CN114409169A - 一种煤气站酚水除油蒸发处理装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤气站酚水处理技术领域，尤其涉及一种煤气站酚水除油蒸发处理工艺，包括步骤一：除油处理；步骤二：气浮除悬浮物净化处理；步骤三：深度净化处理；步骤四：蒸发处理；步骤五：氧化焚烧处理。本发明依次经过除油处理、气浮除悬浮物净化处理、深度净化处理、蒸发处理和氧化焚烧处理实现对煤气站酚水的处理，酚类等可燃有机物经氧化燃烧后生成水和二氧化碳，不仅可以实现酚水中油类物质的回收，还可以实现酚类有机物的再次利用，从而降低了锅炉蒸汽使用量，提高了煤气的热值，节能降耗的经济和社会效益。

Description

一种煤气站酚水除油蒸发处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及煤气站酚水处理技术领域，具体为一种煤气站酚水除油蒸发处理装置及工艺。
背景技术
煤气化作为一种新型清洁能源，广泛应用于机械、冶金、陶瓷和玻璃等工业领域。与此同时，煤气站产生的酚水由酚类、磺化物、氰化物、焦油、悬浮物和氨氮等组成。这些酚水主要来自于煤气自然冷却后产生的冷凝水、焦油池内混合水、装置间断产生的洗涤废水。因酚水具有毒性，不能直接外排，必须经过处理后才能进入后续段。
目前已有技术处理煤气站酚水的方法有：蒸汽化学脱酚法、焚烧法、溶剂萃取脱酚法、树脂脱酚法和磺化煤吸附法等。通过多方研究，这些方法均存在各自严重的问题。为此，积极寻求一种节能环保新技术对处理煤气站酚水至关重要。
根据现有处理煤气站酚水技术成果和经验，从降低二次污染、降低锅炉蒸汽能耗、提高酚水利用率等方面出发，提供一种煤气站酚水除油蒸发处理新工艺，使得煤气站酚水得到有效处理。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种煤气站酚水除油蒸发处理装置及工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种煤气站酚水除油蒸发处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：除油处理，利用除油材料对煤气站来酚水进行多级除油处理，实现轻油、重油和一级酚水的分离；
步骤二：气浮除悬浮物净化处理，一级酚水在净化药剂和气浮的共同作用下去除粒径为50μm-200μm的悬浮颗粒杂质，获得浮渣和二级酚水；
步骤三：深度净化处理，二级酚水在吸附介质颗粒过滤作用下进行深度净化处理去除粒径为20μm-50μm悬浮物杂质，获得浮渣和三级酚水；
步骤四：蒸发处理，将三级酚水进行气化，获得含酚蒸汽；
步骤五：氧化焚烧处理，将含酚蒸汽和空气共同进行氧化燃烧，实现酚类有机物的分解。
优选的，在步骤一中，所述多级除油处理依次包括一级除油处理、二级除油处理和三级除油处理，所述除油材料包括一级除油元件、二级除油元件、三级除油元件和收油元件；一级除油元件进行一级除油处理，二级除油元件进行二级除油处理，三级除油元件和收油元件进行三级除油处理；所述一级除油元件、二级除油元件和收油元件均为亲油疏水型改性高分子有机型材料，所述三级除油元件由破乳材料制成。
优选的，所述一级除油元件表面为光滑多孔道结构，所述一级除油元件表面粗糙度为Ra0.03～0.14；所述二级除油元件表面为粗糙多孔道结构，所述三级除油元件由滤芯破乳元件，所述二级除油元件表面粗糙度为Ra0.65～0.82。
优选的，在步骤二中，所述净化药剂为浮选剂，所述净化药剂包括反相破乳剂和PAC溶液，反向破乳剂和PAC溶液复配形成净化药剂，反相破乳剂和PAC溶液复配时的质量分数比例为0.5：5～2：5，所述净化药剂的加药量为50-100mg/L。
优选的，在步骤二中，所述气浮的进气流量为100-150L/h。
优选的，所述过滤装置中吸附介质颗粒的粒径为0.5-1mm。
优选的，所述三级酚水的蒸发温度为150-200℃，蒸发时间为2-3h。
优选的，在步骤五中，氧化燃烧时，空气进气量与气化剂流量比为1：3～2：3。
