CN109437350B - 化工三废综合治理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工三废综合治理***，包括蒸干一体化***、无氧催化热裂解***、混合盐分离***以及RCO低温催化氧化***，所述蒸干一体化***的出口与所述无氧催化热裂解***的进口相连，所述无氧催化热裂解***的固体排放出口与所述混合盐分离***进口相连，所述无氧催化热裂解***的气体排放口与所述RCO低温催化氧化***的进口相连。本发明还公开了一种化工三废综合治理方法。本发明能够实现废水零排放，固废资源化、产品化，废气能够达标排放或实现余热回收。

Description

化工三废综合治理***及方法
技术领域
本发明涉及化工三废处理技术领域，尤其涉及一种化工三废综合治理***及方法。
背景技术
随着社会的进步，化工生产为人类带来了各种便利，满足人们日益增长的生活需求，但是在化工生产过程中会产生大量的化工污染物，化工污染物主要包括废气、废水和固废(简称“三废”)，如果不经过处理直接排放，会对环境造成极大的破坏。
当前对于化工三废的处理思路都是采用分而治之的思路，即，将废水、废气和固废分开处理。化工废水具有高COD高含盐难生物降解等特性，通常采用的方法是利用生化处理与物化处理相结合的方式，但是这种方法在处理过程中会产生大量的固废。固废处理通常采用焚烧、填埋或热解的方法，焚烧会形成二次污染；填埋会对土壤造成污染；热解通常情况下会产生二噁英，而且炉体内温度较高，容易发生结焦等现象。废气处理通常采用的方法为吸附法、燃烧法等，处理不彻底。此外，三废分开处理会消耗大量的物耗和能耗，很不经济。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种化工三废综合治理***及方法，能够实现化工三废的减量化、资源化和能源化，尤其适用于高盐高COD化工三废处理。
根据本发明的一方面，提供了一种化工三废综合治理***，包括蒸干一体化***、无氧催化热裂解***、混合盐分离***以及RCO低温催化氧化***，所述蒸干一体化***的出口与所述无氧催化热裂解***的进口相连，所述无氧催化热裂解***的固体排放出口与所述混合盐分离***进口相连，所述无氧催化热裂解***的气体排放口与所述RCO低温催化氧化***的进口相连。
在一些实施方式中，所述蒸干一体化***可包括蒸发单元和干燥单元。
在一些实施方式中，所述无氧催化热裂解***可包括进料单元、热裂解单元、出料单元、冷凝单元、不凝气体处理单元、油水分离单元、冷却单元及水处理单元，所述热裂解单元包括用于加热的燃气***，其中，
-进料单元的进口与蒸干一体化***的出口相连，其出口与热裂解单元的入口相连；
-热裂解单元的出口1与出料单元的入口相连，将热裂解单元处理后的固体物料送至出料单元；
-出料单元的出口与混合盐分离***的入口相连；
-热裂解单元的出口2与冷凝单元的入口相连，将在热裂解单元所产生的气体送至冷凝单元；
-冷凝单元的出口1与不凝气体处理单元的入口相连，将在冷凝单元所产生的不凝气体送至不凝气体处理单元；
-冷凝单元的出口2与油水分离单元的入口相连，将在冷凝单元所产生的液态油水混合物送至油水分离单元；
-不凝气体处理单元的出口1与RCO低温催化氧化***的入口相连，或者与热裂解单元的燃气***的入口相连，将在不凝气体处理单元所处理的气体送至RCO低温催化氧化***或热裂解单元燃气***；
-不凝气体处理单元的出口2与油水分离单元的入口相连，将在不凝气体处理单元所产生的液体送至油水分离单元；
-油水分离单元的出口1与冷却单元相连，将在油水分离单元分离出的水送至冷却单元；
-油水分离单元的出口2与热裂解单元的入口相连，将在油水分离单元所产生的沉淀污泥送至热裂解单元；
-油水分离单元的出口1与水处理单元的入口相连，将在油水分离单元所产生的多余的水送至水处理单元；
-水处理单元的出口1与蒸干一体化***的蒸发单元的入口相连，将水处理单元处理后的水送至蒸发单元，蒸发水实现循环利用；
