CN204848544U - 一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，包括：预处理装置、中间水罐、脱酸氨塔，以及脱酚萃取塔。脱酸氨塔的顶部设置有冷进料入口和酸性气体出口，脱酸氨塔的上部设置有热进料入口和氨气出口，所述氨气出口经气液分离器与中间水罐的入口相连；脱酚萃取塔的上部设置有兰炭废水入口，经脱酸脱氨后的兰炭废水经由该兰炭废水入口进入到脱酚萃取塔，所述脱酚萃取塔的底部设置有溶剂入口，所述脱酚萃取塔的顶部设置有萃取相出口，该萃取相出口与酚塔入口相连，所述脱酚萃取塔的底部进一步设置有水塔，水塔出口与分液器入口相连，分液器设置有两个溶剂出口和水相出口，其中，溶剂出口与脱酚萃取塔的溶剂入口相连，水相出口与中间水罐入口相连。

Description

一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置

【技术领域】

本实用新型涉及煤的分质利用废水处理领域，具体是指一种兰炭生产废水除煤焦油、脱氨、脱酚等多级资源化回收利用工艺装置。

【背景技术】

我国能源结构是贫油、少气、多煤，为解决我国资源结构状况与经济发展的矛盾，减少对原油的依赖，近几年在我国主要产煤区积极发展煤的分质利用等。煤的分质利用极大的提高了煤的综合利用价值，而煤的分质利用过程中产生的废水成份复杂，不易处理。因此，合理的废水处理技术的使用，是煤的分质利用产业走上良性发展循环经济的保障，实现经济发展与环境保护的共赢。

兰炭生产，主要是以不(弱)粘煤为原料的一种中低温干馏工艺，通过约650℃中低温干馏生产一种高固定碳含量的固体物质，即兰炭。经过多年的发展，兰炭产业己成为承接原煤分质利用及载能工业，并因为良好的使用特性及低廉的价格广泛用于电石、铁合金、化肥造气、民用清洁型煤制造行业。生产兰炭过程中还会副产煤焦油和焦炉荒煤气等资源，内燃式直竖炉一般约1.6t原煤产1t兰炭，产约0.1t煤焦油，产约700标方荒煤气。兰炭生产过程中，通过循环水来进行降温和传质，将低温干馏过程中产生的荒煤气中的煤焦油、酚、氨等多种物质带到循环水中，然后通过油水分离装置回收煤焦油，现常用的回收煤焦油的方法是用约20个每个100立方容量的大罐串联，循环水依次流过每个大罐进行平流沉降分离回收煤焦油。

与焦炭高温(约1000℃)干馏工艺相比较，兰炭中低温干馏脱除挥发份所生成的煤气未经高温二次裂解，荒煤气洗涤水中含有大量未被高温氧化的污染物，其浓度要比焦化废水高出10倍左右。兰炭在原煤的低温干馏、煤气净化过程中产生的废水成分复杂，含有大量环链有机化合物、叠氮类无机化合物，水中的油、氨氮、酚、COD、SS等含量很高，如COD含量约40000mg/l,氨氮含量约3000mg/l,总酚含量约15000mg/l,兰炭生产废水中污染物的浓度高且成分复杂，使兰炭生产废水很难处理，严重环境污染，与国家倡导的“节能减排”保护环境的方针政策不相适应。

目前国内处理兰炭生产废水常用方式有两种,一种是生化处理,一种是焚烧处理，以下就针对现有的两种处理方法存在的问题给予说明。采用现有的生化废水处理,典型的存在以下问题：兰炭废水的成份特别复杂,可生化性低，而经常说的零排放,仅是把处理后的废水重新用于生产中(比如熄焦方面),用于熄焦时,仅是把废水变成废气排入大气中,还会造成二次污染。

采用焚烧方法处理废水,从设计原理上存在着最大的缺陷,即:废水直接喷入煤气燃烧的火焰中,从化学基础原理而言,属不完全燃烧,势必产生大量的CO,而针对部分有机物,如氨和氰无法彻底去除,而大量的CO需要在1100℃下存在时间为1s,才能氧化成CO2焚烧炉占地面积很大,焚烧的热量又无法充分利用,水无法再行利用,造成能源和水的极大浪费,同时维护和运行成本偏高,在焚烧处理过程中,所含的氰化物和部分氨氮化物无法进行处理后再排到大气中,造成大气污染。

