申请日20200630
公开(公告)日20201002
IPC分类号C02F9/10; C02F101/34; C02F101/16
摘要
一种酚氨兰炭废水处理装置及处理方法，包括隔油器、多个萃取塔、脱酸塔、水塔、脱氨塔、萃取剂循环槽和酚塔，以采用除油器、萃取除油的方法脱除酚氨原料废水中的油、粉尘、酚等有机物以及杂质，解决了传统兰炭酚氨废水处理过程中装置设备堵塞、回收产品指标不合格、出水不达标等问题。
权利要求书
1.一种酚氨兰炭废水处理装置，其特征在于，包括隔油器(1)、多个萃取塔(2)、脱酸塔(4)、水塔(6)、脱氨塔(9)、萃取剂循环槽(18)和酚塔(16)，隔油器(1)通过管路连通至萃取塔(2)的上部，萃取塔(2)塔顶连接萃取物输送管路(20)，萃取物输送管路(20)上连接有酚塔换热器(17)，酚塔换热器(17)通过管路与酚塔(16)连接，酚塔(16)塔底连接酚油输送管路(21)，酚塔(16)塔顶连接的萃取剂输送管路(22)在酚塔换热器(17)换热后连接至萃取剂循环槽(18)，萃取剂循环槽(18)连接的萃取剂输送管路(22)连接至萃取塔(2)下部，萃取塔(2)塔底连接脱酚除油废水输送管路(3)，各萃取塔(2)依次串联，上一级萃取塔(2)的脱酚除油废水输送管路(3)连接至下一级萃取塔(2)上部，最后一级萃取塔(2)塔底连接的脱酚除油废水输送管路(3)连接至脱酸塔(4)，脱酸塔(4)塔顶连接酸性气体排出管路(23)，酸性气体排出管路(23)连通至硫磺生产装置，脱酸塔(4)塔底连接脱酸废水输送管路(24)，脱酸废水输送管路(24)连接至水塔(6)，水塔(6)顶部通过管路连接有水塔冷凝冷却器(7)，水塔冷凝冷却器(7)通过管路连接有水塔回流罐(19)，水塔回流罐(19)的底部连接有水回流管(25)，水回流管(25)与水塔(6)连接，水塔回流罐(19)的顶部连接萃取剂回收输送管路(26)，萃取剂回收输送管路(26)连接至萃取剂循环槽(18)，水塔(6)塔釜连接脱剂废水输送管路(27)，脱剂废水输送管路(27)连接至脱氨塔(9)上部，脱氨塔(9)上连接氢氧化钠溶液注入管路(15)，脱氨塔(9)塔顶连接混合气输送管路，混合气输送管路上串联有交替连接的三组冷凝器(10)和分离器(11)，分离器(11)分离出的氨气通过顶部连接管路输送至氨精制系统，分离器(11)分离出的冷凝液通过管路连接返回脱氨塔(9)，脱氨塔(9)塔底连接脱氨废水输送管路(12)，脱氨废水输送管路(12)将净化水输送至生化处理系统。
2.根据权利要求1所述的酚氨兰炭废水处理装置，其特征在于，所述的萃取塔(2)与脱酸塔(4)连接的脱酚除油废水输送管路(3)分流为两条进料管路，一条为冷进料管路(13)，冷进料管路(13)连接至脱酸塔(4)塔顶，另一条为热进料管路(14)，热进料管路(14)连接至脱酸塔(4)上部。
3.根据权利要求2所述的酚氨兰炭废水处理装置，其特征在于，所述的热进料管路(14)上连接有脱酸塔进料预热器(5)，脱酸塔进料预热器(5)通过与脱酸塔(4)塔底输出的脱酸废水输送管路(24)进行换热连接。
4.根据权利要求1所述的酚氨兰炭废水处理装置，其特征在于，所述的脱剂废水输送管路(27)上连接有脱氨塔进料预热器(8)，脱氨塔进料预热器(8)通过与脱氨塔(9)塔底输出的脱氨废水输送管路(12)进行换热连接。
