一种用于煤化工废水的净化方法与流程

文档序号:11098515
一种用于煤化工废水的净化方法与制造工艺

本发明公开涉及废水处理的技术领域,尤其涉及一种用于煤化工废水的净化方法。



背景技术:

随着人们对于环保意识的逐渐增强,近年来,煤化工生产行业中的废水处理也越来越受到人们的关注。以往在煤化工生产企业中,氨水和酚水中的煤焦油分离效果极其不好,不仅影响液态产品分离系统中煤焦油的产量,同时还会影响氨水和酚水的回收系统,导致回收系统中塔盘结垢堵塞,增加了清理塔盘的检修费用,使得生产不能够连续进行,加大了生产费用投入。另外,由于塔盘堵塞,会大幅增加蒸馏系统的热耗,降低了设备的生产能力,导致设备腐蚀,甚至容易造成设备高压,酿成重大安全事故等问题。

为了解决上述问题,煤化工生产企业尝试了多种废水处理的方法,较为常用的方法为:在废水回收循环系统中同时加入多种药剂来实现废水中焦油的分离,虽然该种方式可以起到一定的焦油分离的作用,但由于加入的药剂种类较多,使煤化工生产企业的废水净化成本提高,导致以往的废水净化方法难以实施。

因此,如何研发一种新型用于煤化工废水的净化方法,减少净化药剂的加入,成为人们亟待解决的问题。



技术实现要素:

鉴于此,本发明公开提供了一种用于煤化工废水的净化方法,以至少解决以往煤化工废水净化时,需要加入的药剂种类较多,存在净化成本高,难以实施推广等问题。

本发明提供的技术方案,具体为,一种用于煤化工废水的净化方法,该净化方法具体为:在所述煤化工废水的回收循环系统中位于煤气水槽出水端的循环水泵吸入口处加入油胺聚氧乙烯醚。

优选,所述油胺聚氧乙烯醚的加入量占所述回收循环系统中循环水量的1~10ppm。

进一步优选,在所述循环水泵吸入口处采用高压计量泵向所述回收循环系统中加入油胺聚氧乙烯醚。

进一步优选,采用逐次递增的添加方式向所述煤化工废水的回收循环系统中加入油胺聚氧乙烯醚。

进一步优选,所述逐次递增的添加方式包括:

S1、向所述回收循环系统中加入占所述回收循环系统中循环水量1~3ppm的油胺聚氧乙烯醚,保持10~15天;

S2、向所述回收循环系统中加入占所述回收循环系统中循环水量3~5ppm的油胺聚氧乙烯醚,保持25~30天;

S3、向所述回收循环系统中加入占所述回收循环系统中循环水量5~10ppm的油胺聚氧乙烯醚,直至所述回收循环系统中所述循环水量中的焦油含量下降至原来的20%~30%。

进一步优选,在所述煤化工废水的回收循环系统中位于煤气水槽出水端的氨水泵或酚水泵的吸入口处加入油胺聚氧乙烯醚。

进一步优选,所述油胺聚氧乙烯醚的加入量占所述回收循环系统中循环水量的0.5~1.5ppm。

进一步优选,在所述煤化工废水的回收循环系统中位于喷淋洗涤塔进水端的循环水泵吸入口处加入油胺聚氧乙烯醚。

进一步优选,所述油胺聚氧乙烯醚的加入量占所述循环系统中循环水量的2~5ppm。

本发明提供的用于煤化工废水的净化方法,只在位于煤气水槽出水端的循环水泵吸入口处加入油胺聚氧乙烯醚,由于油胺聚氧乙烯醚具有“双亲结构”,在煤气水中,油胺聚氧乙烯醚分子的极性亲水基与极性水分子强烈吸引,而非极性的烃链却与极性水分子的吸引力很弱,煤气水中与烃链相邻的混合油比普通氨水或酚水具有更多的氢键,从而有利于混合油的有序结构形成,使体系能量升高而不稳定,故焦油分子趋向把油胺聚氧乙烯醚疏水的烃链排出煤气水的氨水或酚水环境。当浓度达到后,疏水的烃链互相聚集形成内核,亲水的极性基向外,这样,满足焦油物质脱离水环境的要求,满足油胺聚氧乙烯醚与水强烈作用的要求,处于热力学稳定状态,于是就形成焦油团,将乳状液的分散相小液珠聚集成团形成大液滴,最终使循环水中的油水两相分层析出,从而达到净化目的,进而避免回收系统中设备堵塞等问题发生。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开实施例中使用的废水回收循环系统的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。