以上两种方法还有一个共同的不足之处，废水中的一些有用成分，如煤焦油、酚、氨等没有进行回收，使资源得不到回收利用，这不仅造成资源的重大浪费，还污染了环境。为了能够解决兰炭生产废水造成的环境污染问题，并将兰炭生产废水资源化利用，开发出了一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是从兰炭生产废水中分离并回收煤焦油、氨、酚等物质，一方面处理兰炭废水使其达到回用或排放的环保要求，另一方面又回收了具有较高经济价值的资源。本实用新型体现了兰炭生产废水处理效果好、回收利用兰炭生产废水中有用资源，及其运行费用低、处理后的兰炭废水易于生化等优点。为兰炭行业提供一种资源化处理兰炭生产废水的工艺装置，能够有效提高兰炭行业的经济竞争力，促进兰炭行业的清洁生产，实现循环经济发展。

一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，包括：预处理装置：去除掉兰炭废水中的大部分油及杂质；中间水罐：均衡调节兰炭废水的水量，其入口与预处理装置的出口相连；脱酸氨塔：脱酸氨塔的顶部设置有脱酸氨塔填料上段冷进料入口和酸性气体出口，脱酸氨塔的上部设置有热进料入口和氨气出口，所述氨气出口经气液分离器与中间水罐的入口相连；脱酚萃取塔：脱酚萃取塔的上部设置有兰炭废水入口，经脱酸脱氨后的兰炭废水经由该兰炭废水入口进入到脱酚萃取塔，所述脱酚萃取塔的底部设置有溶剂入口，所述脱酚萃取塔的顶部设置有萃取相出口，该萃取相出口与酚塔入口相连，所述脱酚萃取塔的底部进一步设置有水塔，水塔出口与分液器入口相连，分液器设置有两个溶剂出口和水相出口，其中，溶剂出口与脱酚萃取塔的溶剂入口相连，水相出口与中间水罐入口相连。

所述脱酸氨塔的酸性气体出口与酸性气体回收***的入口相连，所述氨气出口连接有氨水冷却器，氨水冷却器的出口连接所述气液分离器。

所述气液分离器的富氨出口经氨吸收槽与氨水贮槽入口相连，所述气液分离器的水溶液出口与中间水罐的入口相连，所述氨吸收槽内盛有水，富氨在氨吸收槽内被水吸收生成浓度大于15％的氨水。

所述酚塔的顶部设置有溶剂出口，该溶剂出口与脱酚萃取塔的溶剂入口相连。

所述预处理装置包括首尾相连的隔油罐以及多级过滤分离装置，所述每一级过滤分离装置包括首尾相连的过滤器和油水分离器。

所述隔油罐设置有具有旋流和沉降区蜂窝斜管作用的中心筒。

所述多级过滤分离装置包括两级过滤分离装置，经过两级过滤分离装置后，过滤精度小于2μm。

所述多级过滤分离装置包括两级过滤分离装置，经过两级过滤分离装置后，煤焦油含量低于300ppm。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型首先通过预处理装置将大部分的煤焦油进行回收，接着，通过脱酸氨塔回收氨，通过脱酚萃取塔提取并回收酚，其中，废水中氨氮的回收率高达85％，总酚回收率大于95％，COD的去除率大于90％，废水中的煤焦油降低到300ppm以下，煤焦油回收率达80％。

【附图说明】

图1是本实用新型的流程示意图。

【具体实施方式】

本实用新型的装置主要包括油水分离、脱酸氨、萃取脱酚等三个单元，包含隔油罐、1#精密过滤器、1#油水分离器、2#精密过滤器、2#油水分离器、中间水罐、脱酸氨塔、氨水冷却器、氨水贮槽、氨吸收槽、脱酚萃取塔、酚塔、水塔、分液器等设备。

