工作,1台备用。
磷盐投加装置:附JX320/0.5B-0.55-654P型计量泵2台,Q=320L/h,H=0.50MPa,电机功率P=0.55kW。附搅拌机,电机功率P=1.5kW,n=84r/min,2台。
混凝剂溶药搅拌装置:Φ1800x2200,附搅拌机功率P=1.5kW共2台。1台工作,1台备用。混凝剂投加泵:JZ2500/0.5C-1.1-804P型计量泵,Q=2500L/h,H=0.5MPa,附电机功率P=1.1kW,共2台。1台工作,1台备用。
助凝剂溶药搅拌装置:Φ1800x2200,附搅拌机功率P=1.5kW共2台。1台工作,1台备用。助凝剂投加泵:JX800/0.4C-0.55-804P型计量泵,Q=800L/h,H=0.4MPa,附电机功率P=0.55kW,共2台。1台工作,1台备用。
15)回流污泥泵房
回流污泥泵房,25×7.5m,共2座,分别设于回流沉淀池及二沉池下部,内设污泥回流泵。
主要设备:
回流沉淀池回流污泥泵:SLW200-250()型离心泵,Q=300m3/h,H=21m,附电机功率P=30kW,共6台。一步2台工作,1台备用,一二步最终4台工作,2台备用。
二沉池回流污泥泵:SLW150-250型离心泵,Q=200m3/h,H=20m,附电机功率P=18.5kW,共4台。一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,2台备用。
16)过滤给水及混凝污泥泵房
污泥泵房,14.4×6m,共1座,设于综合楼内,内设过滤给水泵及混凝污泥提升泵。
主要设备:
过滤给水泵:SLW150-250型离心泵,Q=200m3/h,H=20m,附电机功率P=18.5kW,共3台。一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,1台备用。
混凝沉淀池排泥泵:80GW65-25-7.5型离心泵,Q=65m3/h,H=25m,附电机功率P=7.5kW,共2台。1台工作,1台备用。
17)污泥浓缩池
污泥浓缩池,Ф10m,共2座,为钢筋混凝土结构,浓缩时间12h,固体负荷q=30kg/m2.d。污水处理工艺产生的剩余污泥及混凝污泥送入污泥浓缩池,进行泥水分离,浓缩后污泥含水率为97~98%,浓缩后的污泥送入污泥脱水机。
主要设备:NZS1型中心传动浓缩机,Ф10m,周边线速度~1.3m/min,附减速机功率P=0.75kW,共2台。
18)污泥脱水间
污泥脱水间,15×8m,内设两台带式压榨过滤机。脱水后污泥含水率为~80%。由于本工艺特点,剩余污泥量很少,泥饼送煤场掺入炼焦煤中焚烧。
主要设备:DY-2000型带式压榨过滤机,有效带宽B=2000,处理量15 m3/h,附减速机功率P=3kW,共2台。
19)过滤反冲洗水池
过滤反冲洗水池,15×6×5m,共1座。生物滤池过滤反冲洗水排入反冲洗水池。
21)处理后水池
处理后水池,15×9×5m,共1座。处理后水池顶部设2台过滤反冲洗水泵及3台处理后水泵。
主要设备:
过滤反洗水泵:300WQ1000-35-132型泵,Q=1000m3/h,H=35m,附电机功率P=132kW,共2台。1台工作,1台备用。
处理后水泵:150WQ150-40-30型泵,Q=200m3/h,H=33m,附电机功率P=30kW,共3台。一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,1台备用,其中1台泵设变频电机。
1.8净循环水系统
净循环水系统分为煤气净化循环水系统、制冷循环水系统。循环水水质稳定处理均采用投加水质稳定药剂的方法实现。循环水浓缩倍数采用4,水的重复利用率为98%。
1.8.1煤气净化循环水系统
