姬保江
（黑龍江浩良河化肥廠，黑龍江 伊春 153103）

　　摘要：以重油為原料的氮肥廠，重油氣化后的裂化氣中含有炭黑，用軟水洗滌后產(chǎn)生了炭黑污水。采用壓濾機(jī)加精密過(guò)濾的2級(jí)過(guò)濾處理方法，可使炭黑污水滿足造氣車間的使用要求。年產(chǎn)30×10⁴t的化肥廠，每小時(shí)可副產(chǎn)粗炭黑1t，回收軟化水約50t。
　　關(guān)鍵詞：化肥生產(chǎn)；重油氣化；炭黑污水；污水處理；過(guò)濾
　　中圖分類號(hào)：X703.1；X786
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455(2002)05-0053-03

Design and Operation of A Treatment Plant for Carbon Black-Bearing Wastewater
from Heavy Oil Gasification
JI Bao-jiang
（Haolianghe Fertilizer Plant，Haolianghe Town，Yichun 153103，China）

　　Abstract：In nitrogen fertilizer plants with heavy oil as raw material，the cracking gas from the gasification of heavy oil contains carhon black，which contributes to the formation of carhon black-containing wastewater after scrubbed with softened water．By using a two-stage treatment method consisting of a filter-press and a fine filtration，the carbon black-containing wastewater may meet the service requirements hy the gasification workshop．A 30×10⁴t/a fertilizer plant may hourly by-produce 1 ton of coarse carbon black and recover 50 tons of softened water．
　　Key words：production of chemical fertilizer；gasification of heavy oil；carhon black-containing wastewater；wastewater treatment；filtration

　　到目前為止，采用以重油為原料部分氧化法生產(chǎn)的中氮肥廠達(dá)11家之多。重油氣化后其裂化氣中含有炭黑，采用文丘里洗滌加最終洗滌塔工藝，用210℃化學(xué)軟水洗滌，以確保出最終洗滌塔的裂化氣中炭黑含量控制在5mg/m³。因此洗滌水中含有大量炭黑，一般采用自然沉淀后即直接排放，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。
　　浩良河化肥廠自籌資金520余萬(wàn)元，設(shè)計(jì)了炭黑污水處理工程，經(jīng)該裝置處理后的污水可全部回用，并可副產(chǎn)粗炭黑。

1 工程概述

　　浩良河化肥廠尿素生產(chǎn)原料為重油，氣化后可小時(shí)副產(chǎn)炭黑水60余噸，此工藝廢水未經(jīng)任何處理，直接排入灰場(chǎng)進(jìn)行自然沉降，由于炭黑密度較小，沉降速度較慢，沉淀后出水經(jīng)常夾帶炭黑，污染水源及環(huán)境。另外灰面高低不平，露出水面的灰面，經(jīng)常風(fēng)大起塵，嚴(yán)重污染了附近居民的居住環(huán)境。為此，該廠對(duì)造氣車間的炭黑污水進(jìn)行綜合治理，建設(shè)了1套規(guī)模為60t/h的炭黑污水處理裝置，并且每小時(shí)可以副產(chǎn)粗炭黑約1.0t，回收軟化水約50t，使炭黑污水達(dá)到了零排放。

2 工藝流程

　　造氣車間重油氣化后，產(chǎn)生的炭黑水利用自身余壓將炭黑水送往炭黑回收車間，經(jīng)蛇管于燥器換熱后進(jìn)入脫氣塔，去除水中夾帶的CO，H2等氣體，污水經(jīng)炭黑水泵加壓后送入壓濾機(jī)過(guò)濾后，炭黑濾餅存留在濾板中，由人工拉開(kāi)濾板，將濾餅卸到料斗內(nèi)，經(jīng)螺旋輸送機(jī)送往干燥廠房?jī)?nèi)進(jìn)行干燥處理后，裝袋入庫(kù)，濾后水經(jīng)中間水泵加壓后送入精密過(guò)濾器過(guò)濾，濾后清水流入清水箱，送回造氣車間循環(huán)使用，和原有工藝相比每小時(shí)節(jié)約軟水約50t，流程見(jiàn)圖1。

3 主要設(shè)備

　　炭黑污水處理裝置所需設(shè)備詳見(jiàn)表1：

表1 炭黑污水處理裝置設(shè)備 名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量/臺(tái) 板框壓濾機(jī) XM60/φ800-60 4 精密過(guò)濾器 LWG-150 1 炭黑水泵 KQWR80-315 2 濾后水泵 KQW80-125 2 清水泵 KQW80-200 2 脫氣塔 φ3.6m×12.8m　V=100m³ 1 濾后水罐 φ2.8m×3.0m　V=15m³ 1 清水罐 φ4.0m×3.6m　V=35m³ 1 蛇管干燥器 由兩根φ80的不銹鋼管制成 1

4 設(shè)計(jì)中著重解決的幾個(gè)問(wèn)題

　　為保證裝置投產(chǎn)后能正常連續(xù)運(yùn)行，需要其運(yùn)行的費(fèi)用最低，因此設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在關(guān)鍵設(shè)備選型。工藝指標(biāo)確定、設(shè)備運(yùn)行的維護(hù)費(fèi)用及投資效益比等幾方面。