本实用新型运行工艺是将来自生产***的兰炭废水送入隔油罐，通过隔油罐除去水中较易分离的浮油及分散油。隔油罐出水进入1#精密过滤器除去微小粒径杂质，同时部分煤焦油从水中分离出来被回收，1#油水分离器的进口连接1#精密精过滤器出口，1#精密精过滤器出水进入1#油水分离器，大部分分散油及部分乳化油被分离回收。1#油水分离器出水送入2#精密过滤器，将水中的细微杂质及残留的悬浮物分离除去，过滤精度小于2μm，同时分离回收部分煤焦油。2#精密过滤器出水进入2#油水分离器，水中含有的乳化油、分散油及溶解油再次进行分离回收，2#油水分离器出水中煤焦油含量低于300ppm。2#油水分离器出水进入中间水罐，中间水罐均衡调节兰炭废水的水量变化，储存盈余、补充短缺，使后续脱酸氨、脱酚处理设施的进水量均匀。

来自中间水罐经过深度除油的兰炭废水，分为二部分进入脱酸氨塔，一部分经冷却作为脱酸氨塔填料上段冷进料，以控制塔顶温度小于50℃,另一部分升温至150℃左右作为脱酸氨塔的热进料，进入脱酸氨塔上部，兰炭废水通过脱酸氨塔的再沸过程进行蒸氨。脱酸氨塔顶部出来的酸性气体去酸性气体回收***，脱酸氨塔上部出来的氨气经降温冷却至40℃后，进入气液分离器，气液分离器上部富氨气进入氨吸收槽被水吸收生成浓度大于15％的氨水，氨水进入氨水贮槽，气液分离器下部的水溶液排入中间水罐。

脱酸氨后的兰炭废水从脱酸氨塔底部排出，经降温冷却至75℃后进入脱酚萃取塔上部。溶剂从脱酚萃取塔底部进入与兰炭废水逆流接触进行萃取脱酚。萃取相从脱酚萃取塔顶溢出，送到酚塔中进行精馏分离，精馏过程中溶剂做为轻组分从酚塔顶采出，经冷却后，溶剂返回***循环使用，粗酚做为重组分从酚塔底采出，经冷却后得到粗酚产品。脱酚萃取塔底部排出的己脱酚的兰炭废水经预热后送入水塔，脱除水中溶解和夹带的溶剂。水塔顶采出的溶剂和水的混合蒸汽冷凝至50℃后，进入分液器进行油水分离，上层溶剂返回***循环使用，下层水相返回中间水罐。水塔底部排出脱除溶剂后的兰炭废水，经冷却降温后送入生化***处理。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的方法如下：将来自生产***的兰炭废水送入隔油罐1，通过中心筒旋流及沉降区蜂窝斜管作用，较易分离的浮油和分散油上浮至水面形成油层，通过收油管排出隔油罐1回收。隔油罐1出水进入1#精密过滤器2，通过滤芯作用除去微小粒径杂质，同时部分煤焦油从水中分离出来被回收，1#油水分离器3的进口连接1#精密精过滤器2出口，1#精密精过滤器2出水进入1#油水分离器3，大部分的分散油及部分乳化油分离回收，轻油上浮排出设备回收，重油下沉排出设备回收。1#油水分离器3出水送入2#精密过滤器4，将水中的细微杂质及残留的悬浮物分离除去，过滤精度小于2μm，同时分离回收部分煤焦油。2#精密过滤器4出水进入2#油水分离器5，水中含有的乳化油、分散油及溶解油再次进行分离回收，轻油上浮排出设备回收，重油下沉排出设备回收，2#油水分离器5出水中煤焦油含量低于300ppm。2#油水分离器出水进入中间水罐6，中间水罐6均衡调节兰炭废水的水量变化，储存盈余、补充短缺，确保后续蒸氨、脱酚处理设施的进水量均匀。

来自中间水罐6经过深度除油的兰炭废水，分为二部分进入脱酸氨塔7，一部分经冷却至35℃，作为脱酸氨塔7填料上段冷进料，以控制塔顶温度小于50℃,另一部分升温至150℃左右作为脱酸氨塔7的热进料，进入脱酸氨塔7上部，兰炭废水通过脱酸氨塔7的再沸作用进行蒸氨。脱酸氨塔7顶部出来的酸性气体去酸性气回收***，脱酸氨塔7上部出来的氨气经氨水冷却器10冷却至40℃后，进入气液分离器13，气液分离器13上部排出的富氨气进入氨吸收槽14被水吸收生成浓度大于15％的氨水，氨水进入氨水贮槽15，气液分离器13下部的水溶液去中间水罐6。