该系统由循环水泵、机械通风冷却塔、旁滤设施、循环水管道及水质稳定装置等组成。循环水泵设于循环水泵房内。冷凝鼓风作业区、粗苯蒸馏作业区、脱硫及制酸作业区、终冷洗苯作业区及通风除尘设施等设备冷却用水采用循环给水系统。循环水量:一步为7265m3/h,一二步最终规模为14259m3/h,水压0.50MPa,进口水温要求为33℃,出口水温为45℃。循环水回水靠余压进入机械通风冷却塔进行降温冷却,冷却后水温为33℃,经循环水泵组加压后供给工艺各设备循环使用。
为保证循环水系统水质,该系统设有旁滤设施,旁滤水量:一步为400m3/h,一二步最终规模为800m3/h,采用全自动过滤装置过滤。系统补充水量:一步为176m3/h,一二步最终规模为345m3/h,由生产消防给水管网补给。煤气净化循环水系统排污水,水量:一步为26m3/h,一二步最终规模为50m3/h,做为二次用水,送至酚氰废水处理站做稀释水。
为防止循环水系统管道及设备腐蚀及接垢,设有水质稳定装置,向循环水系统中投加缓蚀阻垢剂及杀菌灭藻剂。
主要设备:
18×18m2逆流式机械通风冷却塔,附LF-92A型风机,共4格。一步2格,一二步最终共4格。
循环水泵:SLOW500-800型离心泵,Q=2385~4600m3/h,H=70.5~47.5m,附电机功率P=800kW,U=10kV,共6台。一步2台工作,1台备用,一二步最终4台工作,2台备用。
ZGLZ-200型过滤器,Q=200m3/h,共4台。一步2台,一二步共4台。
1.8.2制冷循环水系统
该系统由循环水泵、机械通风冷却塔、旁滤设施、循环水管道及水质稳定装置等组成。循环水泵设于循环水泵房内。制冷机冷却用水采用循环给水系统,循环水量:一步为2840m3/h,一二步最终规模为5624m3/h,水压0.35MPa,设备进口水温33℃,出口水温为41℃。循环水回水靠余压进入机械通风冷却塔进行降温冷却,冷却后水温为33℃,经循环水泵组加压后供给制冷机循环使用。
为保证循环水系统水质,该系统设有旁滤设施,旁滤水量:一步为170m3/h,一二步最终规模为340m3/h,采用全自动过滤装置过滤。系统补充水量:一步为46m3/h,一二步最终规模为91m3/h,由生产消防给水管网补给。制冷循环水系统排污水,水量:一步为4m3/h,一二步最终规模为9m3/h,做为二次用水,送至酚氰废水处理站做稀释水。
为防止循环水系统管道及设备腐蚀及接垢,设有水质稳定装置,向循环水系统中投加缓蚀阻垢剂及杀菌灭藻剂。
主要设备:
18×18m2逆流式机械通风冷却塔,附LF-92A型风机,共2格。一步1格,一二步最终共2格。
循环水泵:SLOW600-630型离心泵,Q=2400~40m3/h,H=39.8~25.2m,附电机功率P=450kW,U=10kV,共3台。一步1台工作,1台备用,一二步最终2台工作,1台备用。
ZGLZ-200型过滤器,Q=200m3/h,共2台。一步1台,一二步共2台。
生化设计图说明
焦化废水处理站主要用于处理首钢焦化项目,焦炉煤气净化过程中排出含酚氰等物质的废水,处理装置分为预处理。生物化学处理,沉淀处理,生物滤池及污泥处理,下面根据处理过程,系统控制和分析化验等分别叙述如下:
一 预处理
预处理的主要目的是去除废水中的油,为生化处理创造合适的进水条件,预处理包括重力除油,浮选除油及水质水量调节等设施,预处理水量按160m3/h设计。
1 重力除油池
由化产工艺来的蒸氨废水及其它酚氰废水,直接进入除油池,在重力作用下重油沉淀在除油池底部,通过管道自流入重油池,由重油泵抽送至油罐车装车外用,轻油浮至除油池表面,由除油池撇油机收集到集油槽中,通过管道进到油水分离池,除油池出水经管道自流入浮选池,事故时进入调节池,重力除油池分两系,并列运行。
2 事故调节池
除油池出水进入调节池中,调节池主要是焦化废水处理站的内部调节,当生物处理过程不稳定或系统发生故障时,来水不能进入下段处理构筑物时,由调节池储存来水量,当系统运转正常后在把废水进行处理,为防止油渣等在调节池中沉淀影响事故调节池的正常运行,应定期进行人工清理,事故调节池分两系,并列运行。
