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，用軟水洗滌后產生了炭黑污水。采用壓濾機加精密過濾的2級過濾處理方法，可使炭黑污水滿足造氣車間的使用要求。年產30×10⁴t的化肥廠，每小時可副產粗炭黑1t，回收軟化水約50t。
　　關鍵詞：化肥生產；重油氣化；炭黑污水；污水處理；過濾
　　中圖分類號：X703.1；X786
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：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的中氮肥廠達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，對環境造成了嚴重污染。
　　浩良河化肥廠自籌資金520余萬元，設計了炭黑污水處理工程，經該裝置處理后的污水可全部回用，并可副產粗炭黑。

1 工程概述

　　浩良河化肥廠尿素生產原料為重油，氣化后可小時副產炭黑水60余噸，此工藝廢水未經任何處理，直接排入灰場進行自然沉降，由于炭黑密度較小，沉降速度較慢，沉淀后出水經常夾帶炭黑，污染水源及環境。另外灰面高低不平，露出水面的灰面，經常風大起塵，嚴重污染了附近居民的居住環境。為此，該廠對造氣車間的炭黑污水進行綜合治理，建設了1套規模為60t/h的炭黑污水處理裝置，并且每小時可以副產粗炭黑約1.0t，回收軟化水約50t，使炭黑污水達到了零排放。

2 工藝流程

　　造氣車間重油氣化后，產生的炭黑水利用自身余壓將炭黑水送往炭黑回收車間，經蛇管于燥器換熱后進入脫氣塔，去除水中夾帶的CO，H2等氣體，污水經炭黑水泵加壓后送入壓濾機過濾后，炭黑濾餅存留在濾板中，由人工拉開濾板，將濾餅卸到料斗內，經螺旋輸送機送往干燥廠房內進行干燥處理后，裝袋入庫，濾后水經中間水泵加壓后送入精密過濾器過濾，濾后清水流入清水箱，送回造氣車間循環使用，和原有工藝相比每小時節約軟水約50t，流程見圖1。

3 主要設備

　　炭黑污水處理裝置所需設備詳見表1：

表1 炭黑污水處理裝置設備 名稱 規格型號 數量/臺 板框壓濾機 XM60/φ800-60 4 精密過濾器 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 設計中著重解決的幾個問題

　　為保證裝置投產后能正常連續運行，需要其運行的費用最低，因此設計重點放在關鍵設備選型。工藝指標確定、設備運行的維護費用及投資效益比等幾方面。

4.1 壓濾機選型
　　壓濾機為本工藝的核心設備，裝置的運行費用主要取決于此，因此選型時尤為慎重。壓濾機屬于成型設備，但應用于炭黑水處理上，介紹的資料及經驗較少，考慮到炭黑水水溫高、顆粒細小（平均50μm）、且具有腐蝕性等特點，經考察論證，并與設備生產廠家的技術人員探討，決定由供貨廠家對壓濾機作如下改造：
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，造價又高，至使系統的運行費用增加，為此，將隔膜改為密封橡膠圈和不銹鋼絲網，經實際運行驗證，橡膠圈的使用壽命可達到4～6個月。
4.1.2 濾布
　　濾布的使用周期直接關系到污水處理成本，為延長濾布的使用周期，將單層濾布改為雙層濾布，且選用不同型號，實踐證明濾布的周期可達到3～4個月。
4.2 精密過濾器
　　考慮到濾布損壞的情況下，炭黑水可能滲漏到系統內，影響回用水質，為此在流程中增加精密過濾器，以保證水質可完全達標回用。
　　從炭黑水的特性：水溫高、粒徑細小、吸附性強，以及壓濾機出水中的炭黑含量、反洗操作的難易程度。運行周期、投資與運行費用等因素綜合考慮，經現場試驗，最終決定選用以聚丙烯熱噴纖維膜為過濾介質的精密過濾器，其過濾精度不受進料壓力波動的影響，壓差低，通量高，運行費用低。從實際運行來看，選型合理，濾前水質無需投加混凝劑可完全滿足過濾要求，簡化了操作。
4.3 工藝指標的確定
　　從經濟運行的角度，經方案比較，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品的含水率，另一方面可以充分發揮壓濾機的性能。
4.4 廠房排氣設計
　　考慮到壓濾機的卸料操作在室內，外加北方冬季室內外溫差大，卸料時瞬間產生的蒸汽量多，故在廠房設計上，層高增加了2層，排汽方式采用天窗排氣，從實際運行來看，達到了目的。

5 運行情況

　　炭黑污水處理裝置自投產以來，一直運行良好，經裝置處理后的污水，可全部達標回用，并副產粗炭黑，成品含水率小于70％；壓濾機濾布的實際使用周期大于3個月，卸料操作方便，沒有出現濾布粘料情況；運行維護費用較低，總運行費用在30萬元/a以內；經濟效益顯著，年生產按8000h計，其回收軟化水和炭黑的經濟效益約為206.2萬元/a。達到了工藝可行、設計合理、運行穩定、操作方便、維護費用低等預期目的。
　　該廠炭黑污水主要污染物為炭黑、氰化物、重金屬，一般炭黑的質量分數在0.58％，氰化物總的質量分數小于0.00003％，Fe，Ni，Co，Cu等重金屬的質量分數均小于0.00002％，因此，本工藝主要處理污染物為炭黑，黑色的炭黑污水經裝置處理后，出水無色、濁度小于5度，實際進裝置的污水量約60t/h，去除炭黑夾帶的水量、卸料操作漏量（循環回收）及其他用水量等，每小時可重復利用軟水約50t。

6 結語

　　采用2級過濾對造氣車間重油氣化產生的炭黑污水進行綜合治理，既治理了污水又可副產炭黑、回收軟化水和熱量。既使炭黑污水實現零排放，又徹底解決了炭黑對環境的污染，保護了當地的水資源，有顯著的經濟效益和社會效益。

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作者簡介：姬保江（1969～），男，吉林人，工程師，1993年畢業于東北農業大學，現什職于浩良河化肥廠生產技術開發科，從事
給排水設計及運行管理工作，電話(0454)8198743，baojaing@0451.com。