本发明属于石油化工领域工业废碱液处理技术领域，具体涉及一种工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺方法。
背景技术：
工业废碱液是石油化工行业普遍产生的一种含盐量高的碱性废液，一般产生于碱洗工段，尤其以石油及煤化工领域的烯烃分离装置废碱液及己内酰胺皂化废碱液为典型。工业废碱液中污染物包括氢氧化钠，氯化钠、碳酸钠，动植物油，总油，有机物、聚合物、酚，苯，乙苯，甲苯，bod，cod，tds等，具有含盐量大，有机物种类多、成分复杂、毒性大、cod值高、难生化降解等特点。由于工业废碱液存在含盐量大，有机物种类多，毒性大等特点，不能采用传统的活性污泥水处理设施处理。
由于工业废碱液普遍存在ph值偏大，无机碱含量大，有机物含量大且复杂，传统的活性污泥水处理工艺无法处理此类工业废碱液。目前，工业废碱液处理工艺主要包括，生物强化处理法，焚烧处理法，湿式氧化法。
生物强化处理法是首先通过调节ph至8左右，后通过经过特殊驯化的耐受高盐度的菌种通过一级二级生物强化反应池降解去除大部分有机污染物，处理后的废水tds浓度大不能直接外排，可送往除盐系统。生物强化处理法存在占地大，处理工艺长，菌种需要进口，驯化时间长，对进水水质要求严格等缺点，在实际工程中存在一定限制。
焚烧处理法通过燃料气，助燃空气直接焚烧工业废碱液的一种处理方法。废碱液通过雾化喷枪均匀进入炉膛，其中的有机物在高温中转化为n2，co2，h2o。na2co3和少量nacl以熔融状从炉底溜槽中流出熔融物。焚烧处理法采用燃料气或燃料油直接燃烧废碱液，设备一次性投资大，操作成本高，每年燃料气花费在千万元左右，处理费用很高，在实际工程中存在一定限制。
湿式氧化法是通过向工业废碱液中投加芬顿溶液，对废液中的有机物进行强氧化分解。存在处理不完全，处理后仍需进一步处理才能达到排放要求，湿式氧化法在实际工程中较少采用。
目前，市场上的废碱液处理工艺存在着占地大，投资大，操作费用高等诸多问题，没有一个相对完善的处理方法。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺方法，以克服现有处理工业废碱液存在的不足，提供一种占地少，投资少，运行费用低，且能够实现污染物彻底分解，环境友好的工业废碱液处理的工艺方法
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺方法，包括如下步骤，
1)去除工业废碱液中的油脂；
2)将经步骤1)处理的工业废碱液、与原料煤、添加剂以及水混合，制备水煤浆；
3)将步骤2)制备的水煤浆送入气化炉与纯氧发生氧化反应生成粗合成气。
优选的，步骤2)中，工业废碱液的投加量为制得水煤浆量的0.05wt％～5wt％；制得水煤浆浓度为55～68wt％。
优选的，步骤2)中的添加剂，包括，5wt％～14wt％木质磺酸钠溶液；添加剂的投入量为水煤浆量的1～4wt％。
优选的，步骤3)中，气化炉操作压力4.0～8.5mpa(g)，炉膛温度1000～1450℃，停留时间3～15s。碳转化率95％～99％；焚烧去除率99～99.99％；气化炉产生炉渣热灼减率1～5％，腐蚀度(ph值)9～11；气化炉生成合成气co：40～50mole％(干基)，h2：30～40mole％(干基)。
由工业废碱液带入的苯，酚，甲苯等有机物在气化炉与纯氧发生如下反应。
cm+nhpoq+(2m+n-q)/2o2＝mco2+nco+p/2h2
优选的，步骤1)中，工业废碱液来源于石油及煤化工领域的烯烃分离工艺的废碱液或己内酰胺皂化废碱液；优选的，工业废碱液中各物质参数为，cod浓度10000～80000mg/l；bod浓度0～9000mg/l；且总油0.2～10wt％；氢氧化钠：0.5～20wt％；氯化钠：0～5wt％；有机一元酸：0～8wt％，有机二元酸0～6wt％，有机酯酮类0～8wt％，碳酸钠：0～15wt％，苯类和/或酚类有机物：0～7wt％；聚合物：0～10wt％，；
总油中包括动植物油类，其浓度为0.1～1.5wt％。