蒸氨后的兰炭废水从脱酸氨塔7塔底排出经冷却降温至75℃进入脱酚萃取塔8上部。溶剂从脱酚萃取塔8底部进入与兰炭废水逆流接触进行萃取脱酚。萃取相从脱酚萃取塔8顶部溢出，送到酚塔9中进行精馏分离，经精馏溶剂做为轻组分从酚塔9顶部采出，经冷却降温至50℃，返回***循环使用，粗酚做为重组分从酚塔9底部采出回收，得到粗产品。脱酚萃取塔8底部出水去水塔11，从水塔11上部进入塔内，通过再沸作用脱除水中溶解和夹带的溶剂。水塔11顶部采出的溶剂和水的混合蒸汽被冷却至50℃后，进入分液器12进行油水分离，上层溶剂返回***循环使用，下层水相返回中间水罐6。脱除溶剂后的兰炭废水从水塔11底部排出经冷却后送入生化***处理。

本实用新型的优点：

1、本实用新型资源化回收了煤焦油、氨、酚等资源，并解决了兰炭生产废水造成的污染问题，处理后的兰炭废水水质得到显著改善，废水中氨氮的回收率大于85％，总酚回收率大于95％，COD的去除率大于90％，能够促进兰炭行业的清洁生产，提高兰炭项目的经济竞争力，实现循环经济发展。

2、本实用新型对废水中乳化油、浮油、分散油有很好的分离效果，废水中的煤焦油可从约2500ppm降低到300ppm以下，煤焦油回收率达到80％以上。

3、本实用新型采用脱酸氨塔脱除酸性气体和氨氮，脱除效率高，并回收氨水或液氨产品。

4、本实用新型采用萃取脱酚，萃取相经精馏工艺分离回收粗酚，酚回收率达到95％以上，同时通过精馏分离回用废水中溶解和夹带的溶剂，溶剂利用率高，损耗小。

5、本实用新型中萃取单元采用精馏工艺，不采用反萃酸析工艺，节约了酸、碱费用。

Claims (9)

1.一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：包括：

预处理装置：去除掉兰炭废水中的大部分油及杂质；

中间水罐：均衡调节兰炭废水的水量，其入口与预处理装置的出口相连；

脱酸氨塔：脱酸氨塔的顶部设置有脱酸氨塔填料上段冷进料入口和酸性气体出口，脱酸氨塔的上部设置有热进料入口和氨气出口，所述氨气出口经气液分离器与中间水罐的入口相连；

脱酚萃取塔：脱酚萃取塔的上部设置有兰炭废水入口，经脱酸脱氨后的兰炭废水经由该兰炭废水入口进入到脱酚萃取塔，所述脱酚萃取塔的底部设置有溶剂入口，所述脱酚萃取塔的顶部设置有萃取相出口，该萃取相出口与酚塔入口相连，所述脱酚萃取塔的底部进一步设置有水塔，水塔出口与分液器入口相连，分液器设置有两个溶剂出口和水相出口，其中，溶剂出口与脱酚萃取塔的溶剂入口相连，水相出口与中间水罐入口相连。

2.如权利要求1所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述脱酸氨塔的酸性气体出口与酸性气体回收***的入口相连，所述氨气出口连接有氨水冷却器，氨水冷却器的出口连接所述气液分离器。

3.如权利要求2所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述气液分离器的富氨出口经氨吸收槽与氨水贮槽入口相连，所述气液分离器的水溶液出口与中间水罐的入口相连，所述氨吸收槽内盛有水。

4.如权利要求1所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述酚塔的顶部设置有溶剂出口，该溶剂出口与脱酚萃取塔的溶剂入口相连。

5.如权利要求1所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述预处理装置包括首尾相连的隔油罐以及多级过滤分离装置，所述每一级过滤分离装置包括首尾相连的过滤器和油水分离器。

6.如权利要求5所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述隔油罐设置有具有旋流和沉降区蜂窝斜管作用的中心筒。

7.如权利要求5或6所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述多级过滤分离装置包括两级过滤分离装置，经过两级过滤分离装置后，过滤精度小于2μm。

8.如权利要求5或6所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述多级过滤分离装置包括两级过滤分离装置。

9.如权利要求7所述的一种兰炭生产废水资源化利用工艺装置，其特征在于：所述多级过滤分离装置包括两级过滤分离装置。