造气循环水系统改造方案(报批版).doc

云南云维集团有限公司
沾化分公司2000m3/h造气循环水系统

改造方案

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2012年07月

目 录
一、概述 3
二、改造原因 3
三、改造方案的选择与确定 4
四、造气污水闭路循环改造方案 5
（一）微涡流造气污水处理工艺流程 5
（二）微涡流澄清器工作流程 6
（三）微涡流澄清器特点 7
（四）污水处理能力 7
（五）主要设备配置 8
（六）设备布置 8
五、设计接口 9
六、采购 9
七、安装施工 9
八、投资估算 9
九、工期 10
十、存在问题 11
附件一、造气循环水改造会议纪要
附件二、沾化造气循环水系统改造考察报告
考察报告附件、徐州水处理研究所造气污水处理近五年业绩

一、概述
沾化造气循环水主要用于煤气冷却洗涤塔、洗气箱、烟囱除尘器以及炉底灰斗冷却水，这些冷却设备排出的污水经预沉池、平流沉淀池沉淀后流入热水池，经热水泵加压送至凉水塔进行冷却后，由冷水泵加压送到用水设备循环使用。循环水系统总循环量约为2000m3/d。循环水系统为开路循环，连续排污量为150 m3/h左右，用沾化供水工段的一次水无阀过滤器反洗水及合成循环水无阀过滤器反洗水作为补充水，维持系统内悬浮物及污染因子的动态平衡。流程示意见图一。

造气系统各用水装置
平流沉淀池
晒渣场
凉水塔
人工捞渣抓渣机
补水
清水
污水水
冷水泵
热水泵
预沉池
行车捞渣抓渣机
排水～150 m3/h

图一、造气循环水流程示意图
二、改造原因
造气采用型煤制气工艺后，污水系统中悬浮物含量明显偏高，沉淀不下来的微粒带入冷却塔，容易堵塞冷却塔填料，影响冷却效果；污水中的污染因子大幅度增加，除悬浮物外，还含有COD、BOD、HCN、NH3-N、硫化物和油污，其成份见表一。
这样的污水排入48000m3/d污水处理厂后会对终端水处理产生冲击，导致其水处理不能达标排放，因此，必须对造气污水实现闭路循环、零排放改造。
表一、造气污水水质测定表
监　测　地　点
PH
NH3-N
COD
CN-
悬浮物
油份
挥发酚
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
新系统: 炉底水封、烟囱除尘混合水
8.0
408.80
1992.00
0.68
1715.00
16.80
11623.62
新系统: 炉底水封、烟囱除尘混合水
8.5
434.00
1673.28
0.68
2915.00
3.60
8798.19
注：上表中数据为型煤造气工艺低负荷生产过程中所做的分析数据。
三、改造方案的选择与确定
通过对全国氮肥企业的了解，全国以煤为原料采用固定床间歇制气生产合成氨的氮肥企业几乎都实现了造气污水闭路循环、并且大部分企业都实现了全厂污水零排放。氮肥厂污水零排放是中国氮肥工业协会在“十一五”期间给全国氮肥企业提出的目标和要求。而实现造气污水闭路循环的企业几乎都是采用徐州水处理研究所的微涡流澄清器，其运用业绩多达180多家。
根据集团公司2012年6月21日专题会议研究决定，由沾化分公司安排人员对已使用徐州水处理研究所的微涡流澄清器实施了造气污水闭路循环改造的厂家进行考察。2012年6月25日～2012年6月30日由沾化分公司领导带领由生产部、造气车间、基建部部分专业技术人员组成考察小组外出对造气污水闭路循环工艺的运用情况进行考察。本次考察确定的对象为污水处理能力为2000m3/h左右以及生产工艺和生产能力与沾化分公司相当的装置。考察小组先后考察了江苏晋煤恒盛化工有限公司、山东明水化工有限公司、贵州毕节东华新能源有限责任公司、贵州化肥厂，详细了解了微涡流澄清器的使用情况、造气循环水闭路循环改造的内容、循环水闭路循环运行管理等方面的情况。得出了“我公司可以采用徐州水处理研究所微涡流塔板澄清器进行改造，完全能实现造气污水闭路循环，实现零排放”的考察结论。
沾化分公司于2012年7月3日、5日、6日组织了三次改造方案讨论会，确定了采用徐州水处理研究所微涡流塔板澄清器进行改造、实现造气污水闭路循环的改造方案。徐州水处理研究所造气污水处理工艺大同小异，主要差别在于污泥处理系统工艺不相同：微涡流澄清器+污泥脱水工艺、微涡流澄清器+晒渣池工艺，由于污泥脱水系统投资较大，且受装置布置的限制，从投资省的角度出发，选择微涡流澄清器+晒渣池工艺方案对造气污水进行处理，以实现造气污水闭路循环。
四、造气污水闭路循环改造方案
（一）微涡流造气污水处理工艺流程
微涡流澄清器布置于热水泵与冷却塔之间，不另耗动力，流程见图二。