本发明说明书和权利要求书中所述的“工业废碱液”，可能包含以上权利要求中的一种或多种物质，并非用于限制本发明中工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺的具体物料，凡是能通过本工艺流程处理的碱性废液均包含在本发明的保护范围，这种对“工业废碱液”的理解被认为在本领域技术人员的知识范围内。
优选的，步骤1)中去除工业废碱液中的油脂包括两个步骤，a)除油工艺，将从生产装置出来的工业废碱液利用除油装置除去悬浮状态的油脂，优选为静置除油，静置除油的方法为在缓冲罐中将从生产装置出来的工业废碱液在缓冲罐中静置，利静置时间为4-15天，优选为6-7天，利用重力除去悬浮状态的油脂；本步骤利用工业废碱液中的油脂和水的比重不同，通过静置分层来分离废碱液中的悬浮状态的油脂，直径0.1毫米以上的油珠基本被分离，废碱液中的油含量减少70～90％。
b)气浮除油，缓冲罐中的工业废碱液送至气浮装置除去溶解于废碱液中的乳化油脂，进一步减少废碱液中的油脂含量，防止油脂对于后续磨煤制浆的干扰作用；直径小于0.1毫米的油珠基本被分离，废碱液中的油含量进一步减少80％～99.9％；优选为，加压溶气气浮除油或叶轮浮选法除油工艺。
优选的，步骤2)中，经步骤1)处理的工业废碱液、与原料煤、添加剂以及水进入磨煤机，制得水煤浆，磨煤机的放空口设置负压抽气系统；对负压抽气的含有机物废气进行处理，包括能够对所述含有机物废气进行处理的任何一个或多个工艺方法或步骤，例如生物除臭和活性炭吸附。
由于废碱液中含有苯，酚，甲苯等刺激性有机物，磨煤机采用特殊设计，其进料斗，放空口设置负压抽气系统，用以减少刺激性气体逸散。
优选的，步骤3)中气化炉生成的粗合成气，依次进行热回收、脱硫处理以及脱碳处理。其中脱硫处理是脱除h2s，脱碳处理是脱除co2。
对炉渣进行综合利用的处理，使其稳定性能后，能够作为筑路材料。
本发明还提供一种如上所述的工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺方法在工业废碱液处理中的应用。
本发明同时提供一种如上所述的工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺方法在原料气生产中的应用。
本发明说明书和权利要求书中所述的“缓冲罐”并非用于限制本发明中工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺的具体设备，也并非本发明中工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺设备的专有名词，仅为表述方便的目的体现静置过程是在一定的反应空间或设备内进行，凡是能够达到本发明静置过程目的的装置或设备均包含在本发明的保护范围制备，这种对“缓冲罐”的理解被认为在本领域技术人员的知识范围内。
相对于现有技术，本发明所述的工艺方法，具有以下优势：
(1)本发明所述的工艺方法，利用气化炉内操作温度1300～1350℃，使工业废碱液中的难处理的高分子有机物完全分解为co，co2，h2等可被生产各种化工品的合成气，此方法具有处置彻底，废物再利用的优点，实现了工业废碱液零排放的目的。碳转化率95％～99％；焚烧去除率99～99.99％；气化炉产生炉渣热灼减率1～5％，腐蚀度(ph值)9～11；气化炉生成合成气co：40～50mole％(干基)，h2：30～40mole％(干基)。
(2)本发明所述的工艺方法，通过缓冲罐静置，气浮除油两步除油措施使工业废碱液中的影响水煤浆成浆型的油脂去除干净。
(3)本发明所述的工艺方法，利用国内煤化工行业普遍的生产设备磨煤机，气化炉等设备协同处理处置工业废碱液，具有不需要额外增加处理设备，投资少，占地少。
(4)本发明所述的工艺方法，增加的“缓冲罐静置”，“气浮除油”，“负压抽气系统”等均为成熟简单的工艺流程，实用性强，易于推广使用。
附图说明
图1为工业废碱液利用水煤浆气化炉协同处置的工艺流程图；
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1：
一股2t/h来自烯烃分离装置的废碱液，废碱液组成：codcr：45000mg/l，bod5：5000mg/l，nacl：0.35wt％，na2co3：7.8wt％，naoh：0.95wt％，总油1.39wt％(926500mg/l)；酚150mg/l；苯：210mg/l；乙苯：25mg/l；甲苯：35mg/l，其余成分为水。