优选的，在步骤五中，氧化燃烧时，温度为1100-1800℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明一种煤气站酚水除油蒸发处理工艺依次经过除油处理、气浮除悬浮物净化处理、深度净化处理、蒸发处理和氧化焚烧处理实现对煤气站酚水的处理，酚类等可燃有机物经氧化燃烧后生成水和二氧化碳，不仅可以实现酚水中油类物质的回收，还可以实现酚类有机物的再次利用，从而降低了锅炉蒸汽使用量，提高了煤气的热值，节能降耗的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明的一种煤气站酚水除油蒸发处理工艺的流程示意图。
图2为本发明实施例中的酚水处理装置示意图。
图中：1、煤气站来酚水；2、自来水；3、外供蒸汽；4、反洗水；5、一级油水分离装置；6、二级油水分离装置；7、三级油水分离装置；8、重油池；9、轻油池；10、一级酚水池；11、加药装置；12、排污管；13、备用管；14、反洗水管道；15、气浮装置；16、污泥池；17、二级酚水池；18、过滤提升泵；19、过滤器反洗水泵；20、过滤器；21、三级酚水池；22、酚水蒸发器提升泵；23、蒸汽集气罐；24、备用池；25、酚水蒸发器；26、排污池；27、空气鼓风机；28、二段式煤气炉。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本实施例中酚水处理装置包括油水分离装置、轻油池9、重油池8、一级酚水池10、二级酚水池17、三级酚水池21、污泥池16、气浮装置15、加药装置11、过滤装置、酚水蒸发器25、蒸汽集气罐23、空气鼓风机27和二段式煤气炉28，其中气浮装置15和加药装置11匹配使用。该酚水处理装置具有除油效率高、酚水利用率高、不会产生二次污染、煤气热值大幅度提高等优点。
本发明公开了一种煤气站酚水除油蒸发处理工艺，参照图1，包括以下步骤：
步骤一：在油水分离装置中除油处理，利用除油材料对煤气站来酚水1进行多级除油处理，实现轻油、重油和一级酚水的分离；其中轻油进轻油池9，重油进重油池8，除油后的酚水进入一级酚水池10，油水装置的排污经排污管12进入污泥池16。
多级除油处理依次包括一级除油处理、二级除油处理和三级除油处理，除油材料包括一级除油元件、二级除油元件、三级除油元件和收油元件；一级除油元件进行一级除油处理，二级除油元件进行二级除油处理，三级除油元件和收油元件进行三级除油处理；一级除油元件、二级除油元件和收油元件均为亲油疏水型改性高分子有机型材料，三级除油元件由破乳材料制成。
一级除油元件表面为光滑多孔道结构，一级除油元件表面粗糙度为Ra0.03～0.14，主要针对废水中粒径在100μm以上的浮油油珠进行捕集和聚集；二级除油元件表面为粗糙多孔道结构，二级除油元件表面粗糙度为Ra0.65～0.82，主要针对废水中粒径在10-100μm左右的分散油油珠进行捕集和聚集，三级除油元件为滤芯破乳元件，三级除油元件由破乳材料制成，例如，无纺纤维毡。通过过滤破乳和碰撞聚结原理，将废水中剩余5μm左右的细小油珠聚结成大颗粒油珠，而后油珠之间相互碰撞连接，最终形成粒径100μm以上的油珠，通过收油元件进行收集。
一级除油处理：含油酚水经过第一除油元件处理，酚水中的油粒被第一除油元件表面捕油点结构捕集，在此过程中小油滴长大，当油滴浮力(或受到的重力)大于其附着力时，便脱离第一除油元件表面，分离出轻油在上液面形成油层，当油厚度达到设计值时打开排油阀门排出轻油，轻油进入轻油包。重油(重质物质)下沉，进入设备底部重油包，定期排除设备，实现油水快速分离。酚水经过一级油水分离装置5后，粒径大于100μm的悬浮油、分散油和固体悬浮物基本已经去除。
二级除油处理：一级除油处理后的酚水中残留的小粒径的油珠通过二级油水分离装置6时，被第二除油元件进一步捕获聚结，经过二级油水分离装置6的水有了明显的改观，也体现了设备高效处理能力，减轻后续设备的处理压力。经过第二除油元件处理的酚水，粒径大于40μm的悬浮油、分散油以及固体悬浮物基本已经被去除。
三级除油处理：二级除油处理后的酚水中残留的小粒径的油珠通过三级油水分离装置7时，经三级除油元件破乳和收油元件的聚结处理后再将油滴分离，酚水中大于5μm的油粒基本已经去除，最终酚水水质较好，酚水中油基本去除干净。
