专利名称：一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于煤转化技术领域，具体涉及一种利用煤直接液化反应生成含硫污水除煤粉除油的工艺及设备。
背景技术：
中国是富煤少油国家，煤炭资源丰富，煤种齐全，煤炭资源占能源储量的92 %，这就决定了我国的能源生产和消费在相当长的时期内仍以煤炭为主。然而煤炭燃烧带来的烟煤型污染给我国生态环境带来了严重的问题，随着能源消费总量的增加，煤炭需求总量随之增加，在这种情况下大幅度减少煤炭消费是较难办到的。不仅如此，我国能源分布重心偏西偏北，而经济发达区域偏南偏东，常规能源需经长途运输才能到达经济发达地区，满足发展的需求，费时费力。与煤炭相比，石油是一种清洁、方便、高效的能源，对环境污染小，同时煤中的硫是液化过程中的助催化剂，将煤液化有利于环境保护。煤的液化是一种将煤转化成清洁的便于运输和使用的液体燃料(如汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的先进的洁净煤技术。 煤炭液化可弥补石油资源的短缺，具有重要的战略意义，同时对一些富煤缺油的省、区具有现实意义，同时也为煤炭行业提供了新的发展空间。在煤的直接液化反应过程中，反应器内会产生大量的含硫气体、油渣、酸性水和含硫污水，其中对含硫污水的处理是目前困扰大家的难题之一，由于含硫污水中含有油类、硫化物、氮化物、固体颗粒(煤粉)等污染物，因此，含硫污水必须经脱硫、脱氮处理后才能排入废水处理厂。目前，工业上脱硫、脱氮处理方法通常采用污水汽提工艺，但在含硫污水汽提处理过程中，污水夹带的油滴会破坏汽提塔内的气液两相平衡，造成汽提塔操作波动，影响处理效果，同时造成轻烃流失；另外含硫污水夹带的煤粉可在汽提塔内沉积、结垢，影响装置的经济、长周期运转。因此，对含硫污水进行除煤粉、除油处理对装置的平稳运行具有重要意义。目前工业上除去固体杂质，通常采用的方法有沉降法和传统过滤法。由于含硫污水中含有有毒性气体H2S,如采用传统的板框式过滤器，开放的环境会使H2S扩散，从而污染环境，损害操作人员的身体健康，同时也不能适应连续化工艺的要求；如采用重力沉降法， 设备占地面积大，分离效率低，同时由于煤直接液化反应生成含硫污水不同于其他装置的含硫污水，煤粉的比重不均一，部分煤粉悬浮在含硫污水中，因此靠重力沉降并不可行。含硫污水除油的方法有利用简易隔油池、平流隔油池、斜板隔油池等装置除油，或采用过滤和活性炭吸附等方法，这些方法概括起来分为重力沉降法和过滤法两大类。过滤则采用滤网收油，它需要定期反冲洗；重力沉降则是将含硫污水放置于大罐之中，停留一段时间后，把漂浮在上层的油收走，以达到分离的目的，油水两相分离的推动力只有一个重力加速度，因此油污停留时间长，且设备体积庞大、占地面积大、运转不连续。2006年9月27日公开的，公开号为CN1837069的中国专利，含油、含硫污水的处理方法，将含油、含硫的污水作为湿法水泥厂烧结料的成球拌和用水，但由于需要配套有湿法水泥厂，故推广应用意义不大。2010年4月21日公开的，公开号为CN101696516A的中国专利，免清洗太阳能锗衬底片的表面处理方法，公开了一种利用含硫污水中加硫化物转化剂的方法将水中硫化物转变为单质硫，但由于含硫污水成分复杂，不同装置的含硫污水差别很大，即使同一装置，也会随着上游工况的变化而变化，这就对硫化物转化剂的开发、选择造成了很大困难，甚至无法实现。2004年11月3日公开的，公开号为CN1542915的中国专利，一种P-ZrvxMgxO晶体薄膜及其制备方法，公开了一种含硫污水旋流除油的方法，但由于含硫污水中油水乳化严重，乳化油占了较大的比例，此发明专利未考虑对乳化油进行处理，单纯机械方法很难对含硫污水中的乳化油进行分离。2005年2月16日公开的，公开号为CN1579949的中国专利，公开了一种延迟焦化含硫污水的净化方法，其思路是用过滤器对含硫污水中的固体颗粒进行脱除，减轻汽提塔负担。但单一使用过滤器，含硫污水中的固体颗粒易造成过滤器堵塞，需经常清洗甚至更换滤芯，影响装置的长周期运行，同时没有对含硫污水中的污油进行分离，同样会造成汽提塔操作波动，影响汽提效果。总之，由于现有技术存在上述问题，因此本领域迫切需要开发成本低且效果好的含硫污水处理方法和装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中的不足，提供一种利用煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油的方法及装置。