专利名称：应用酚水气化回用技术实现生物质燃气生产无废水排放的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种含酚废水的治理方法，特别是应用酚水气化回用技术实现生物质 燃气生产无废水排放的工艺方法。
背景技术：
生物质气化是目前生物质能应用最为广泛和成熟的技术，而固定床气化炉是当前 被普遍应用的煤气发生设备。冷净的生物质燃气是燃气站发展的整体趋势。热粗生物质燃 气在经过间冷塔时会产生大量的含酚废水，燃气站的燃气产量越大，冷凝产生的废酚水的 量也越大。含酚废水由酚类、硫化物、氰化物等组成，其中酚类以一元酚为主，以苯酚含量 最高，其次还有间对甲苯酚。酚类化合物是一种原型质毒物，对一切生活个体都有毒杀作 用。因此，含酚废水不经处理是不允许排放的，必须达到国家规定的排放标准方可外排，但 如是，企业投资成本会显著增加。近年来，如何彻底治理含酚废水一直是困扰燃气站的环保难题，从事工业燃气设 计研究的专家进行过长期的研究与探索，对蒸汽化学脱酚法、蒸汽脱酚法、焚烧法、溶剂萃 取脱酚法、树脂脱酚法、磺化煤吸附法、生化法等十几种酚水治理方法，都曾进行了相当长 时间的应用实验。虽然摸索了一些处理方法，也取得了一定的效果，但是各种方法分别存在 诸多的不足之处，如运行成本过高、运行稳定性差、脱酚效果不甚理想等等。近几年，国内外兴起了一种治理含酚废水的新工艺，这种工艺的核心思想是产生 的含酚废水利用生物质燃气的显热转化为酚蒸汽通入到气化炉底部作为气化剂。这种治理 含酚废水的方法将原本对环境有害，处理难度大的酚类物质转化为燃气，不仅提高了生物 质燃气的热值，而且气化效率和气化强度均有一定程度的提高。这种治理含酚废水的新工 艺简单合理，节能环保，而且产生的额外投资相对较小，在一定程度上解决了很多企业含酚 废水处理的难题，提高了社会的经济效益和环保效益。但是经过长时间的工业运行，这种治 理含酚废水的新工艺也存在一定的缺陷，如中国专利公开号为CN101481188A，该专利所公 开的含酚废水蒸发气化工艺在一定程度上缓解了含酚废水治理的难题，但由于生物质燃气 提供的显热有限，只能将含酚废水中的低沸点苯、酚类物质汽化为蒸汽通入到气化炉底部 作为气化剂使用，而高沸点的苯、酚类物质未被汽化，残留于水夹套中。这部分残留于水夹 套中的高沸点苯、酚类物质长时间累积下来不仅会在水夹套表面结垢，影响传热效率，而且 需要人力定期排污，增加了企业的投资成本。由于这些高沸点酚类物质未被汽化，从而产生 酚类物质的二次污染。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种应用酚水气化回用技术实现生物质 燃气生产无废水排放的工艺方法。该工艺实现了含酚废水的完全气化，真正做到含酚废水 的零排放，有效避免了环境污染问题。含酚废水的完全气化不仅提高了生物质燃气的热值，而且气化效率和气化强度均有一定程度的提高。同时该工艺方法还具有简单合理、能量利 用率高、投资成本低、运行稳定可靠等诸多优点。本发明的通过如下技术方案实现的—种应用酚水气化回用技术实现生物质燃气生产无废水排放的工艺方法，其特征 在于，酚水在高速离心机的离心飞溅和热空气的夹带作用下，完全进入气化炉底部用作气 化剂。根据本发明的工艺方法，其包括在酚水蒸发器中，将酚水加热至60 65°C，然后 将该温度的酚水在高速离心机的离心飞溅和温度为80 90°C的热空气的夹带作用下，完 全进入气化炉底部用作气化剂。根据本发明的工艺方法，其中采用的使酚水离心飞溅的高速离心机的数目为至少 2台，优选4台以上，更优选6台以上。根据本发明的工艺方法，其包括如下步骤首先将生物质燃气进入净化塔，然后将 降温后的生物质燃气进入酚水蒸发器，再将从酚水蒸发器出口出来的燃气依次进入电捕焦 油器和间冷塔，获得冷净的燃气。根据本发明的工艺方法，其包括如下步骤出口温度为250 350°C的生物质燃气 将空气从室温加热至80 90°C后进入净化塔，经过净化塔后的燃气温度降至80°C左右，降 温至80°C左右的生物质燃气进入酚水蒸发器，将酚水加热至60 65°C，从酚水蒸发器出 口出来的燃气依次进入电捕焦油器和间冷塔，冷净的燃气可直接供应给用户使用。