本实施方案提供了一种用于煤化工废水的净化方法,该净化方法打破了本领域以往的常规思想,以往本领域技术人员认为,在煤化工废水的净化系统中,只有将油胺聚氧乙烯醚和脂肪胺按一定比例配合后,才能够实现废水净化的目的。然而,发明人经过多年的研究发现,在废水循环系统中只加入油胺聚氧乙烯醚这一种成分,同样可以达到废水净化的目,具体来说,是在煤化工废水的回收循环系统中位于煤气水槽出水端的循环水泵吸入口处加入油胺聚氧乙烯醚,通过在该处加入油胺聚氧乙烯醚,可以使油胺聚氧乙烯醚在整个回收循环系统中存在,实现废水的净化。

其中,油胺聚氧乙烯醚具有优良的乳化、分散、增溶、抗静电、润滑及缓蚀能力,此外还具有一定的杀菌能力。本发明所采用的油胺聚氧乙烯醚是非离子型表面活性剂-聚醚型-胺聚,当其与回收循环系统中的废水混合后,油胺聚氧乙烯醚分子的极性亲水基与极性水分子强烈吸引,而非极性的烃链却与极性水分子的吸引力很弱,煤气水中与烃链相邻的混合油比普通氨水或酚水具有更多的氢键,从而有利于混合油的有序结构形成,使体系能量升高而不稳定,故焦油分子趋向把油胺聚氧乙烯醚疏水的烃链排出氨水或酚水环境。当浓度达到后,疏水的烃链互相聚集形成内核,亲水的极性基向外,这样,满足焦油物质脱离水环境的要求,满足油胺聚氧乙烯醚与水强烈作用的要求,处于热力学稳定状态,于是就形成焦油团,能够将乳状液的分散相小液珠聚集成团形成大液滴,最终使循环水中的油水两相分层析出,从而达到净化目的。

上述油胺聚氧乙烯醚可以采用市售产品,也可以采用油胺和环氧乙烷作为原料通过常规的方法合成,考虑到破乳及分散效果,优选采用纯度为95%~99%的油胺作为合成油胺聚氧乙烯醚的原料。本发明优选采用油胺聚氧乙烯醚5EO~20EO,即含有5~20个环氧乙烷。如果所采用的油胺聚氧乙烯醚中所含的EO数低于5,则会出现过分的亲油性,导致轻质焦油回收到重质焦油中过多的问题,以至于减少了轻质焦油的产量;如果油胺聚氧乙烯醚的EO数高于20,则会出现过度的亲水性,导致焦油含水率过高,焦油品质下降。因此,经综合考虑,本发明采用油胺聚氧乙烯醚5EO~20EO,将其加入煤化工废水的回收循环系统中,能够更加有效地去除煤化工生产过程中产生的氨水、酚水及荒煤气中所含的煤焦油和煤尘。

优选,油胺聚氧乙烯醚的加入量占回收循环系统中循环水量的1~10ppm。

具体地,在循环水泵吸入口处采用高压计量泵向回收循环系统中加入油胺聚氧乙烯醚。本发明通过在循环水(氨水或酚水)泵吸入口用高压计量泵将油胺聚氧乙烯醚添加到循环水(氨水或酚水)回收循环系统中,首先可以保证油胺聚氧乙烯醚添加的连续性,使得煤焦油清除更加彻底,其次,采用高压计量泵连续地泵入油胺聚氧乙烯醚,有利于企业对连续产出的煤焦油进行不间断地回收,具有更高的回收效率。