4.1 壓濾機(jī)選型
　　壓濾機(jī)為本工藝的核心設(shè)備，裝置的運(yùn)行費(fèi)用主要取決于此，因此選型時(shí)尤為慎重。壓濾機(jī)屬于成型設(shè)備，但應(yīng)用于炭黑水處理上，介紹的資料及經(jīng)驗(yàn)較少，考慮到炭黑水水溫高、顆粒細(xì)?。ㄆ骄?0μm）、且具有腐蝕性等特點(diǎn)，經(jīng)考察論證，并與設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員探討，決定由供貨廠家對(duì)壓濾機(jī)作如下改造：
4.1.1 取消濾板間隔膜
　　目的是防止濾布粘料，造成卸料困難，另外隔膜的使用壽命短，造價(jià)又高，至使系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用增加，為此，將隔膜改為密封橡膠圈和不銹鋼絲網(wǎng)，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，橡膠圈的使用壽命可達(dá)到4～6個(gè)月。
4.1.2 濾布
　　濾布的使用周期直接關(guān)系到污水處理成本，為延長(zhǎng)濾布的使用周期，將單層濾布改為雙層濾布，且選用不同型號(hào)，實(shí)踐證明濾布的周期可達(dá)到3～4個(gè)月。
4.2 精密過(guò)濾器
　　考慮到濾布損壞的情況下，炭黑水可能滲漏到系統(tǒng)內(nèi)，影響回用水質(zhì)，為此在流程中增加精密過(guò)濾器，以保證水質(zhì)可完全達(dá)標(biāo)回用。
　　從炭黑水的特性：水溫高、粒徑細(xì)小、吸附性強(qiáng)，以及壓濾機(jī)出水中的炭黑含量、反洗操作的難易程度。運(yùn)行周期、投資與運(yùn)行費(fèi)用等因素綜合考慮，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最終決定選用以聚丙烯熱噴纖維膜為過(guò)濾介質(zhì)的精密過(guò)濾器，其過(guò)濾精度不受進(jìn)料壓力波動(dòng)的影響，壓差低，通量高，運(yùn)行費(fèi)用低。從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，選型合理，濾前水質(zhì)無(wú)需投加混凝劑可完全滿足過(guò)濾要求，簡(jiǎn)化了操作。
4.3 工藝指標(biāo)的確定
　　從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度，經(jīng)方案比較，將炭黑水泵出口的壓力定位在1.2～1.5MPa，一方面可以降低粗炭黑產(chǎn)品的含水率，另一方面可以充分發(fā)揮壓濾機(jī)的性能。
4.4 廠房排氣設(shè)計(jì)
　　考慮到壓濾機(jī)的卸料操作在室內(nèi)，外加北方冬季室內(nèi)外溫差大，卸料時(shí)瞬間產(chǎn)生的蒸汽量多，故在廠房設(shè)計(jì)上，層高增加了2層，排汽方式采用天窗排氣，從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，達(dá)到了目的。

5 運(yùn)行情況

　　炭黑污水處理裝置自投產(chǎn)以來(lái)，一直運(yùn)行良好，經(jīng)裝置處理后的污水，可全部達(dá)標(biāo)回用，并副產(chǎn)粗炭黑，成品含水率小于70％；壓濾機(jī)濾布的實(shí)際使用周期大于3個(gè)月，卸料操作方便，沒(méi)有出現(xiàn)濾布粘料情況；運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，總運(yùn)行費(fèi)用在30萬(wàn)元/a以內(nèi)；經(jīng)濟(jì)效益顯著，年生產(chǎn)按8000h計(jì)，其回收軟化水和炭黑的經(jīng)濟(jì)效益約為206.2萬(wàn)元/a。達(dá)到了工藝可行、設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低等預(yù)期目的。
　　該廠炭黑污水主要污染物為炭黑、氰化物、重金屬，一般炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.58％，氰化物總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.00003％，F(xiàn)e，Ni，Co，Cu等重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于0.00002％，因此，本工藝主要處理污染物為炭黑，黑色的炭黑污水經(jīng)裝置處理后，出水無(wú)色、濁度小于5度，實(shí)際進(jìn)裝置的污水量約60t/h，去除炭黑夾帶的水量、卸料操作漏量（循環(huán)回收）及其他用水量等，每小時(shí)可重復(fù)利用軟水約50t。

6 結(jié)語(yǔ)

　　采用2級(jí)過(guò)濾對(duì)造氣車間重油氣化產(chǎn)生的炭黑污水進(jìn)行綜合治理，既治理了污水又可副產(chǎn)炭黑、回收軟化水和熱量。既使炭黑污水實(shí)現(xiàn)零排放，又徹底解決了炭黑對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐乃Y源，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：姬保江（1969～），男，吉林人，工程師，1993年畢業(yè)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，現(xiàn)什職于浩良河化肥廠生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)科，從事
給排水設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理工作，電話(0454)8198743，baojaing@0451.com。