加热至 60 65°C的酚水在高速离心机的离心飞溅和温度为80 90°C的热空气的夹带作用下，完 全进入气化炉底部用作气化剂。根据本发明的工艺方法，其具体技术方案如下出口温度为250 350°C的热生物质燃气自固定床气化炉(1)进入空气加热器 (2)，将空气从室温加热至80 90°C后进入净化塔(3)，经过净化塔(3)后的燃气温度降至 80°C左右，降温至80°C左右的生物质燃气进入酚水蒸发器(4)，将酚水加热至60 65°C，从 酚水蒸发器(4)出口出来的燃气依次进入电捕焦油器(6)和间冷塔(7)，冷净的燃气可直接 供应给用户使用。加热至60 65°C的酚水在高速离心机(5)的离心飞溅和温度为80 90°C的热空气的夹带作用下，通入气化炉(1)底部作为气化剂。上述的酚水在高速离心机的离心飞溅作用下能被完全打破碎为酚水小液滴，并在 80 90°C热空气的夹带作用下完全进入气化炉内部发生气化反应转化为燃气。这不仅提 高了生物质燃气的热值，而且气化效率和气化强度均有一定程度的提高，彻底解决了含酚 废水的污染问题。该工艺方法很好地克服了酚水吸收燃气显热部分蒸发进入气化炉底部气 化，而高沸点的酚类物质仍残留在水夹套中的缺点，实现了酚水的完全转化，不存在酚类物 质二次污染的问题，真正做到了酚水的零排放。上述应用酚水气化回用技术实现生物质燃气生产无废水排放的工艺方法治理气 化炉的含酚废水，是余热回收、废水循环利用与含酚污水治理的有机结合，有效实现了燃气 站的节能与减排。根据本发明的另一实施方案，其通过如下方式实现一种用于实现上述工艺方法的设备，其特征在于在所述酚水蒸发器(4)中设置 有高速离心机(5)，从而使得酚水在高速离心机的离心飞溅和热空气的夹带作用下，完全进入气化炉底部用作气化剂。根据优选的实施方案，其特征在于，该设备还包括固定床气化炉(1)，加热器(2)， 净化塔⑶，电捕焦油器(6)和间冷塔(7)。
图1是应用酚水气化回用技术实现生物质燃气生产无废水排放的工艺方法的流 程示意图。图中各附图标记的含义如下1固定床气化炉；2空气加热器；3净化塔；4酚水蒸发器；5高速离心机；6电捕焦 油器；7间冷塔；8酚水泵；9冷却水进口 ；10冷却水出口 ；11空气进口 ；12空气出口。
具体实施例方式下面结合附图及实施例详述本发明。但本领域技术人员了解，下述具体实施方式
不得作为对本发明的限制，任何对本发明的改进和变化都没有背离本发明的精神。实施例1出口温度为320 330°C的生物质燃气自固定床气化炉⑴进入空气加热器(2)， 将空气从室温加热至85 88°C后进入净化塔(3)，经过净化塔(3)后的燃气温度降至 820C，降温至82°C的生物质燃气进入酚水蒸发器(4)，将酚水加热至64°C，从酚水蒸发器 (4)出口出来的燃气依次进入电捕焦油器(6)和间冷塔(7)，冷净的燃气可直接供应给用户 使用。加热至64°C的酚水在高速离心机(5)的离心飞溅这种机械方式和温度为85 88°C 的热空气的夹带作用下，全部进入气化炉(1)底部用作气化剂。该工艺方法采用高速离心机的离心飞溅和热空气的夹带，确保了酚水全部进入气 化炉内部，真正实现了的酚水零排放，克服了传统工艺需人力清除高沸点的酚类物质的缺 点，简单合理。由于酚水全部进入气化炉参入反应转化为燃气，气化率提高了 5%，而气化剂 采用85 88°C的热空气代替室温空气，气化强度提高了 12%以上。实施例2出口温度为295 310°C的生物质燃气自固定床气化炉⑴进入空气加热器(2)， 将空气从室温加热至83 86°C后进入净化塔(3)，经过净化塔(3)后的燃气温度降至 80°C，降温至80°C的生物质燃气进入酚水蒸发器(4)，将酚水加热至62°C，从酚水蒸发器 (4)出口出来的燃气依次进入电捕焦油器(6)和间冷塔(7)，冷净的燃气可直接供应给用户 使用。加热至62°C的酚水在高速离心机(5)的离心飞溅和温度为83 86°C的热空气的夹 带作用下，全部进入气化炉(1)底部作为气化剂。该工艺方法不仅提高了生物质燃气的热值，而且气化率提高了 4%左右，气化强度 提高了 10%以上。与传统工艺相比，这种工艺方法简单合理、处理成本低、节能环保，真正实 现了酚水零排放，不会产生酚水污染及二次污染问题。利用该工艺方法治理含酚废水，是余 热回收、废水循环利用与含酚污水治理的有机结合，有效实现了燃气站的节能与减排。