3 浮选池
浮选除油主要是除去废水中的乳化油,本设计采用射流多级串联浮选工艺,除油池出水经管道直接进入浮选池,本装置采用的射流气浮除油过程是利用射流方式在水中产生大量的微气泡,使其粘附于废水中的乳化有絮体,造成整体比重小于液体的情况,根据浮力原理使乳化油絮体浮至浮选装置水面,通过管道进到油水分离池中,从而实现固液分离,浮选池内的油渣因此比重大而沉于浮选池底,通过管道进到油渣分离池中,定期用车外运。
浮选池出水管道自流到均合池中,正常运行时,浮选池处理水量为160m3/h,浮选池分两系,并列进行。
4.均合池
为保证生物处理的正常运行,需对进入生物处理装置的污水水质进行调整,使之水质均匀,以便于进行生物处理,均合池分两系,并列运行,经浮选除油后的酚氰废水进入均合池,并在池内设空气管进行搅拌,使得水质均匀,均合池出水进入缺氧给水吸水井。
5.轻油分离池
浮选池和除油池排出的浮油混合液及轻油混合液进入轻油分离池后,油被隔油板拦在水表面,水从隔油板下流入出水槽排出,进入系统重新处理,当轻油池中的油达到一定位置时(由设置在轻油池上的取液管进行观察),定期用轻油泵装车外运。
6.油渣分离池
浮选装置排出的油渣混合液进入预处理泵房油渣分离池后,油渣因比重大而沉于油渣池底,分离水从池上部排出,留回系统重新处理,当油渣池中的油渣达到一定位置时(由设置在油渣池上的取液管进行观察),定期用油渣泵装车外运。
二.生物化学处理。
生化处理的主要目的是通过微生物(活性污泥)的生物化学反应来降解焦化废水中的有毒害物质,降低废水中的COD等污染物含量,生化处理的主要设施由缺氧池,好氧池,二沉池,废水污泥回流设施,鼓风机,加药及消泡设施等,生化处理水量按300m3/h设计。
1 缺氧池
缺氧池是生化处理的核心设计之一,在此以进水中的由机物作为反消化的碳源和能源,以回流水中的硝氮作为反消化的氧源,在池中组合填料上的生物膜(兼性菌团)作用下进行反消化脱氨反应,使废水中的NH3-N.COD等污染物质得以去除和降解。
为了满足缺氧池和后面的好氧池生化反应的需要,为微生物提供磷和适宜的水温,在缺氧给水吸水井上考虑了蒸汽加热设备,运行根据实际情况运行操作,缺氧池正常运行时可按以下参数进行操作,
缺氧池控制参数如下: 溶解氧:<0.5mg/l p:3-4mg/l左右
水温:-30摄氏度 ph:7-8
2 好氧池(O1、O2)
好氧池是生化处理的核心设施之一,微生物的生物化学反应过程主要时在好氧池中进行的废水中的氨氮在此被氧化成硝态氮-即硝化过程,缺氧池出水流入好氧池(O1)与回流沉淀池经污泥泵提升后送回到好氧池的活性污泥及稀释水充分混合,由微生物降解废水中的有机物,回流沉淀池分离水除一部分回流至缺氧池,其余进入好氧池(O2),在好氧池(O2)中,污水与二沉池回流污泥充分混合,由微生物降解废水中的有机物,为了满足生化要求,通过设置的微孔曝气器增加好氧池废水中的溶解氧,为微生物提供氧和对混合液进行搅拌,另外还需投加纯碱(NO2CO3,为降低成本,可用非标碳酸钠)及磷碱,纯碱按好氧池混合液流向分段投加,回流污泥量应为好氧池处理水量的~3倍。
为了保证生化处理的有害物质浓度控制在允许范围内,在好氧池(O1)的进水槽中加入稀释水,好氧池上设有消泡水管道,当好氧池泡沫多时,应打开消泡水管道阀门进行消泡。
溶解氧(DO):2~4mg/l P:~3mg/l以上 ph:~7.5
碱度以(CaCO3)计:>200mg/l MLSS:3g/l左右
适宜水温:25-30℃(但不得急剧变化)
3 回流沉淀池及二沉池
回流沉淀池及二沉池主要是用来分离好氧池出来的泥水混合物(O)出水经管道自流入回流沉淀池,在回流沉淀池中进行泥水分离,回流沉淀池出水一部分经分配水井流到缺氧给水吸水井,多余水流到好氧池(O2)。好氧池(O2)出水经管道自流进入二次沉淀池,在二次沉淀池中进行泥水分离,二次沉淀池出水自流进入生物滤池给水吸水井。