考虑到油胺聚氧乙烯醚对回收循环系统中沉积的结垢具有较好的清理作用,为了避免加入油胺聚氧乙烯醚后由于快速清洗所造成的各种堵塞现象,优选地,采用逐次递增的添加方式向煤化工废水的回收循环系统中加入油胺聚氧乙烯醚。通过在开始阶段缓慢且递增地添加油胺聚氧乙烯醚,在分析试验数据并保证各个换热器和塔盘不发生堵塞的前提下逐渐提高油胺聚氧乙烯醚的加药量。该种净化方法提高氨水或酚水中的煤焦油和煤尘分离程度,有效解决氨、酚回收系统中塔盘堵塞的问题,延长设备的检修周期和使用寿命,具有生产费用低、能耗低及生产安全系数高的优势。

具体的逐次递增的添加方式为:S1、向回收循环系统中加入占回收循环系统中循环水量1~3ppm的油胺聚氧乙烯醚,保持10~15天;S2、向回收循环系统中加入占回收循环系统中循环水量3~5ppm的油胺聚氧乙烯醚,保持25~30天;以及S3、向回收循环系统中加入占回收循环系统中循环水量5~10ppm的油胺聚氧乙烯醚,直至回收循环系统中循环水量中的焦油含量下降至原来的20%~30%。

为了进一步提高煤化工废水的回收循环系统中焦油的分离效果,作为方案的改进,可在煤化工废水的回收循环系统中位于煤气水槽出水端的氨水泵或酚水泵的吸入口处增设一个油胺聚氧乙烯醚的加药点,实现油胺聚氧乙烯醚的二次加入,进一步净化氨水或酚水中的未被完全净化分离的焦油和加快焦油在氨水或酚水大罐中的沉降和分离。其中,该处油胺聚氧乙烯醚的加入量占回收循环系统中循环水量的0.5~1.5ppm,优选采用高压计量泵进行加入。

为了进一步提高废水的净化效果,减少设备的在线清洗次数以及缓解延长各个喷淋塔的堵塞时间,作为方案的改进,可在煤化工废水的回收循环系统中位于喷淋洗涤塔进水端的循环水泵吸入口处再增设一个油胺聚氧乙烯醚的加药点,实现油胺聚氧乙烯醚的三次加入,进一步净化氨水或酚水中的未被完全净化分离的焦油和加快焦油在氨水或酚水大罐中的沉降和分离,避免喷淋洗涤装置需要经常清洗,容易堵塞的问题,其中,该处油胺聚氧乙烯醚的加入量占变换喷淋塔系统中循环水量的2~5ppm,优选,采用高压计量泵进行加入。

下面以具体的实施例对本发明进行进一步的解释和说明。

实施例1

参见图1为新疆煤化工有限公司的净化车间内酚水回收循环系统,该循环系统包括:气化炉、喷淋冷却器、废热锅炉、喷淋洗涤塔、焦油分离器、油分离器、煤气水槽、煤气水罐、酚氨回收装置、气浮池、匀质池、生化池、絮凝池、第一循环水泵、第二循环水泵、酚水泵、稀酚水泵、高压酚水循环泵以及两个膨胀器,其中,汽化炉的出水端与喷淋冷却器的第一进水端连通,喷淋冷却器将冷却后的废水从出水端输送到废热锅炉的进水端,废热锅炉将废水中的部分粗煤气提炼出来后,输送到喷淋洗涤塔的进气端,粗煤气经喷淋洗涤塔喷淋洗涤后收集起来,用作能源,而废热锅炉中的废水经过膨胀器后输送到焦油分离器的进水端,废水经过焦油分离器将部分尘渣和焦油分离出,而余下的废水经由焦油分离器的出水端被输送到油分离器的进水端,同时喷淋洗涤塔的出水端输出的废水经由膨胀器后,也会输送到油分离器的进水端,油分离器将输入的废水中的部分焦油和中油分离后,将余下的废水输送到煤气水槽的进水端,而煤气水槽中的废水部分通过第一循环水泵再次输送到喷淋冷却器中进行循环回水净化,部分通过酚水泵输送到煤气水罐中,而煤气水罐通过过滤分离将部分中油分离出来,排到外部,将部分焦油通过焦油泥泵输送到焦油分离器处进行再次的分离回收净化,将仍需净化的部分废水通过第二循环水泵输送到喷淋洗涤塔中进行喷淋洗涤后,进行再次的净化回收,而将已经符合要求的废水经稀酚水泵输送到酚回收装置中,酚水回收,然后在依次经过气浮池、匀质池、生化池和絮凝池,完成废水的最终净化,进行废水的排放。