权利要求
一种应用酚水气化回用技术实现生物质燃气生产无废水排放的工艺方法，其特征在于，酚水在高速离心机的离心飞溅和热空气的夹带作用下，完全进入气化炉底部用作气化剂。
2.根据权利要求1的工艺方法，其特征在于，在酚水蒸发器中，将酚水加热至60 65°C，然后将该温度的酚水在高速离心机的离心飞溅和温度为80 90°C的热空气的夹带 作用下，完全进入气化炉底部用作气化剂。
3.根据权利要求1或2的工艺方法，其中采用的使酚水离心飞溅的高速离心机的数目 为至少2台，优选4台以上，更优选6台以上。
4.根据权利要求1-3任一项的工艺方法，其包括如下步骤首先将生物质燃气进入净 化塔，然后将降温后的生物质燃气进入酚水蒸发器，再将从酚水蒸发器出口出来的燃气依 次进入电捕焦油器和间冷塔，获得冷净的燃气。
5.按照权利要求4的工艺方法，其特征在于出口温度为250 350°C的热生物质燃气 将空气加热至80 90°C。
6.按照权利要求1-5任一项的工艺方法，其特征在于降温至80°C的生物质燃气将酚 水蒸发器(4)中的酚水加热至60 65°C。
7.根据权利要求1-6任一项的工艺方法，其包括如下步骤出口温度为250 350°C的生物质燃气将空气从室温加热至80 90°C后进入净化塔， 经过净化塔后的燃气温度降至80°C左右，降温至80°C左右的生物质燃气进入酚水蒸发器， 将酚水加热至60 65°C，从酚水蒸发器出口出来的燃气依次进入电捕焦油器和间冷塔，获 得冷净的燃气；同时加热至60 65°C的酚水在高速离心机的离心飞溅和温度为80 90°C 的热空气的夹带作用下，完全进入气化炉底部用作气化剂。
8.根据权利要求1-7任一项的工艺方法，其包括如下步骤出口温度为250 350°C的热生物质燃气自固定床气化炉(1)进入空气加热器(2)，将 空气从室温加热至80 90°C后进入净化塔(3)，经过净化塔(3)后的燃气温度降至80°C 左右，降温至80°C左右的生物质燃气进入酚水蒸发器(4)，将酚水加热至60 65°C，从酚 水蒸发器(4)出口出来的燃气依次进入电捕焦油器(6)和间冷塔(7)，获得冷净的燃气；同 时，加热至60 65°C的酚水在高速离心机(5)的离心飞溅和温度为80 90°C的热空气的 夹带作用下，通入气化炉(1)底部作为气化剂。
9.用于实现权利要求1-8任一项工艺方法的设备，其特征在于在所述酚水蒸发器(4) 中设置有高速离心机(5)，从而使得酚水在高速离心机的离心飞溅和热空气的夹带作用下， 完全进入气化炉底部用作气化剂。
10.根据权利要求9的设备，其特征在于，该设备还包括固定床气化炉(1)，加热器(2)， 净化塔⑶，电捕焦油器(6)和间冷塔(7)。
全文摘要
本发明提供了一种应用酚水回用技术实现生物质燃气生产无废水排放的工艺方法，其特征在于，被生物质燃气加热至60～65℃的酚水在高速离心机的离心飞溅这种机械方式和被生物质燃气加热至80～90℃的热空气的夹带作用下，全部进入气化炉内参入反应，将原本对环境有害、治理难度大的酚水转化为有价值的燃气，这不仅提高了生物质燃气的热值和气化炉的气化效率，而且大大降低了企业治理酚水的成本。这种工艺方法简单合理、处理成本低、节能环保，克服了传统工艺需人力清除高沸点酚类物质的缺点，真正实现了酚水零排放，不会产生酚水污染及二次污染问题。利用该工艺方法治理含酚废水，是余热回收、废水循环利用与含酚污水治理的有机结合，有效实现了燃气站的节能与减排。
文档编号C10J3/84GK101974350SQ201010251370
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者吴幼青, 宋欣, 尉建中, 杨向东, 盛卫东 申请人:高邮市林源科技开发有限公司;华东理工大学;建设部沈阳煤气热力研究设计院