回流沉淀池及二沉池分离出来的活性污泥,经回流污泥泵提升后,大部分作为回流污泥送回好氧池循环使用,剩余部分作为生化过程中产生的剩余污泥,送污泥浓缩池中进一步浓缩处理,正常运行时,回流沉淀池及而二沉池可按以下参数进行操作。
回流沉淀池
溶解氧(DO):≤0.5mg/L 污泥回流比:~3倍
水力停留时间:2.0h 表面负荷:1.2m3/m2.h
二此沉淀池
溶解氧(DO):≤0.5mg/L 污泥回流比:~3倍
水力停留时间:2.0h 表面负荷:1.0m3/m2.h
三.生物滤池和压力过滤器
生物滤池和压力过滤器主要是通过物理及生物化学法进一步降低水中的悬浮物和CODcr。
1.生物滤池
为进一步去除废水中悬浮物和COD,二沉池出水,经酚水提升泵加压后送生物滤池过滤。生物滤池工作分净化,过滤,反冲洗三个过程
1.1净化:滤池中装有一定量的陶离过滤器,滤料表面生长着高性的生物膜,滤池内部曝气。污水流经时,利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水中的由机物进行快速净化;
1.2过滤:污水流经滤料时,滤料呈压实状态,利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用,截留污水中的悬浮物,且保证脱落的生物膜不会随水飘出;
1.3反冲洗:运行一定时间后,因水头损失的增加,需对滤池进行反冲洗,以释放截留的悬浮物,并更新生物膜。反冲洗废水用水泵提升后送回系统重新处理。
2.压力过滤器
生物滤池的出水中还残一定数量的悬浮物,为降低外排污水中悬浮物浓度,在生物滤池后设压力过滤器,在过滤器的总进水管上设管道混合器,投加混凝剂(DM301及PAM),与药剂混合的污水形成细小的絮凝体,在过滤器内,被滤料所截留,过滤器的出水送熄焦等用户。
四.污泥处理
回流沉淀池及二沉池排出的剩余污泥,由泵送到污泥浓缩池,污泥在浓缩池内浓缩,分离后的上清液经出水槽收集,并经管道自流回到其他配水提升井进行再处理。浓缩池的排泥操作进行,应根据实际情况进行,浓缩后污泥含水率不应大于97%。
浓缩后的污泥经管道靠静水压力送入浓缩后污泥井,在污泥井内设搅拌机防止污泥板结。再由泵提升送入污泥脱水机进行脱水,在污泥脱水机上投加PAM以增加污泥的脱水性能。脱水后的污泥饼储存在污泥斗中,定期装车外运。
五.系统控制
本设计中设有流量,温度,液位及压力等测量与控制系统,详见工艺流程图及自动化专业图纸,其中主要的自动控制方法及原理如下:
1.污水提升泵自动控制
自流酚水,油水分离池分离水,污泥浓缩池及污泥脱水机分离水,均经自流管道进入其它污水提升井,由污水提升泵抽送至除油池,该泵由吸水井内液位控制自动工作,高液位开泵,低液位停泵,超高低液位报警。
2.重油提升泵由重油池中液位自动控制,低液位停泵。
3.缺氧给水泵均由吸水井中水位自动控制,高液位开泵,低液位停泵,超高低液位报警。
4.生物滤池给水泵,反冲洗废水提升泵,浓缩后污泥提升泵均为吸水井中低液位自动停泵,超高低液位报警。
5.液位与流量控制
在各种管道及各种泵出水管上设有流量检测装置,在各种水池及污泥池中,均设有液位仪表检测装置,可在综合楼的集中控制室的计算机上读出,并设有高低液位自动报警装置,操作人员在运转操作中应注意观察并应合理调节,尽量使出流量,液位参数处于设计的正常运行值。
6.药剂投加系统
在此设有纯碱(Na2CO3),磷(P),D301药剂,聚丙烯胺(PAM)四种药剂的药剂搅拌槽,药剂输送采用耐腐蚀泵,每种药剂溶解装置各为两套,交替运行,药剂配置设定最好控制在一班或十二小时一次,以便运行操作。药剂在溶解槽中用新水稀释到一定浓度后,经搅拌设备使药剂在水中充分溶解,在用耐腐蚀泵输送至各自投药点。
7.生物滤池自动控制系统:
每套设5台电动蝶阀,分别为过滤进水阀,过滤出水阀,反冲洗进水阀,曝气进气阀,反冲洗进气阀,程序控制如下:
1)。滤池正常过滤时的状态如下:过滤进水阀,过滤器出水阀,曝气进气阀开启,反冲洗进水阀,反冲洗进气阀关闭,反冲洗水泵停机。
2)。滤池反冲洗时程序如下:关闭过滤进水阀,过滤出水阀,曝气进气阀,开启反冲洗进气阀,持续3~8min(可调节):开启反冲洗进水阀,再开启反冲洗进水泵,然后关闭反冲洗进水阀,开启曝气进气阀,过滤进水阀,过滤出水阀,回复正常过滤。
六.主要设计控制指标。
酚氰废水处理站进水水质如下:
酚:<700mg/L 氰:<20mg/L 油:<50mg/L PH:7~8
CODcr:3000~5500mg/L TKN:<300mg/L SS:<100mg/L
好氧池进水水质控制如下:
酚:<100mg/L 氰:<2mg/L 油:<10mg/L PH:7~8
CODcr:<650mg/L TKN:<60mg/L SS:<50mg/L
预计装置出水水质如下:
酚:≤0.5mg/L 氰:≤0.50mg/L 油:≤10mg/L PH:6.5-7.5
CODcr:≤100mg/L NH3-N:≤15mg/L SS:<30mg/L
七.分析化验
分析化验设在综合楼化验室内,设由可供焦化污水处理系统水质分析及系统检测用的分析化验仪器和设备。焦化污水处理过程水和泥的分析化验项目操作,分常规和抽查两种项目,常规项目按每天一次,抽查项目通常每周一到两次。此外,应根据焦化污水处理过程的实际情况来决定分析化验的项目和频率。化验人员应根据《钢铁工业污染物排放标准》第4项和表2规定的检测要求和测定方法进行工作。
焦化废水处理过程水和污泥的具体分析化验项目可按表1,2所列项目进行。表中划√的分析化验项目为常规项目,表中划X的分析化验项目为抽查项目。
焦化污水处理站水质分析一览表
| 序号 | 水样 | 取样 地点 | 分析项目 | |||||||||
| 挥发 酚 | 氧化物 | COD | BOD | NH33-N | 油 | 硫化物 | SS | 水温 | PH | |||
| 1 | 其他废水 | 除油池进水取样出口 | √ | √ | √ | X | √ | X | √ | √ | √ | |
| 2 | 蒸氨废水 | 除油池进水取样口 | √ | √ | √ | X | √ | X | √ | X | √ | √ |
| 3 | 除油后出水 | 除油池出水口 | √ | X | ||||||||
| 4 | 浮选后出水 | 均合池 | √ | √ | √ | X | √ | √ | √ | X | √ | √ |
| 5 | 缺氧池出水 | 缺氧池出水口 | √ | √ | X | |||||||
| 6 | 泥水混合液 | 好氧池中 | X | X | X | √ | √ | |||||
| 7 | 回流沉淀池出水 | 回流沉淀池出水口 | √ | √ | √ | √ | X | X | X | X | ||
| 8 | 二沉池出水 | 二沉池出水口 | √ | √ | √ | √ | X | X | X | X | ||
| 9 | 过滤后酚水 | 每格滤池出水取样口 | X | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| 10 | 过滤器出水 | 过滤器出水管 | √ | √ | √ | X | √ | X | √ | X | √ | |
焦化污水处理站污泥分析一览表
| 序号 | 泥样 | 取样地点 | 分析项目 | |||||
| MLSS | MLVSS | SV30 | 生物相 观察 | 污泥 含水率 | PH | |||
| 1 | 回流污泥 | 污泥管道 取样口 | × | × | √ | √ | ||
| 2 | 浓缩污泥 | 浓缩池中 | × | × | √ | |||
| 3 | 生物膜 | 缺氧池中 | × | √ | ||||
| 4 | 泥水混合液 | 好氧池中 | × | × | √ | × | √ | |
表中划“×”的分析化验项目为抽检项目下载本文