5.根据权利要求1所述的酚氨兰炭废水处理装置，其特征在于，所述的萃取塔(2)的数量为1～6个，萃取塔(2)串联并依次为1#～6#萃取塔。
6.根据权利要求1所述的酚氨兰炭废水处理装置，其特征在于，所述的萃取塔(2)的萃取级数为1～5，各萃取塔(2)的级数可各相同也可以不相同。
7.一种酚氨兰炭废水处理方法，其特征在于，其步骤为：
(a)隔油除尘：酚氨兰炭原料废水进入隔油器(1)，调节温度至25℃-50℃，在隔油器(1)中将酚氨兰炭废水中的油、粉尘杂质去除，得到隔油除尘废水;
(b)萃取脱酚除油：将步骤(a)得到隔油除尘废水从萃取塔(2)上部进入1#萃取塔，萃取剂从1#萃取塔底部进入;在1#萃取塔内，隔油除尘废水与萃取剂连续逆流萃取，在1#萃取塔塔顶得到1#萃取物，在1#萃取塔塔釜得到1#脱酚除油废水;1#脱酚除油废水从2#萃取塔上部进入2#萃取塔，萃取剂从2#萃取塔底部进入2#萃取塔;在2#萃取塔内，1#脱酚除尘废水与萃取剂连续逆流萃取，在2#萃取塔塔顶得到2#萃取物，在2#萃取塔塔釜得到2#脱酚除油废水;2#脱酚除油废水，按照同样的方法依次继续进入后续萃取塔(2)与萃取剂进行连续逆流萃取得到脱酚除油废水以及萃取物，各塔萃取物混合后的混合物称为萃取混合物，最后一级萃取塔(2)塔釜采出废水称为脱酚除油废水;
(c)汽提脱酸：将步骤(b)采出的脱酚除油废水分流为两股进料，其中一股为冷进料，直接进入脱酸塔(4);另一股为热进料，与脱酸塔(4)塔釜采出的脱酸废水换热后至进入脱酸塔(4);冷进料的温度25～50℃，热进料50-100℃，冷进料与热进料的体积比为1:1～1:10;脱酸塔(4)操作压力0.1-0.7MPa;脱酸塔(4)塔顶排出二氧化碳、硫化氢酸性气体，酸性气体送至硫磺生产装置;脱酸塔(4)塔釜采出脱酸废水，脱酸废水中含少量的萃取剂和氨物质，脱酸废水输送至水塔(6)回收萃取剂;
(d)萃取剂回收：将步骤(c)采出的脱酸废水送至水塔(6)，采用水塔(6)回收水中溶解的微量萃取剂，水塔(6)顶采出萃取剂与水混合物，经水塔冷凝冷却器(7)后进入水塔(6)回流罐，在水塔(6)回流罐中萃取剂与水分层，水塔(6)回流罐上层采出萃取剂至萃取剂循环槽(18)，萃取剂循环利用;水塔(6)回流罐下层采出水，其作为回流液返回水塔(6);水塔(6)塔釜采出脱剂废水。水塔(6)顶操作压力在0.01～0.6MPa,塔顶操作温度为80～145℃，塔釜操作温度为120～165℃;
(e)汽提脱氨：步骤(d)脱剂废水采用脱氨塔(9)将氨脱除掉，脱剂废水从脱氨塔(9)上部进入脱氨塔(9)内;在脱氨塔(9)进料层或进料层以下，向脱氨塔(9)内注入质量分率为5～36%的氢氧化钠溶液，将固定氨转化为氨气脱除;脱氨塔(9)塔顶采出含水、含氨的混合气，经冷凝器(10)和分离器(11)三级冷凝，逐级减压降温，得到高纯度氨气，氨气送至氨精制系统，冷凝液返回脱氨塔(9)内;脱氨塔(9)塔顶操作压力为0.1～0.6MPa,塔顶操作温度为85℃～150℃;脱氨塔(9)塔釜采出满足生化处理要求的脱氨废水，脱氨废水即净化水送至生化处理系统;
(f)萃取剂再生：将步骤(b)处理得到的萃取混合物，萃取混合物进入酚塔(16);在酚塔(16)塔顶采出高纯度的萃取剂，萃取剂返回萃取塔(2)循环槽以备使用;酚塔(16)塔釜采出酚油，酚油作为副产品，送至储罐;萃取塔(2)塔顶压力为-0.01～0.02MPa，塔顶操作温度为70-110℃，塔釜操作温度为150-210℃。
