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[摘 要]介绍了韶钢4.3米焦炉剩余氨水处理工艺中存在的问题,分析了引起蒸氨废水COD升高的原因,提出并实施实施了降低蒸氨废水COD含量的措施,达到了效果,并取得了可观的经济环保效益,对生产具有实践指导意义。
[关键词]焦油;剩余氨水;蒸氨废水;COD
中图分类号:R399 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0325-01
1 工艺概述
韶钢4.3米焦炉产生的剩余氨水,通过沉降分层、过滤除油除渣以及蒸氨等工序预处理后,蒸氨废水COD按要求应控制在3300mg/l以下,然后送焦化废水站进一步生化处理达标外排,其工艺流程如图1所示。
2 存在问题
2.1 入爐煤水分偏高
入炉煤水分多,剩余氨水处理量相应增多,蒸氨负荷加大,蒸氨废水COD含量相应较高。2015年4~6月为梅雨季节,下表1是这三个月入炉煤水分及相应的蒸氨废水COD数据对比。
2.2 氨水焦油分离不彻底
通过取样,发现剩余氨水色度为深褐色,表面有轻质浮油,剩余氨水过滤器前焦油含量有升高趋势,维持在600mg/l~800mg/l之间波动;氨水COD含量与其油类物质含量在一定程度上成线性关系,剩余氨水中油含量对COD贡献较大,氨水油含量高,则其COD含量相应也较高。检查过滤器滤料污染严重。
2.3 氨分缩器穿漏
供氨分缩器冷却用回收循环水回水氨氮超标。正常回收循环水水质氨氮含量控制在15mg/l以内,而取样化验显示回收循环水氨氮含量在80m/l左右,而且有逐步增大的趋势。分析认为分缩器穿漏影响剩余氨水蒸馏效果,引起COD含量超标。
3 原因分析
3.1 剩余氨水含油及杂质多
化验剩余氨水含油600~800mg/l;拆人孔检查氨水槽底油渣多、过滤器内沉积焦油多。剩余氨水含油高低对蒸氨废水COD含量有直接影响。
3.2 剩余氨水除油过滤器失效
氨水过滤器是剩余氨水除油除渣的主体设备,一旦损坏是不可逆的,其过滤后氨水含油高低对后工序的蒸氨废水COD含量有直接影响。通过现场解体发现,核桃过滤器滤料跑料严重以及陶瓷过滤器滤管破损,油的滤除效果很差,过滤前后剩余氨水含油没有什么区别,维持在600~800mg/l之间。
3.3 氨分缩器选材不当
原蒸氨分缩器的材质是铝材质,在100℃,PH9.5碱性条件下,其使用寿命为半年左右,即使是不锈钢材质,分缩器的寿命也在一年左右,而选用钛合金材质的分缩器,其使用寿命可达10年。
3.4 外线管网蒸汽压力不足
蒸汽是剩余氨水蒸馏的关键能源介质,其压力是否足够关系到蒸氨废水各项指标能否达标。而我厂用于剩余氨水蒸馏的低压蒸汽压力长期在0.3MPa左右,不利于蒸氨。
4 改进措施
4.1 采用氨水加药处理技术
从2016年2月开始,一是在循环氨水中连续投加分散脱水剂,直接提高机械澄清槽中油水分离效果,减少乳化层厚度,从而减少剩余氨水中焦油含量,提高循环氨水中焦油与氨水的分离效率。
4.2 补充或更换过滤器滤料
2016年4~5月,为确保剩余氨水除油除渣的滤除效果,选用一等品的陶瓷管逐台对氨水陶瓷过滤器的陶瓷管进行更换,以及选用合适粒径的核桃壳对核桃过滤器的滤料进行补充。经对过滤器运行情况进行了密切跟踪,泵解体检修过程中以及氨水中没有发现相应的固体颗粒,说明滤料跑料及破损已杜绝。
4.3 更换钛合金氨分缩器
将此前的铝、不锈钢材质的腐蚀穿漏的氨分缩器逐台更换为钛合金氨分缩器。更换后,氨分缩器冷却用回收循环水回水水质氨氮维持在10mg/l以下,说明氨分缩器没有出现腐蚀穿漏情况。
4.4 中压蒸汽补充低压蒸汽管网改造
2016年7月,把干熄焦出来的中压蒸汽管道与4.3米低压蒸汽管道连接以补充蒸汽。实施后,蒸汽压力在0.45MPa以上。蒸汽压力稳定后,剩余氨水蒸馏蒸汽消耗量,由4.5t/h减少到3.5t/h。
5 效果分析
5.1 目标检查
通过对2016年8~12月份蒸氨废水COD含量统计其平均值为2993mg/l,低于工艺控制指标3000mg/l(见表2)。
5.2 经济效益
(1)直接经济效益
氨水加药投入费用65.7万/年,节约氨分缩器备件费用23.5万/年,过滤器补充和更换填料投入费用为3.6万元/年,蒸汽管网改造节约费用100万/年,则直接经济效益为54.2万元/年。
(2)间接经济效益
一是从源头上减少氨水中携带的油及杂质对设备、管道的堵塞;二是减轻了对焦化废水的处理难度,利于焦化废水的环保排放;三是有利于氨水处理系统的稳定顺行,降低了生产运行成本。
(3)社会效益