一级酚水池10中的一级酚水经酚水提升泵的提升可以对一级油水分离装置5和二级油水分离装置6进行反洗，外供蒸汽3进入三级油水分离装置7内进行热蒸汽反洗，反洗后的反洗水退入一级酚水池10，一级酚水池10的反洗水经备用管13退入备用池24。
步骤二：在气浮装置15中进行气浮除悬浮物净化处理，一级酚水在净化药剂和气浮的共同作用下进行悬浮颗粒杂质的去除，获得浮渣和二级酚水，浮渣溢流进入污泥池16中，池底污泥排入污泥池16中，二级酚水进入二级酚水池17中。
净化药剂为浮选剂，反向破乳剂和PAC溶液复配形成净化药剂，反相破乳剂和PAC溶液复配时的质量分数比例为0.5：5～2：5。净化药剂的加药量为50-100mg/L，现场药剂投加量范围为80-100mg/L。气浮的进气流量为100-150L/h。
步骤三：在过滤器20中深度净化处理，二级酚水在吸附介质颗粒过滤作用下进行深度净化处理去除小颗粒状悬浮物杂质，获得浮渣和三级酚水。其中，吸附介质颗粒的粒径为0.5-1mm。
过滤器20的相关参数设置如下：气洗强度为：0.08MPa，气洗时间为5min；水洗强度为：50Hz，水洗时间为5min。反洗时间：10min，反洗周期：24h。
过滤提升泵18可以将一级酚水池10中的水打入过器20中进行过滤净化处理。过滤器20运行至一定时间后，开启过滤器反洗水泵19，对过滤器20中滤料进行反洗，清洗其中截留的悬浮物杂质。过滤器20中的反洗出水经过反洗管道14进入一级酚水池10或者备用池24，重新回到前端进行处理。
步骤四：三级酚水经过酚水蒸发器提升泵22的提升进入酚水蒸发器25，在酚水蒸发器25中进行蒸发处理，将三级酚水进行气化，获得含酚蒸汽，并利用蒸汽集气罐23进行收集和储存。其中，蒸发温度为150-200℃，蒸发时间为2-3h。酚水蒸发器25的排污进入排污池26。
步骤五：在二段式煤气炉28中进行氧化焚烧处理，将含酚蒸汽和利用空气鼓风机27通入的空气共同进行氧化燃烧，生成二氧化碳和水，从而实现酚类有机物的分解。氧化燃烧时，空气进气量与气化剂流量比为1：3～2：3，温度为1100-1800℃。
实施例1：
原工艺：原有酚水处理工艺为通过去除酚水中焦油和酚氨类有机物，除油脱酚和蒸氨后水进入到生化***中，生化***中微生物对焦油、酚氨等有极强的敏感性，导致实际处理水量无法跟上现场每日产生的酚水水量(实际处理量仅为4吨/日)，影响现场正常生产。
现工艺：甘肃某铅锌冶炼厂煤气站酚水处理***，首先采用油水分离装置对煤气站来酚水1进行除油处理，除油后的一级酚水进入一级酚水池10内存储收集；一级酚水池10内的一级酚水经提升泵打入气浮装置15内，在气浮进气量为100L/h，浮选剂投加量为50g/L，经过滤器20进一步去除悬浮物处理后，出水进入三级酚水池21内存储。而后三级酚水池21内酚水经管道输送至酚水蒸发器24内于150℃下蒸发2h，所形成的含酚蒸汽进入二段式煤气炉28内进行氧化焚烧。
此过程中：考虑到煤气站来酚水1的水质波动的影响(来水水质复杂的情况下)，气浮用量控制在100L/h左右，浮选剂用量控制在50mg/L之间，参数最大量为应对应煤气站来分水1的水质复杂的状况(来水含油、悬浮物含量大)，酚水蒸发器24温度为150℃，蒸发时间为2h，二段式煤气炉28温度为1100-1800℃，最大参数为考虑到来水水量波动的影响(由600m3/h提高到800m3/h)，可提高温度来加快酚水的处理速度。此并非是基于试验来进行不同参数点状况的研究。在此条件下，厂内每小时气化3.5t煤，每小时处理酚水量为680Kg，每日处理酚水约为16吨。
实施例2：
首先采用油水分离装置对煤气站来酚水1进行除油处理，除油后的一级酚水进入一级酚水池10内存储收集；一级酚水池10内的一级酚水经提升泵打入气浮装置15内，在气浮进气量为80L/h，浮选剂投加量为70mg/L，经过滤器20进一步去除悬浮物处理后，出水进入三级酚水池21内存储。而后三级酚水池21内酚水经管道输送至酚水蒸发器24内于170℃下蒸发2.5h，所形成的含酚蒸汽进入二段式煤气炉28内进行氧化焚烧。
实施例3：