8.根据权利要求7所述的酚氨兰炭废水处理方法，其特征在于，所述的萃取塔(2)个数量为1～6，萃取塔(2)萃取温度25～50℃，操作压力为常压，兰炭酚氨废水PH值3～11，酚氨兰炭废水串联流经各萃取塔(2)。
9.根据权利要求7所述的酚氨兰炭废水处理方法，其特征在于，所述萃取剂为甲基异丁基酮、二异丙醚、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、石油醚中的一种或多种组合。
10.根据权利要求7所述的酚氨兰炭废水处理方法，其特征在于，进入各萃取塔(2)的萃取剂为新鲜萃取剂，新鲜萃取剂与酚氨兰炭废水进行逆流接触，萃取塔(2)与萃取塔(2)之间形成错流萃取，新鲜萃取剂为新购买的萃取剂、回收的循环萃取剂或两者混合的萃取剂，萃取塔(2)的萃取剂与酚氨兰炭废水的比例为1：1～1：10，各萃取塔(2)的这个比例可以相同或不同。
说明书
一种酚氨兰炭废水处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种酚氨兰炭废水处理装置及处理方法。
背景技术
我国的资源具有“富煤缺油少气”的特点，煤炭是我国的主要消费能源，而低阶煤储量占全国已探明煤炭储量的55%以上，低阶煤提质利用是推进我国煤炭清洁化高效利用和保障国家能源安全的重要举措，是以煤为原料，采用热分解即可干馏的方法，生产清洁燃料和基础化工原料过程，低阶煤在中低温干馏(约600～800℃)条件下，生产(半焦)兰炭清洁燃料以及煤气化过程中，所产生的一种难降解、高CODVS工业废水，即酚氨兰炭废水，这种废水含有大量难降解、高毒性污染物，如酚类、多环芳烃、苯系物、氮氧杂环、氨氮、硫化物、氰化物、硫氰化物等有机物污染物以及无机污染物，除此以外，由于低阶煤干馏过程的温度较低，使得酚氨兰炭废水中还含有大量的大分子乳化油;所以酚氨兰炭废水是一种典型的高污染、高毒性工业废水，这种废水得不到有效处理，不仅对人类、水产、农作物等构成极大的危害，而且制约着我国煤化工行业的发展，所以必须经过处理才能排放或回用，以缓解对水资源的短缺。
对酚氨兰炭废水的处理，单纯采用物理和化学方法难以达到排放标准，通常采用化工分离预处理、生化处理、回用水处理组合完成，即首选采用预处理方法降低酚氨兰炭废水中的粉尘颗粒、酚、氨氮、油等有害物质，并回收利用，再进一步采用生化处理以及回用水处理工艺，使废水达到排放标准以及回用水标准。现有酚钠废水预处理方式基本是：脱酸-脱氨-萃取脱酚或脱酸脱氨-萃取脱酚路线。目前，现有的酚氨废水处理工艺路线都针对低含油、低粉尘或无油、无粉尘的焦化酚氨废水设计的工艺路线，即脱酸、脱氨在萃取脱酚前，但这种处理工艺对油、粉尘、酚含量较高的酚氨兰炭废水处理存在出水指标不合格、处理设备容易堵塞、回收产品不合格等问题。
发明内容
本发明提供了一种对低阶煤分质利用生产兰炭过程中产生含油、粉尘、酚较高的兰炭酚氨废水的处理装置及处理方法，以采用除油器、萃取除油的方法脱除酚氨原料废水中的油、粉尘、酚等有机物以及杂质，解决了传统兰炭酚氨废水处理过程中装置设备堵塞、回收产品指标不合格、出水不达标等问题。
本发明所采取的技术方案：