采用图1所示的工艺流程，所述工艺步骤如下：
1、缓冲罐静置：一股2t/h来自烯烃分离装置的废碱液进入直径2m高5m的缓冲罐，停留时间为6天，由于悬浮状态的油脂与水比重不同，油与水在缓冲罐中分层，上层油脂由上层撇油装置出去，下层废碱液由泵送至下一“气浮除油”工序。废碱液中的油含量从926500mg/l降低到94670mg/l。
2、气浮除油：本实例利用“加压溶气气浮除油”工艺，将来自缓冲罐废碱液和压缩空气导入溶气罐，在200kpa压力下，空气溶解于水中，然后将其减压至气浮池，由于减压至常压，溶解的空气从水中逸散出，水中乳化态的油珠随气泡浮出水面，浮油由撇沫器除去。池底的废碱液送至下一“配置水煤浆”工序。废碱液中的油含量进一步从94670mg/l降低至350mg/l。3、来自上一工序的1.95t/h废碱液与煤58t/h(全水分含量13.4wt％)，水26.4t/h，添加剂2.2t/h混合后进入磨煤机制浆，制得58wt％水煤浆(煤浆浓度为干基煤量除以总质量)。由于废碱液中含有苯，酚，甲苯等刺激性有机物，磨煤机采用特殊设计，其进料斗，放空口做密封设计，通过引风机使其保持负压，抽出的刺激性气体引至活性炭吸附罐中，活性炭把气体中的有机物质吸附后引至厂房为达标排放。
4、磨煤机制得的水煤浆与纯氧在反应压力6.5mpa(g)，反应温度1300℃气化中中生成粗合成气，粗合成气中co：44.5mole％(干基)，h2：33.5mole％(干基)。气化炉碳转化率99％，停留时间6s，焚烧去除率：99.9％。工业废碱液中的na2co3和少量nacl在炉膛高温下转化为玻璃状固体于气化炉炉渣一起排出。气化炉产生炉渣热灼减率2.3％，腐蚀度(ph值)9.6。气化炉产生的合成气经热回收+脱硫工序(h2s脱除)+脱碳工序(co2脱除)精制为下游化工产品原料气。气化炉产生的炉渣收集后脱水，稳定化后作为筑路材料。
实施例2：
一股3.4t/h来自己内酰胺皂化废碱液，废碱液组成：codcr：80000mg/l，naoh:13.5wt％，总油0.5wt％(445000mg/l)；有机一元酸5.2wt％，有机二元酸4.7wt％，有机酯酮类6.4wt％，聚合物8.4wt％其余成分为水。
采用图1所示的工艺流程，所述工艺步骤如下：
1、缓冲罐静置：一股3.4t/h来自己内酰胺皂化废碱液进入直径2.5m高5m的缓冲罐，停留时间为7天，由于悬浮状态的油脂与水比重不同，油与水在缓冲罐中分层，上层油脂由上层撇油装置出去，下层废碱液由泵送至下一“气浮除油”工序。废碱液中的油含量从445000mg/l降低到66750mg/l。
2、气浮除油：本实例利用“叶轮浮选法除油”工艺，将来自缓冲罐废碱液导入气浮池，池底通过盘管通入空气，气浮池中的叶轮高速旋转把空气泡剪碎为微小的气泡，利用微小的气泡把水中乳化态的油珠带出水面，浮油由撇沫器除去。池底的废碱液送至下一“配置水煤浆”工序。废碱液中的油含量进一步从66750mg/l降低至153mg/l。
3、来自上一工序的3.2t/h废碱液与煤72.5t/h(全水分含量12.5wt％)，水32t/h,添加剂2.8t/h混合后进入磨煤机制浆，制得57.4wt％水煤浆。由于废碱液中含有有机一元酸，有机二元酸，有机酯酮类等刺激性有机物，磨煤机采用特殊设计，其进料斗，放空口做密封设计，通过引风机使其保持负压，抽出的刺激性气体引至生物膜除臭系统中，生物膜上的菌体把气体中的有机物质吸附分界为co2和n2后引至厂房外达标排放。
4、磨煤机制得的水煤浆与纯氧在反应压力4.0mpa(g)，反应温度1200℃气化中中生成粗合成气，粗合成气中co：46.7mole％(干基)，h2：37.5mole％(干基)。气化炉碳转化率98.5％，停留时间7s，焚烧去除率：98.5％。工业废碱液中的naoh在炉膛高温下转化为玻璃状固体于气化炉炉渣一起排出。气化炉产生炉渣热灼减率2.8％，腐蚀度(ph值)10.8。气化炉产生的合成气经热回收+脱硫工序(h2s脱除)+脱碳工序(co2脱除)精制为下游化工产品原料气。气化炉产生的炉渣收集后脱水，稳定化后作为筑路材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。