该车间自2015年1月至2015年7月开始使用本发明提供的净化方法,即在循环水泵吸入口处(A点)加入油胺聚氧乙烯醚,具体的添加方式为:向回收循环系统中加入占回收循环系统中循环水量1~3ppm的油胺聚氧乙烯醚,保持10~15天;再向回收循环系统中加入占回收循环系统中循环水量3~5ppm的油胺聚氧乙烯醚,保持25~30天;最后向回收循环系统中加入占回收循环系统中循环水量5~10ppm的油胺聚氧乙烯醚,直至回收循环系统中循环水量中的焦油含量下降至原来的20%~30%。

自2015年8月开始在酚水泵吸入口处(B点)增设一个油胺聚氧乙烯醚的加药点,该加药点中油胺聚氧乙烯醚的加入量占回收循环系统中循环水量的0.5~1.5ppm。

自2016年1月开始在喷淋洗涤塔进水端的循环水泵吸入口处(C点)增设一个油胺聚氧乙烯醚的加药点,该加药点中油胺聚氧乙烯醚的加入量占回收循环系统中循环水量的2~5ppm。

未加药之前废水中含有大量的悬浮物和煤焦油,颜色浑浊,自2015年1月至2015年7月在循环泵的吸入口加入油胺聚氧乙烯醚,净化6个月后,废水的颜色为透明的,煤焦油含量符合国家废水排放标准含量极低;自2015年8月开始采用两点加药,净化1个月后,废水的颜色为透明的,废水中基本不含有煤焦油;自2016年1月开始采用三点加药,不仅废水的颜色为透明的,煤焦油含量符合国家废水排放标准含量极低,而且喷淋洗涤塔的清洗周期明显加长,没有加药前基本上一周清洗两次,而设置一个加药点时,半年清洗一次,设置两个加药点后,8个月清洗一次,而设置三个加药点后,自2015年8月至今都无需进行设备的清洗。

对实施例1中最终分离出的煤焦油进行检测,自2015年1月至2015年7月期间,发现分离出的煤焦油含水率由以往的4%~5%降低到0.6~1.0%,自2015年8月开始,煤焦油含水率降低至0.2%~0.4%,在2016年1月开始,煤焦油含水率降低至0.05%~0.1%。

其中,本实施例中提供的为酚水回收系统,而对于氨水回收系统,将其中的酚水泵、稀酚水泵均替换为氨水泵和稀氨水泵即可。

实施案例2

新疆某新型煤化工公司煤气水处理车间2015年11月份大检修后运行以来,由于前系统新增备煤炉前筛分装置,烟尘量相对减少,但洗涤煤气所产生的煤气水中油、尘还是不能有效分离,自11月份运行后,造成初焦油分离器底部聚集大量烟尘,影响整个系统的安全运行。

前期,车间按生产部门要求,通过拉尘车将煤尘外运至备煤处理;于2016年1月28日分别在煤气水分离ABCD系列J02泵入口管线增加药剂泵对高喷煤气水加药;在EF区J05酚水泵入口管线增加药剂泵对酚氨回收产品煤气水加药。2016年2月26日在煤气水ABCD区初焦油分离器及最终油分离器底部发现大量含尘焦油,多元烃产量较上年大幅增加,四月份多元烃总产量为3117吨,较去年同期增加产量4.5倍。在产品产量相对增加的同时,煤气水分离的劳动强度及现场环境也得到了相对的改观,分析如下;

1、加药前,由于油、尘分离不出,系统各槽罐需频繁清洗(大致20天左右就要打开初焦油分离器),现场充斥着大量的有毒有害气体;加油胺聚氧乙烯醚后,延缓了清洗频率,减少了现场污染。