-水处理单元的出口2与热裂解单元的入口相连，将在水处理单元所产生的沉淀污泥送至热裂解单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种化工三废综合治理方法，包括以下步骤：
a.将废水经过蒸发干燥一体化***，实现固液分离，生成蒸发水和蒸发干燥产生的固废，其中蒸发水回用至生产线；
b.将步骤a中生成的固废导入无氧催化热裂解***，所述无氧催化热裂解***包括进料单元、热裂解单元、出料单元、冷凝单元、不凝气体处理单元、油水分离单元、冷却单元及水处理单元，所述热裂解单元包括用于加热的燃气***，进行如下步骤：
1)通过进料单元，将固废送至热裂解单元，在无氧的条件下，将固废加热至550℃-650℃，停留时间约48分钟，生成炭、盐混合物及热解气，将热解气导入冷凝单元，将生成的炭、盐混合物导入出料单元；
2)将步骤1)中的热解气导入冷凝单元，其中一部分气体冷凝成液态的油水混合物，另一部分气体为不凝气；
3)将步骤2)中的不凝气导入不凝气体处理单元进行处理。该气体先经除雾器去除残留水分后导入NaOH水洗罐内去除残留无机氯化物及SO2、SO3等，之后经气液分离器及电除雾罐以除去混杂在其中的固体颗粒物和直径大于或等于0.3um的液滴，经分离后的不凝气分为处理气和再生气两部分：处理气通过分子筛吸附塔进行处理；再生气流经换热器加热到分子筛再生需要的温度300℃左右后，再流入吸附塔内，自上而下，汽提出床层中的浓缩分，湿热的再生气进入冷凝器冷凝出液体，随后在气液分离器中分离液体后与进入吸附塔前的处理气混合，即完成整个循环过程；
4)从步骤2)中的油水混合物和步骤3)中分离出的液体导入油水分离单元，经过气浮、沉降、分离，将气浮池上层冷凝油导入油储罐进行出售或过滤后精制用作燃料补燃，将其所产生的比重较大的絮凝物送到热裂解单元中重新处理，分离出来的水进入冷却单元，用于***循环使用；
5)将油水分离单元产生的多余的水送入水处理单元，经加药絮凝后，污水中的污染物经斜板沉淀池形成沉淀污泥后送入热裂解单元继续处理；
c.将步骤1)中的炭、盐混合物通过出料单元导入混合盐分离***，根据盐种类的特征，按需利用化学转化、分离、盐析、冷冻等工序，使分离纯化的盐种类达到国家或行业标准；
d.将步骤3)中经不凝气体处理单元处理后的气体导入RCO低温催化氧化***进行处理，达标排放；或将处理后的气体导入热裂解单元的燃气***，实现余热回收。
本发明的有益效果：
1)本发明首次应用于化工三废综合治理，能够实现污染物的减量化、无害化、资源化。
2)本发明在处理过程中会产生附属价值，如冷凝油、炭、盐的回收利用等，***运行成本较低，产生的效益巨大。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。
本发明的化工三废综合处理***，包括：蒸干一体化***、无氧催化热裂解***、混合盐分离***、RCO低温催化氧化***。其中，蒸干一体化***的出口与无氧催化热裂解***的进口相连，无氧催化热裂解***的固体排放出口与混合盐分离***的进口相连，无氧催化热裂解***的气体排放口与RCO低温催化氧化***的进口相连。
蒸干一体化***包括蒸发单元和干燥单元。
无氧催化热裂解***包括进料单元、热裂解单元、冷凝单元、出料单元、不凝气体处理单元、油水分离单元、冷却单元及水处理单元，热裂解单元包括用于加热的燃气***。其中，
-进料单元的进口与蒸干一体化***的出口相连，其出口与热裂解单元的入口相连；
-热裂解单元的出口1与出料单元的入口相连，将热裂解单元处理后的固体物料送至出料单元；
-出料单元的出口与混合盐分离***的入口相连；
-热裂解单元的出口2与冷凝单元的入口相连，将在热裂解单元所产生的气体送至冷凝单元；
-冷凝单元的出口1与不凝气体处理单元的入口相连，将在冷凝单元所产生的不凝气体送至不凝气体处理单元；
-冷凝单元的出口2与油水分离单元的入口相连，将在冷凝单元所产生的液态油水混合物送至油水分离单元；