一种酚氨兰炭废水处理装置，包括隔油器、多个萃取塔、脱酸塔、水塔、脱氨塔、萃取剂循环槽和酚塔，隔油器通过管路连通至萃取塔的上部，萃取塔塔顶连接萃取物输送管路，萃取物输送管路上连接有酚塔换热器，酚塔换热器通过管路与酚塔连接，酚塔塔底连接酚油输送管路，酚塔塔顶连接的萃取剂输送管路在酚塔换热器换热后连接至萃取剂循环槽，萃取剂循环槽连接的萃取剂输送管路连接至萃取塔下部，萃取塔塔底连接脱酚除油废水输送管路，各萃取塔依次串联，上一级萃取塔的脱酚除油废水输送管路连接至下一级萃取塔上部，最后一级萃取塔塔底连接的脱酚除油废水输送管路连接至脱酸塔，脱酸塔塔顶连接酸性气体排出管路，酸性气体排出管路连通至硫磺生产装置，脱酸塔塔底连接脱酸废水输送管路，脱酸废水输送管路连接至水塔，水塔顶部通过管路连接有水塔冷凝冷却器，水塔冷凝冷却器通过管路连接有水塔回流罐，水塔回流罐的底部连接有水回流管，水回流管与水塔连接，水塔回流罐的顶部连接萃取剂回收输送管路，萃取剂回收输送管路连接至萃取剂循环槽，水塔塔釜连接脱剂废水输送管路，脱剂废水输送管路连接至脱氨塔上部，脱氨塔上连接氢氧化钠溶液注入管路，脱氨塔塔顶连接混合气输送管路，混合气输送管路上串联有交替连接的三组冷凝器和分离器，分离器分离出的氨气通过顶部连接管路输送至氨精制系统，分离器分离出的冷凝液通过管路连接返回脱氨塔，脱氨塔塔底连接脱氨废水输送管路，脱氨废水输送管路将净化水输送至生化处理系统。
所述的萃取塔与脱酸塔连接的脱酚除油废水输送管路分流为两条进料管路，一条为冷进料管路，冷进料管路连接至脱酸塔塔顶，另一条为热进料管路，热进料管路连接至脱酸塔上部。
所述的热进料管路上连接有脱酸塔进料预热器，脱酸塔进料预热器通过与脱酸塔塔底输出的脱酸废水输送管路进行换热连接。
所述的脱剂废水输送管路上连接有脱氨塔进料预热器，脱氨塔进料预热器通过与脱氨塔塔底输出的脱氨废水输送管路进行换热连接。
所述的萃取塔的数量为1～6个，萃取塔串联并依次为1#～6#萃取塔。
所述的萃取塔的萃取级数为1～5，各萃取塔的级数可各相同也可以不相同。
一种酚氨兰炭废水处理方法，其步骤为：
(a)隔油除尘：酚氨兰炭原料废水进入隔油器，调节温度至25℃-50℃，在隔油器中将酚氨兰炭废水中的油、粉尘杂质去除，得到隔油除尘废水;
(b)萃取脱酚除油：将步骤(a)得到隔油除尘废水从萃取塔上部进入1#萃取塔，萃取剂从1#萃取塔底部进入;在1#萃取塔内，隔油除尘废水与萃取剂连续逆流萃取，在1#萃取塔塔顶得到1#萃取物，在1#萃取塔塔釜得到1#脱酚除油废水;1#脱酚除油废水从2#萃取塔上部进入2#萃取塔，萃取剂从2#萃取塔底部进入2#萃取塔;在2#萃取塔内，1#脱酚除尘废水与萃取剂连续逆流萃取，在2#萃取塔塔顶得到2#萃取物，在2#萃取塔塔釜得到2#脱酚除油废水;2#脱酚除油废水，按照同样的方法依次继续进入后续萃取塔与萃取剂进行连续逆流萃取得到脱酚除油废水以及萃取物，各塔萃取物混合后的混合物称为萃取混合物，最后一级萃取塔塔釜采出废水称为脱酚除油废水;
(c)汽提脱酸：将步骤(b)采出的脱酚除油废水分流为两股进料，其中一股为冷进料，直接进入脱酸塔;另一股为热进料，与脱酸塔塔釜采出的脱酸废水换热后至进入脱酸塔;冷进料的温度25～50℃，热进料50-100℃，冷进料与热进料的体积比为1:1～1:10;脱酸塔操作压力0.1-0.7MPa;脱酸塔塔顶排出二氧化碳、硫化氢酸性气体，酸性气体送至硫磺生产装置;脱酸塔塔釜采出脱酸废水，脱酸废水中含少量的萃取剂和氨物质，脱酸废水输送至水塔回收萃取剂;