造气系统各用水装置
平流沉淀池
晒渣场
凉水塔
人工捞渣抓渣机
清水
污水水
冷水泵
热水泵
预沉池
行车捞渣抓渣机
微涡流塔板澄清器1
微涡流塔板澄清器2
排泥池1
排泥池2
排泥池3
人工挖泥
加药

图二、造气污水闭路循环改造流程示意图
工艺流程说明：
来自造气系统的污水进入预沉池、平流沉淀池沉淀后流入热水池，经热水泵（热水泵型号Q=420m3/h，H=29m，1台；Q=485m3/h，H=24m，4台；）打至新增微涡流塔板澄清器，微涡流塔板澄清器出水利用位差直接进入循环水冷却塔，冷却后循环水进入冷水池，用冷水泵（冷水泵型号Q=485m3/h，H=39m，6台）打至造气系统用水设备。用水设备所产污水进入下一周期循环，从而实现闭路循环。
预沉池、平流沉淀池内的煤泥沿用造气车间原有捞渣方式，不做改造。微涡流澄清器所排污泥进入新建排泥池，采用人工捞渣后运到厂区晒渣池。
药剂采用计量泵补入热水泵入口。
（二）微涡流澄清器工作流程

图三、微涡流澄清器工作流程示意图
工作流程说明：
微涡流澄清器由第一反应室、第二反应室和清水区三部分组成。污水由热水泵打入第一反应室并加药进行处理（加药位置在热水泵进口），进行强烈混合，以利于污水和药剂充分的混合，污水经过塔板形成微涡流有利于絮体的长大。之后再从第一反应室直流到第二反应室，由于流速的缓慢利于絮体的增长，絮体在网捕、搭桥的作用下沉淀到锥体，底部污泥进行定期排污。上部的清液进入清水区通过斜管进一步净化，由上部集水槽，利用微涡流澄清器出水管与进冷却塔水管中间的位差自流到凉水塔。
（三）微涡流澄清器特点
1、体积小、单位面积出力大、出水水质好、处理费用低。微涡流澄清器是一个集高速混合、在微涡流动力下的分步絮凝、高效固液分离诸功能于一身的高效、新型造气污水净化专用设备。一、二反应室中多层塔板提供的“微涡流”动力，能使絮体逐步增大至最大量，而又不破坏其结构，使药剂作用力达到最大限度，节省药剂50%以上，每处理一立方水费用仅0.03～0.05元，可用固或液絮凝剂。出水水质一般控制在40-60mg/L。
2、适应性强、出力弹性大
超出力为20%或出力不足50%，均可获得好的处理效果
3、位置形状按需设置，占地小。老厂扩建，原沉淀池不需再扩建即可满足生产要求。
（四）污水处理能力
根据造气污水系统水平衡表（见表二），微涡流澄清器处理水量按照2000m3/h进行设计，进水悬浮物含量取2000 mg/L-2500 mg/L，出水悬浮物含量＜50mg/L。
表二、造气污水系统水平衡表
序号
用水设备
用水量 m3/h
循环水量 m3/h
冷却自然蒸发量（%3） m3/h
系统外排量m3/h
1
1#～16#烟囱除尘器
21.8
2120.1
65
3
2
1#～16#炉底水封
135.7
3
1#～16#洗气箱
542.6
4
1#煤气洗涤塔
430
5
2#煤气洗涤塔
130
6
3#煤气洗涤塔
500
7
4#煤气洗涤塔
360

合计：
2120.1
（五）主要设备配置
1、2座φ16m×10微涡流澄清器；
2、1套加药系统；
3、排泥池（需根据现场条件因地制宜设计来确定容积及数量）；
4、相应管道阀门及配套的土建设施等。
（六）设备布置
微涡流澄清器处理后的污水，其悬浮物＜50mg/L，可实现闭路循环，达到零排放，因此将现有含氰废水处理系统进行拆除（占地面积为50m×18m），将2座微涡流澄清器、加药装置、排泥池布置在含氰废水处理系统的基础上，具体布置详见图四造气污水处理设备布置图 。