减轻了劳动强度;改善了作业环境;焦化废水达标排放,利于环境保护。
6 结论
蒸氨废水COD含量的降低为焦化废水达标排放創造了有利条件,其处理方法和经验具有借鉴和推广意义。
[关键词]焦油;剩余氨水;蒸氨废水;COD
中图分类号:R399 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0325-01
1 工艺概述
韶钢4.3米焦炉产生的剩余氨水,通过沉降分层、过滤除油除渣以及蒸氨等工序预处理后,蒸氨废水COD按要求应控制在3300mg/l以下,然后送焦化废水站进一步生化处理达标外排,其工艺流程如图1所示。
2 存在问题
2.1 入爐煤水分偏高
入炉煤水分多,剩余氨水处理量相应增多,蒸氨负荷加大,蒸氨废水COD含量相应较高。2015年4~6月为梅雨季节,下表1是这三个月入炉煤水分及相应的蒸氨废水COD数据对比。
2.2 氨水焦油分离不彻底
通过取样,发现剩余氨水色度为深褐色,表面有轻质浮油,剩余氨水过滤器前焦油含量有升高趋势,维持在600mg/l~800mg/l之间波动;氨水COD含量与其油类物质含量在一定程度上成线性关系,剩余氨水中油含量对COD贡献较大,氨水油含量高,则其COD含量相应也较高。检查过滤器滤料污染严重。
2.3 氨分缩器穿漏
供氨分缩器冷却用回收循环水回水氨氮超标。正常回收循环水水质氨氮含量控制在15mg/l以内,而取样化验显示回收循环水氨氮含量在80m/l左右,而且有逐步增大的趋势。分析认为分缩器穿漏影响剩余氨水蒸馏效果,引起COD含量超标。
3 原因分析
3.1 剩余氨水含油及杂质多
化验剩余氨水含油600~800mg/l;拆人孔检查氨水槽底油渣多、过滤器内沉积焦油多。剩余氨水含油高低对蒸氨废水COD含量有直接影响。
3.2 剩余氨水除油过滤器失效
氨水过滤器是剩余氨水除油除渣的主体设备,一旦损坏是不可逆的,其过滤后氨水含油高低对后工序的蒸氨废水COD含量有直接影响。通过现场解体发现,核桃过滤器滤料跑料严重以及陶瓷过滤器滤管破损,油的滤除效果很差,过滤前后剩余氨水含油没有什么区别,维持在600~800mg/l之间。
3.3 氨分缩器选材不当
原蒸氨分缩器的材质是铝材质,在100℃,PH9.5碱性条件下,其使用寿命为半年左右,即使是不锈钢材质,分缩器的寿命也在一年左右,而选用钛合金材质的分缩器,其使用寿命可达10年。
3.4 外线管网蒸汽压力不足
蒸汽是剩余氨水蒸馏的关键能源介质,其压力是否足够关系到蒸氨废水各项指标能否达标。而我厂用于剩余氨水蒸馏的低压蒸汽压力长期在0.3MPa左右,不利于蒸氨。
4 改进措施
4.1 采用氨水加药处理技术
从2016年2月开始,一是在循环氨水中连续投加分散脱水剂,直接提高机械澄清槽中油水分离效果,减少乳化层厚度,从而减少剩余氨水中焦油含量,提高循环氨水中焦油与氨水的分离效率。
4.2 补充或更换过滤器滤料
2016年4~5月,为确保剩余氨水除油除渣的滤除效果,选用一等品的陶瓷管逐台对氨水陶瓷过滤器的陶瓷管进行更换,以及选用合适粒径的核桃壳对核桃过滤器的滤料进行补充。经对过滤器运行情况进行了密切跟踪,泵解体检修过程中以及氨水中没有发现相应的固体颗粒,说明滤料跑料及破损已杜绝。
4.3 更换钛合金氨分缩器
将此前的铝、不锈钢材质的腐蚀穿漏的氨分缩器逐台更换为钛合金氨分缩器。更换后,氨分缩器冷却用回收循环水回水水质氨氮维持在10mg/l以下,说明氨分缩器没有出现腐蚀穿漏情况。
4.4 中压蒸汽补充低压蒸汽管网改造
2016年7月,把干熄焦出来的中压蒸汽管道与4.3米低压蒸汽管道连接以补充蒸汽。实施后,蒸汽压力在0.45MPa以上。蒸汽压力稳定后,剩余氨水蒸馏蒸汽消耗量,由4.5t/h减少到3.5t/h。
5 效果分析
5.1 目标检查
通过对2016年8~12月份蒸氨废水COD含量统计其平均值为2993mg/l,低于工艺控制指标3000mg/l(见表2)。
5.2 经济效益
(1)直接经济效益
氨水加药投入费用65.7万/年,节约氨分缩器备件费用23.5万/年,过滤器补充和更换填料投入费用为3.6万元/年,蒸汽管网改造节约费用100万/年,则直接经济效益为54.2万元/年。
(2)间接经济效益
一是从源头上减少氨水中携带的油及杂质对设备、管道的堵塞;二是减轻了对焦化废水的处理难度,利于焦化废水的环保排放;三是有利于氨水处理系统的稳定顺行,降低了生产运行成本。
(3)社会效益
减轻了劳动强度;改善了作业环境;焦化废水达标排放,利于环境保护。
6 结论
蒸氨废水COD含量的降低为焦化废水达标排放創造了有利条件,其处理方法和经验具有借鉴和推广意义。