为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，包括调节罐、污水泵、微旋流分离器、精密过滤器、旋流除油器和汽提塔，所述调节罐的出水口通过污水泵连接微旋流分离器，所述微旋流分离器底部的出口回连入调节罐，所述微旋流分离器顶部的出口连接精密过滤器，所述精密过滤器与旋流除油器相连，所述旋流除油器的水相出口与汽提塔相连，所述旋流除油器的油相出口回连入调节罐。所述调节罐的大小由含硫污水的处理量决定，需满足含硫污水在调节罐中达到 1-3个小时停留时间的要求。所述微旋流分离器由多根旋流芯管组成，可单台或者多台并联使用，可立式或者卧式安装。所述微旋流分离器的进口与顶部出口的压力降为O. 15 O. 20Mpa。所述精密过滤器的精度为I μ m，所述精密过滤器可用其他能达到相同指标的固液分离设备代替。所述旋流除油器由多根旋流芯管组成，可单台或者多台并联使用，采用卧式安装。所述旋流除油器的进口和油相出口的压力降为O. 10 O. 15Mpa，对含硫污水中 10 μ m以上的油滴去除率不小于95%。一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油的方法，包括如下步骤1>夹带煤粉和污油的含硫污水进入调节罐，在破乳剂的作用下重力沉降，含硫污水在调节te内分层；2>调节罐内中下部的污水经污水泵送至微旋流分离器进行处理，密度大于水的煤粉从底流分离后，经微旋流分离器底部的出口返回调节罐底部，在调节罐中沉降后外排；3>经微旋流分离器旋流净化的含硫污水，经微旋流分离器顶部的出口进入精密过滤器，对污水中所含的悬浮固体颗粒进行分离，过滤出的固体颗粒外排；4>经精密过滤器过滤后的含硫污水进入旋流除油器进行处理，在旋流除油器中净化后的含硫污水经水相出口进入汽提塔进行脱硫处理，在旋流除油器中分离出的污油经油相出口返回调节罐，在调节罐中沉降后的污油进入分馏塔回炼。这种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油的方法及装置可处理硫含量为 10000 25000mg/L，氨氮含量为10000 25000mg/L，油含量为500 2000mg/L,固含量为500 2500mg/L，粘度为4. 38 5.47厘泊的含硫污水；在含硫污水中固含量不大于 2500mg/L的条件下，经微旋流分离器处理后，含硫污水中密度大于水的煤粉固含量不大于 200mg/L ;经精密过滤器处理后，含硫污水中总固含量不大于50mg/L ;在进口油含量不大于 2000mg/L的条件下，经旋流除油器处理后，含硫污水中的油含量不大于200mg/L。有益效果1>本发明所述的方法及装置对煤直接液化反应生成含硫污水中煤粉和污水进行分离，可以在含硫污水去汽提塔脱硫前有效脱出夹带的煤粉并回收污油，避免了煤粉在汽提塔内的沉积堵塞，减轻汽提装置负荷，增强汽提效果，延长装置的运转周期，同时也有利于污油的回收，减少装置加工损失，降低装置运行成本，提高装置经济效益；2>本发明所述装置中采用的微旋流分离器和旋流除油器分离效率高，连续运转周期长，结构紧凑简单，占地面积小，抗冲击能力强，操作维护简单。
下面结合附图和具体实施方式
来详细说明本发明；图I为本发明所述煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置的结构示意图；其中，I为反应器,2为换热装置,3为分懼塔,4为调节罐,5为污水泵,6为微旋流分离器，7为精密过滤器，8为旋流除油器，9为汽提塔。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图1，图示中这种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置包括调节罐4、污水泵5、微旋流分离器6、精密过滤器7、旋流除油器8和汽提塔9，调节罐4的出水口通过污水泵5连接微旋流分离器6，微旋流分离器6底部的出口回连入调节罐4，微旋流分离器6顶部的出口连接精密过滤器7，精密过滤器7与旋流除油器8相连，旋流除油器8的水相出口与汽提塔9相连，旋流除油器8的油相出口回连入调节罐4。其中，调节的大小由含硫污水的处理量决定，需 两足含硫污水在调节iip中达到1-3个小时停留时间的要求；微旋流分离器6由多根旋流芯管组成，可单台或者多台并联使用，可立式或者卧式安装，微旋流分离器6的进口与顶部出口的压力降为O. 15 O.20Mpa;精密过滤器7的精度为I μ m，精密过滤器7也可用其他能达到相同指标的固液分离设备代替；旋流除油器8由多根旋流芯管组成，可单台或者多台并联使用，采用卧式安装，旋流除油器8的进口和油相出口的压力降为O. 10 O. 15Mpa，对含硫污水中IOym以上的油滴去除率不小于95%。实施例I :—个百万吨煤直接液化装置反应生产的含硫污水，按照本发明中所述的方法和装置，采用重力沉降、微旋流脱固、精密过滤及旋流除油的分离方法对含有煤粉和污油的含硫污水进行处理，以达到脱除煤粉、回收污油的目的，所述含硫污水的性质如表1，其具体处理步骤及效果如下表I所需处理含硫污水性质表