-不凝气体处理单元的出口1与RCO低温催化氧化***的入口相连，或者与热裂解单元的燃气***的入口相连，将在不凝气体处理单元所处理的气体送至RCO低温催化氧化***或热裂解单元燃气***；
-不凝气体处理单元的出口2与油水分离单元的入口相连，将在不凝气体处理单元所产生的液体送至油水分离单元；
-油水分离单元的出口1与冷却单元相连，将在油水分离单元分离出的水送至冷却单元；
-油水分离单元的出口2与热裂解单元的入口相连，将在油水分离单元所产生的沉淀污泥送至热裂解单元；
-油水分离单元的出口1与水处理单元的入口相连，将在油水分离单元所产生的多余的水送至水处理单元；
-水处理单元的出口1与蒸干一体化***的蒸发单元的入口相连，将水处理单元处理后的水送至蒸发单元，蒸发水实现循环利用；
-水处理单元的出口2与热裂解单元的入口相连，将在水处理单元所产生的沉淀污泥送至热裂解单元。
下面对各个单元作具体的说明：
1)进料单元
进料单元是无氧催化热裂解***的第一道工序，将固废送至热裂解单元。具体地，固废进入进料单元后，首先被送入料仓，经料仓底部带有称重模块的齿边破碎螺旋输送机破碎和称重后，被送入进料预热螺旋输送机；进料预热螺旋输送机上设置有U型换热夹套的螺旋槽，其中的固废通过经出料及烟囱换热后的循环去离子水间接预热到85℃～92℃后进入料斗，随后进入旋转桨式气锁，从而调节进入热裂解单元中的固废的量。
2)热裂解单元
作为核心单元，热裂解单元利用燃气***将来自进料单元的固废加热到550℃-650℃，最长停留时间可以达到48分钟，以蒸发分解固废中的有机物，实现固废和热解气(轻质油、水蒸气等)的分离。
3)出料单元
出料单元主要是将热裂解单元处理后的固废通过喷水冷却后，通过出料螺旋输送机导入出料仓，进而导入混合盐分离***。
4)冷凝单元
在热裂解单元所产生的气体经冷凝单元冷凝、冷却后，其中部分气体将被冷凝并形成液态油水混合物，进入油水分离单元。同时，有小部分体积的蒸气无法被冷凝，这是不可凝气体，这部分气体进入不凝气体处理单元。
5)不凝气体处理单元
将来自冷凝单元的不凝气体经除雾器去除其中的残留水分后，导入NaOH水洗罐内去除其中的残留无机氯化物及SO2、SO3等，之后经气液分离器及电除雾罐，以除去混杂在其中的固体颗粒物和直径大于或等于0.3um的液滴。经分离后的不凝气分为处理气和再生气两部分：处理气，其通过分子筛吸附塔和过滤装置除去其中大部分的残留污染物后，剩余的残留污染物进入RCO低温催化氧化***，经RCO低温催化燃烧，最后达标后排放大气或者将处理后的气体导入热裂解单元的燃气***，实现余热回收；再生气，其流经换热器加热到分子筛再生需要的温度后，再流入吸附塔内，自上而下，汽提出床层中的浓缩分，湿热的再生气再次进入冷凝器冷凝出液体，随后在气液分离器中分离液体后与进入吸附塔前的处理气混合，完成整个循环过程。
6)油水分离单元
在油水分离单元，由冷凝单元和不凝气体处理单元所产生的液体进入电气浮沉淀池进行电凝聚气浮分离。经过气浮、沉降、分离，将气浮池上层冷凝油导入油储罐进行出售或在过滤后精制用作燃料补燃，将其所产生的絮凝沉淀污泥重新导回到热裂解单元进行处理，分离出来的水进入冷却单元。
7)冷却单元
在冷却单元，电气浮沉淀池分离出来的一部分水进入水冷塔进行冷却，用于***循环使用。
8)水处理单元
将油水分离单元产生的多余的水送至水处理单元，经加药絮凝后，形成的沉淀污泥可定期送至热裂解单元继续处理，将水处理单元处理后的水送至蒸干一体化***的蒸发单元，蒸发水实现循环利用。
采用上述处理***，化工生产线所产生的废水先经过蒸干一体化***实现固液分离得到蒸发水和固废(主要包括有机固废和混合盐)，蒸发水回用至生产线，固废进入无氧催化热裂解***进行处理。利用无氧催化热裂解***处理固废后产生的气体被导入RCO低温催化氧化燃烧，达标后排放大气或将处理后的气体导入热裂解单元的燃气***，实现余热回收，而处理后的固废(主要成分为混合盐和炭)，被送至混合盐分离***：第一步先溶解渣盐和炭，然后经过过滤装置回收炭，混合盐水溶液利用物理化学方法，从而将不同的盐类分离纯化，根据混合盐的种类具体情况具体分析。