2、加药后,酚氨回收C05/C06/C07换热器这两个月运行正常,减少了换热器的清洗频率。

3、加药前,2015年一季度的多元烃产量为2480吨,加药后2016年1季度多元烃产量6285吨。

由于煤气水中尘与油能有效分离,送向气化变换的煤气水水质中尘含量大幅减少。

实施例3

内蒙古某兰碳焦化厂焦油含水率较高、循环氨水浊度高并含有一定量的焦油,所带来的一系列问题一直困扰着回收车间和炼焦车间的生产,使用老式的生产工艺和设备,如何提高焦油和循环氨水的质量也就成为企业目前所面临的一个重要的问题。

焦油质量在达到良好状态时,含水率在4%左右,氨水焦油的分离效果不好,则会使循环氨水的质量同步下降,导致焦炉氨水喷嘴堵塞及其系统内设备结垢堵塞,影响荒煤气冷却效果;剩余氨水质量也同步下降,导致蒸氨塔、脱酚塔堵塞,同时影响氨、酚的回收,也会使焦油含水率过高,大幅增加蒸馏系统的热耗,减少设备生产能力,增加设备腐蚀。

目前,内蒙古某兰碳焦化厂焦油净化采用超级离心机三级处理,氨水净化采用焦炭过滤器、汽浮除焦油器等,以达到净化氨水的目的,但其氨水净化的效果并不十分理想,炼焦车间的喷嘴堵塞问题及氨水后续生产的沉积问题仍无法得到解决。

焦油脱水剂有着优异的破乳功能,在焦油和循环氨水以一种乳化状态进入机械化澄清槽时,机械化澄清槽里面氨水和焦油可以比较容易的分离开来,虽然这种分离较快,但机械化澄清槽内依然存在一个包含焦油、煤粉、焦炭粉末和氨水的乳化层,因为在实际的操作中不可能有足够的停留时间,所以经常会有一些乳化液中的杂质和氨水一起离开机械化澄清槽,焦油脱水剂能够破坏这种在乳化层中的平衡状态,加强分离效果,从而可以得到更加小的乳化层,最大程度的降低夹带进入循环氨水的可能。

由于油胺聚氧乙烯醚是一种优秀的减粘结剂,它会在焦油的表面生成一层膜,降低焦油的表面张力,使得焦油的粘度大大降低,这也使得焦油的流动性增强,更不易于粘结在设备上。

内蒙古某兰碳焦化厂于2016年1月开始在位于煤气水槽出水端的循环水泵吸入口添加油胺聚氧乙烯醚,实验结果如下:

在现场进行七个月实验中取得了良好的效果,具体效果如下:

1、氨水中焦油含量由1420.7mg/l下降到178.3mg/l,下降率为87%;氨水中悬浮物含量由平均1602.1mg/l下降到290.1mg/l,下降率为81.9%;

2、中间槽的含水率已从平均的8.98%降到4.37%,下降51.2%;焦油贮槽的含水率从平均4.39%降到3.30%,平均下降24.8%。

3、焦油收率平均提高0.028%,同时焦油产量每月平均增加45.8t;

4、系统中的油渣等物质也得到大量的清理,共清出焦油渣200吨左右;

5、有利于炼焦车间的生产,减少清透集气管频次,以往每个月清透2次,现在每半年清透1次;

通过油胺聚氧乙烯醚的加入后,有利于脱酚和蒸氨工序生产顺行,带来巨大的环保效益;由于焦油水分降低,焦油贮槽水量减少,节省蒸汽消耗;系统中的油渣等物质也得到大量的清理,初冷器和荒煤气温度得到了改善;由于焦油水分降低,焦油贮槽水量减少节省蒸汽消耗,减少萘的蒸发对大气的污染;剩余氨水质量提高,含油率降低,氨水变得清澈,有利于后期氨水处理;氨水喷嘴不再堵塞,降低维护费用,有利于降低煤气中焦油和萘的含量。降低煤气温度,在有限的空间内煤气通过量增大;焦油粘度降低,改善流动性,提高焦油质量(萘含量提高3个点以上);氨水循环系统的管线得到明显清洗,焦油渣得到清理;氨水泵旋转叶片焦油得到清理,减低工作负荷,延长使用寿命;氨水含油降低,减少氨水息焦带来的焦油气味;给回收车间的后续所有环节带来更多的改善和降低安全隐患,降低工人劳动强度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

再多了解一些
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