权利要求
1.一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，包括调节罐、污水泵、微旋流分离器、精密过滤器、旋流除油器和汽提塔，其特征在于，所述调节罐的出水口通过污水泵连接微旋流分离器，所述微旋流分离器底部的出口回连入调节罐，所述微旋流分离器顶部的出口连接精密过滤器，所述精密过滤器与旋流除油器相连，所述旋流除油器的水相出口与汽提塔相连，所述旋流除油器的油相出口回连入调节罐。
2.根据权利要求I所述的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，其特征在于，所述调节罐的大小由含硫污水的处理量决定，需满足含硫污水在调节罐中达到1-3个小时停留时间的要求。
3.根据权利要求I所述的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，其特征在于，所述微旋流分离器由多根旋流芯管组成，可单台或者多台并联使用，可立式或者卧式安装。
4.根据权利要求I所述的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，其特征在于，所述微旋流分离器的进口与顶部出口的压力降为O. 15 O. 20Mpa。
5.根据权利要求I所述的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，其特征在于，所述精密过滤器的精度为I μ m，所述精密过滤器可用其他能达到相同指标的固液分离设备代替。
6.根据权利要求I所述的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，其特征在于，所述旋流除油器由多根旋流芯管组成，可单台或者多台并联使用，采用卧式安装。
7.根据权利要求I所述的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置，其特征在于，所述旋流除油器的进口和油相出口的压力降为O. 10 O. 15Mpa，对含硫污水中IOymW 上的油滴去除率不小于95 %。
8.一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油的方法，其特征在于，包括如下步骤1>夹带煤粉和污油的含硫污水进入调节罐，在破乳剂的作用下重力沉降，含硫污水在调节罐内分层；2>调节罐内中下部的污水经污水泵送至微旋流分离器进行处理，密度大于水的煤粉从底流分离后，经微旋流分离器底部的出口返回调节罐底部，在调节罐中沉降后外排；3>经微旋流分离器旋流净化的含硫污水，经微旋流分离器顶部的出口进入精密过滤器，对污水中所含的悬浮固体颗粒进行分离，过滤出的固体颗粒外排；4>经精密过滤器过滤后的含硫污水进入旋流除油器进行处理，在旋流除油器中净化后的含硫污水经水相出口进入汽提塔进行脱硫处理，在旋流除油器中分离出的污油经油相出口返回调节罐，在调节罐中沉降后的污油进入分馏塔回炼。
全文摘要
本发明公开了煤转化技术领域中的一种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油的方法及装置，这种方法及装置可以避免煤粉在汽提塔内的沉积堵塞，减轻汽提装置负荷，增强汽提效果，延长装置的运转周期，同时也有利于污油的回收，减少装置加工损失，提高装置经济效益，并且装置中采用的微旋流分离器和旋流除油器分离效率高，连续运转周期长，占地面积小，抗冲击能力强，操作维护简单；其技术要点是这种煤直接液化生成含硫污水除煤粉除油装置包括调节罐、污水泵、微旋流分离器、精密过滤器、旋流除油器和汽提塔；经调节罐、污水泵、微旋流分离器、精密过滤器和旋流除油器处理后的污水最终进入汽提塔进行处理。
文档编号C02F1/38GK102583821SQ20121002692
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者吕文杰, 吴文峰, 吴瑞豪, 崔馨, 杨强, 汪华林, 沈玲, 黄渊 申请人:上海华畅环保设备发展有限公司