原工艺：原有酚水处理工艺为燃煤锅炉治理含酚废水，此处理过程中将酚水与锅炉燃煤进行混合后添加进入到锅炉中作为燃料使用，但因酚水中挥发酚、氰浓度高对锅炉操作人员和环境造成严重危害，且锅炉负荷不稳定导致的酚类物质无法进行深度分解而造成环境危害化，不得已此***进行停运，每日处理酚水量仅为6吨左右。
现工艺：广东佛山某建材陶瓷厂，利用此处理工艺***对所产生的酚水进行处理，经现场调研，此过程所产生的酚水水质与铅锌冶炼厂内酚水水质基本差异较小，因此，选择和利用相同的工艺对酚水进行处理。处理过程和装置与甘肃铅锌冶炼厂一致，考虑到酚水水质和水量的变化和波动情况，现场所投加药剂和各装置运行参数均在原参数的基础上提高相应的数量级以保障***能够平稳正常运行。此过程中厂内每小时气化4t的煤，每小时处理酚水水量为500Kg，每日处理酚水约为12吨。
在气浮进气量为150L/h，浮选剂投加量为100mg/L，经过滤器20进一步去除悬浮物处理后，出水进入三级酚水池21内存储。而后三级酚水池21内酚水经管道输送至酚水蒸发器24内于200℃下蒸发3h，所形成的含酚蒸汽进入二段式煤气炉28内进行氧化焚烧。

Claims (9)

1.一种煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：除油处理，利用除油材料对煤气站来酚水进行多级除油处理，实现轻油、重油和一级酚水的分离；
步骤二：气浮除悬浮物净化处理，一级酚水在净化药剂和气浮的共同作用下去除粒径为50μm-200μm的悬浮颗粒杂质，获得浮渣和二级酚水；
步骤三：深度净化处理，二级酚水在吸附介质颗粒过滤作用下进行深度净化处理去除粒径为20μm-50μm悬浮物杂质，获得浮渣和三级酚水；
步骤四：蒸发处理，将三级酚水进行气化，获得含酚蒸汽；
步骤五：氧化焚烧处理，将含酚蒸汽和空气共同进行氧化燃烧，实现酚类有机物的分解。
2.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤一中，所述多级除油处理依次包括一级除油处理、二级除油处理和三级除油处理，所述除油材料包括一级除油元件、二级除油元件、三级除油元件和收油元件；一级除油元件进行一级除油处理，二级除油元件进行二级除油处理，三级除油元件和收油元件进行三级除油处理；所述一级除油元件、二级除油元件和收油元件均为亲油疏水型改性高分子有机型材料，所述三级除油元件由破乳材料制成。
3.根据权利要求2所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，所述一级除油元件表面为光滑多孔道结构，所述一级除油元件表面粗糙度为Ra0.03～0.14；所述二级除油元件表面为粗糙多孔道结构，所述二级除油元件表面粗糙度为Ra0.65～0.82。
4.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤二中，所述净化药剂为浮选剂，所述净化药剂包括反相破乳剂和PAC溶液，反向破乳剂和PAC溶液复配形成净化药剂，反相破乳剂和PAC溶液复配时的质量分数比例为0.5：5～2：5，所述净化药剂的加药量为50-100mg/L。
5.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤二中，所述气浮的进气流量为100-150L/h。
6.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤三中，所述吸附介质颗粒的粒径为0.5-1mm。
7.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤四中，所述三级酚水的蒸发温度为150-200℃，蒸发时间为2-3h。
8.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤五中，氧化燃烧时，空气进气量与酚蒸汽的流量比为1：3～2：3。
9.根据权利要求1所述的煤气站酚水除油蒸发处理工艺，其特征在于，在步骤五中，氧化燃烧时，温度为1100-1800℃。
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