下面结合具体实施例对本发明进行的详细说明。本实例以爱沃特裕立化工(江苏)有限公司的三废处理项目为例进行说明。
爱沃特裕立化工(江苏)有限公司主要经营生产6-溴-2萘甲酸(6B2NA)、双氨酚-AF(BAP-AF)、2-甲基-3-甲氧基苯甲酸(MMBA)、3，5-二甲基苯甲酸(DMBA)。在生产以上药剂及药剂中间体时会产生废水、废气和固废(三废)，废水中含有大量的难降解有机物、苯、酚类物质，以及大量的氯化物、盐类物质；固废为厂区的固废残渣；废气为车间产生的VOCs。
采用上述处理***，按照以下步骤对爱沃特裕立化工生产线所产生的三废进行处理：
1、将废水经过蒸发干燥一体化***，实现固液分离，生成蒸发水和蒸发干燥产生的有机固废和渣盐，其中蒸发水回用至生产线。
2、将步骤1中生成的有机固废和渣盐及厂区的固废残渣(为方便说明，下面将统称为总固废)导入无氧催化热裂解***，进行如下步骤：
1)通过进料单元，将总固废送至热裂解单元，在热裂解单元，在无氧的条件下，将总固废加热至550℃，停留时间约48分钟，生成炭、盐混合物及热解气，将炭、盐混合物通过出料单元导入混合盐分离***，将热解气导入冷凝单元。
2)将步骤1)中的热解气导入冷凝单元，一部分气体冷凝成液态的油水混合物，该油水混合物被导入油水分离***，分离出来的冷凝油可作为燃料回收；另一部分气体为不凝气，将该不凝气导入不凝气体处理单元进行处理。
3)不凝气导入不凝气体处理单元进行处理，该气体先经除雾器去除其中残留水分后导入NaOH水洗罐内去除残留无机氯化物及SO2、SO3等，之后经过气液分离器及电除雾罐以除去混杂在其中的固体颗粒物和直径大于或等于0.3um的液滴。经分离后的不凝气分为处理气和再生气两部分：处理气，其通过分子筛吸附塔和过滤装置除去其中大部分的残留污染物后，剩余的残留污染物进入RCO低温催化氧化***，经RCO低温催化燃烧，最后达标后排放大气；再生气，其流经换热器加热到分子筛再生需要的温度后，再流入吸附塔内，自上而下，汽提出床层中的浓缩分，湿热的再生气再次进入冷凝器冷凝出液体，随后在气液分离器中分离液体后与进入吸附塔前的处理气混合，完成整个循环过程。
4)从冷凝单元罐体底部排出的油水混合物和从不凝气体处理单元罐体底部排出的液体进入油水分离单元后，在电气浮沉淀池进行电凝聚气浮分离，经过气浮、沉降、分离，将气浮池上层冷凝油导入油储罐进行出售或过滤后精制用作燃料补燃，将其所产生的比重较大的絮凝物沉降到设备底部的锥形斗里面，定期送到储罐后送到热裂解单元中重新处理，分离出来的水进入冷却单元，用于***循环使用。
5)将油水分离单元产生的多余的水送至水处理单元，经加药絮凝后，形成的沉淀污泥可定期送至热裂解单元继续处理，将水处理单元处理后的水送至蒸干一体化***的蒸发单元，蒸发水实现循环利用。
3、无氧催化热裂解***处理后的炭、盐混合物进入混合盐分离***，先用水溶解分离出炭回收，因为爱沃特裕立化工在生产过程中产生的盐类主要为氯化钠和硫酸钠，所以利用脱硫、絮凝沉降、冷冻、蒸发等工序分离出氯化钠和硫酸钠；然后通过加入碳酸氢铵，利用化学转化、分离、盐析、冷冻等工序，生成的碳酸氢钠产品回用、氯化铵产品、硫酸铵产品外售。
在本实例中，爱沃特裕立化工车间内产生的VOCs可以随无氧催化热裂解***中经分子筛吸附后的气体一同被导入RCO低温催化氧化燃烧，最后达标后排放大气。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以对本发明的实施例做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (2)

1.一种化工三废综合治理***，其特征在于，包括蒸干一体化***、无氧催化热裂解***、混合盐分离***以及RCO低温催化氧化***，所述蒸干一体化***的出口与所述无氧催化热裂解***的进口相连，所述无氧催化热裂解***的固体排放出口与所述混合盐分离***进口相连，所述无氧催化热裂解***的气体排放口与所述RCO低温催化氧化***的进口相连；