五、设计接口
徐州水处理研究所负责热水泵至微涡流澄清器、微涡流澄清器至冷却塔入口管的管道设计；微涡流澄清器、加药系统、排泥池的设计。
1#、2#、3#、4#、5#冷却塔布水器由业主委托第三方进行设计。
六、采购
除微涡流澄清器内件、加药系统由徐州水处理研究所提供外，其余均由业主方进行招标采购。
七、安装施工
1、微涡流澄清器主体、排泥池、灰斗污水回收池由业主招标确定土建施工单位进行施工；微涡流澄清器内件、加药系统由徐州水处理研究所负责安装施工。
2、冷却塔改造
（1）微涡流澄清器出水采用自流方式进入冷却塔，因此原有冷却塔进水喷头无法满足水流分布要求，需对1#、2#、3#、4#、5#冷却塔布水装置进行改造，以保证水流良好分布，达到冷却效果。
（2）由于3#冷却塔采用喷雾装置雾化冷却循环水，而微涡流澄清器出口水压力低，不能保证现有冷却塔进水雾化，因此，将3#冷却塔恢复为填料塔。
（3）1#、2#、 4#、5#冷却塔填料由造气车间进行冲洗后继续使用。
4、煤气炉灰斗污水回收。在煤气炉下灰过程中为降低灰渣温度，需对煤气炉灰斗进行加水，灰斗污水直接外排入地沟，需对其进行回收。
八、投资估算
投资估算（不含隐蔽工程）详见表三。
表三、造气污水闭路循环改造投资估算表
序号
名称
单套规格 型号
单位
数量
价格 (万元)
一、2000m3/h造气循环水系统改造
1
拆除HCN处理系统（含土建、设备、管线等）

批
1
20
2
微涡流澄清器（含内件、钢平台、护栏、爬梯等）
φ16m×10m
座
2
240
3
室外地坪、其它设备基础

15
4
晒渣池
8m×8m×1m
座
2
10
5
加药装置

套
1
5
6
管道组成件、附着件、支架等

套
1
20
7
新增3#冷却塔填料
64m3

6
8
1#、2#、3#、4#、5#冷却塔布水器改造

8
9
运杂费

5
10
安装调试

5
11
设计、培训

10
12
技术专有费

10

小计

354
二、灰斗污水
13
造气车间煤气炉灰斗污水回收

18
14
1#、2#气柜水封水循环使用改造（由造气车间利用旧设备改造）

0

小计

18

总计

372
九、工期
工期6个月，详见表四造气循环水系统改造工期
表四：造气循环水系统改造工期
序号
任务名称
工期
开始时间
完成时间
1
造气污水处理系统技术改造
126工作日
2012年7月6日
2012年12月28日
1.1
方案编制及审批
6工作日
2012年7月6日
2012年7月13日
1.2
设计合同谈判及签订
6工作日
2012年7月16日
2012年7月23日
1.3
氰化物装置拆除招标评标、合同签订
8工作日
2012年7月16日
2012年7月25日
1.4
氰化物装置拆除及场地清理
11工作日
2012年7月26日
2012年8月9日
1.5
地勘（单位确定施工至出地勘报告
22工作日
2012年7月26日
2012年8月24日
1.6
工程设计
32工作日
2012年7月26日
2012年9月7日
1.7
工程采购至到货
32工作日
2012年7月26日
2012年9月7日
1.8
工程施工招标、评标合同签订
20工作日
2012年8月13日
2012年9月7日
1.9
建筑、安装工程施工
65工作日
2012年8月31日
2012年11月29日
1.10
工艺、设备、电气、仪表调试
20工作日
2012年11月30日
2012年12月27日
1.11
微涡流澄清池养护
20工作日
2012年11月30日
2012年12月27日
1.12
工程移交投入运行
1工作日
2012年12月28日
2012年12月28日

十、存在问题
1、微涡流澄清器布置在含氰废水处理系统拆除后的场地上，由于受临近管廊上蒸汽管膨胀节的影响，布置2座规格为φ16m×10微涡流澄清器，需占据原有含氰废水处理装置与热水泵房之间道路1米左右。
2、为避免造气循环水系统水膨胀，必须保证体系外的污水不能排入该系统。
3、排泥池沉降的污泥必须及时进行清理并外运。

附件一、造气循环水改造会议纪要
附件二、沾化造气循环水系统改造考察报告
考察报告附件、徐州水处理研究所造气污水处理近五年业绩
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