(d)萃取剂回收：将步骤(c)采出的脱酸废水送至水塔，采用水塔回收水中溶解的微量萃取剂，水塔顶采出萃取剂与水混合物，经水塔冷凝冷却器后进入水塔回流罐，在水塔回流罐中萃取剂与水分层，水塔回流罐上层采出萃取剂至萃取剂循环槽，萃取剂循环利用;水塔回流罐下层采出水，其作为回流液返回水塔;水塔塔釜采出脱剂废水。水塔顶操作压力在0.01～0.6MPa,塔顶操作温度为80～145℃，塔釜操作温度为120～165℃。
(e)汽提脱氨：步骤(d)脱剂废水采用脱氨塔将氨脱除掉，脱剂废水从脱氨塔上部进入脱氨塔内;在脱氨塔进料层或进料层以下，向脱氨塔内注入质量分率为5～36%的氢氧化钠溶液，将固定氨转化为氨气脱除;脱氨塔塔顶采出含水、含氨的混合气，经冷凝器和分离器三级冷凝，逐级减压降温，得到高纯度氨气，氨气送至氨精制系统，冷凝液返回脱氨塔内;脱氨塔塔顶操作压力为0.1～0.6MPa,塔顶操作温度为85℃～150℃;脱氨塔塔釜采出满足生化处理要求的脱氨废水，脱氨废水即净化水送至生化处理系统;
(f)萃取剂再生：将步骤(b)处理得到的萃取混合物，萃取混合物进入酚塔;在酚塔塔顶采出高纯度的萃取剂，萃取剂返回萃取塔循环槽以备使用;酚塔塔釜采出酚油，酚油作为副产品，送至储罐;萃取塔塔顶压力为-0.01～0.02MPa，塔顶操作温度为70-110℃，塔釜操作温度为150-210℃。
所述的萃取塔个数量为1～6，萃取塔萃取温度25～50℃，操作压力为常压，兰炭酚氨废水PH值3～11，酚氨兰炭废水串联流经各萃取塔。
所述萃取剂为甲基异丁基酮、二异丙醚、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、石油醚中的一种或其组合
所述进入各萃取塔的萃取剂为新鲜萃取剂，新鲜萃取剂与酚氨兰炭废水进行逆流接触，萃取塔与萃取塔之间形成错流萃取。新鲜萃取剂为新购买的萃取剂、回收的循环萃取剂，也可以是两者混合的萃取剂。
所述进入各萃取塔的萃取剂与酚氨兰炭废水的比例1：1～1：10，各萃取塔的这个比例可以相同，也可以不同。
本发明的有益效果：先采用隔油器，有效将酚氨兰炭废水中的油类物质和粉尘杂质等去除掉，减小了后续处理设备堵塞的负担，降低了废水的COD，提高了处理效果;将萃取塔放置在脱酸、脱氨工序前，不仅将酚氨兰炭废水中的酚有效脱除掉，而且将酚氨兰炭废水中的“乳化油”萃取脱除掉，有利于提高产品液氨或氨水的品质指标、有利于脱酸脱氨塔或脱酸塔、脱氨塔稳定操作、有利于提高操作效率，降低操作费用;将逆流萃取与串联萃取相结合，发挥各自的优势实现脱酚、除油，即酚氨兰炭废水串联经过各台萃取塔，单台萃取塔内部为逆流接触;进入各萃取塔的萃取剂为新鲜萃取剂，提高了萃取脱酚、脱油的效果、减低了萃取剂的损失;将脱酸、脱氨、萃取剂回收(水塔)、萃取剂再生(酚塔)单独分开处理，提高了装置操作的稳定性、提高产品：氨水或液氨、酚油品质指标、提高了操作的效率;减低了各塔操作的回流比、减低了吨水处理能耗、使得去生化处理水质指标更好;萃取剂回收再生(酚塔)操作压力，既可以是负压，也可以是正压，使得适用性更加灵活、更加实用。（发明人王旭平;张泽沛;马艳）