所述蒸干一体化***包括蒸发单元和干燥单元；所述无氧催化热裂解***包括进料单元、热裂解单元、出料单元、冷凝单元、不凝气体处理单元、油水分离单元、冷却单元及水处理单元，所述热裂解单元包括用于加热的燃气***，其中，
-进料单元的进口与蒸干一体化***的出口相连，其出口与热裂解单元的入口相连；
-热裂解单元的出口1与出料单元的入口相连，将热裂解单元处理后的固体物料送至出料单元；
-出料单元的出口与混合盐分离***的入口相连；
-热裂解单元的出口2与冷凝单元的入口相连，将在热裂解单元所产生的气体送至冷凝单元；
-冷凝单元的出口1与不凝气体处理单元的入口相连，将在冷凝单元所产生的不凝气体送至不凝气体处理单元；
-冷凝单元的出口2与油水分离单元的入口相连，将在冷凝单元所产生的液态油水混合物送至油水分离单元；
-不凝气体处理单元的出口1与RCO低温催化氧化***的入口相连，或者与热裂解单元的燃气***的入口相连，将在不凝气体处理单元所处理的气体送至RCO低温催化氧化***或热裂解单元燃气***；
-不凝气体处理单元的出口2与油水分离单元的入口相连，将在不凝气体处理单元所产生的液体送至油水分离单元；
-油水分离单元的出口1与冷却单元相连，将在油水分离单元分离出的水送至冷却单元；
-油水分离单元的出口2与热裂解单元的入口相连，将在油水分离单元所产生的沉淀污泥送至热裂解单元；
-油水分离单元的出口1与水处理单元的入口相连，将在油水分离单元所产生的多余的水送至水处理单元；
-水处理单元的出口1与蒸干一体化***的蒸发单元的入口相连，将水处理单元处理后的水送至蒸发单元，蒸发水实现循环利用；
-水处理单元的出口2与热裂解单元的入口相连，将在水处理单元所产生的沉淀污泥送至热裂解单元。
2.一种化工三废综合治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将废水经过蒸发干燥一体化***，实现固液分离，生成蒸发水和蒸发干燥产生的固废，其中蒸发水回用至生产线；
b.将步骤a中生成的固废导入无氧催化热裂解***，所述无氧催化热裂解***包括进料单元、热裂解单元、出料单元、冷凝单元、不凝气体处理单元、油水分离单元、冷却单元及水处理单元，所述热裂解单元包括用于加热的燃气***，进行如下步骤：
1)通过进料单元，将固废送至热裂解单元，在无氧的条件下，将固废加热至550℃-650℃，停留时间48分钟，生成炭、盐混合物及热解气，将热解气导入冷凝单元，将生成的炭、盐混合物导入出料单元；
2)将步骤1)中的热解气导入冷凝单元，其中一部分气体冷凝成液态的油水混合物，另一部分气体为不凝气；
3)将步骤2)中的不凝气导入不凝气体处理单元进行处理，该气体先经除雾器去除残留水分后导入NaOH水洗罐内去除残留无机氯化物及SO2、SO3，之后经气液分离器及电除雾罐以除去混杂在其中的固体颗粒物和直径大于或等于0.3um的液滴，经分离后的不凝气分为处理气和再生气两部分：处理气通过分子筛吸附塔进行处理；再生气流经换热器加热到分子筛再生需要的温度300℃后，再流入吸附塔内，自上而下，汽提出床层中的浓缩分，湿热的再生气进入冷凝器冷凝出液体，随后在气液分离器中分离液体后与进入吸附塔前的处理气混合，即完成整个循环过程；
4)从步骤2)中的油水混合物和步骤3)中分离出的液体导入油水分离单元，经过气浮、沉降、分离，将气浮池上层冷凝油导入油储罐进行出售或过滤后精制用作燃料补燃，将其所产生的比重较大的絮凝物送到热裂解单元中重新处理，分离出来的水进入冷却单元，用于***循环使用；
5)将油水分离单元产生的多余的水送入水处理单元，经加药絮凝后，污水中的污染物经斜板沉淀池形成沉淀污泥后送入热裂解单元继续处理；
c.将步骤1)中的炭、盐混合物通过出料单元导入混合盐分离***，根据盐种类的特征，按需利用化学转化、分离、盐析、冷冻工序，使分离纯化的盐种类达到国家或行业标准；
d.将步骤3)中经不凝气体处理单元处理后的气体导入RCO低温催化氧化***进行处理，达标排放；或将处理后的气体导入热裂解单元的燃气***，实现余热回收。
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