兰炭废水预处理工艺及装置的制作方法

1.本技术涉及废水处理技术，具体而言，涉及一种兰炭废水预处理工艺及装置。


背景技术：

2.兰炭(半焦)是原煤通过低温干馏技术工艺产生的产品之一，兰炭是铁合金、煤制气、煤化工生产中重要的生产原料。在原煤的低温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中会产生兰炭废水。该废水成分复杂，主要含有叫春、乙醇、甲酸、乙酸、苯、甲苯、二甲苯、苯酚类物质、萘、蒽、醌等为主的煤焦油类物质，含有大量环链有机物、叠氮类无机化合物和氨氮等。兰炭废水主要源于煤气净化工段的剩余循环水、熄焦废水以及厂区生活污水。兰炭废水属于典型的难降解有机废水，处理难度大，是目前环保领域中亟待解决的一个难题。
3.目前处理兰炭废水的常用方式包括焚烧处理和生化处理等，这些方法容易造成大气污染，同时维护和运行成本高，此外这些方法都不能回收废水中的一些有用成分，造成了污染的同时还造成了资源的浪费。
4.在相关技术中，比如中国专利文献(cn109250854a)记载了一种兰炭废水的处理方法，通过除油、脱氨、脱酚等步骤，可以回收兰炭废水中的焦油、氨及酚。
5.然而，在实际的兰炭废水脱氨脱酚处理工艺中，脱氨段产生的氨水易发生碳铵结晶现象，且对于高油高酚废水传统蒸氨过程中产生的氨水品质较差，难以作为副产品外送。


技术实现要素：

6.本技术的主要目的在于提供一种兰炭废水预处理工艺及装置，以解决现有的兰炭废水脱氨脱酚处理过程中，脱氨段产生的氨水易发生结晶导致氨水品质较差的问题。
7.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种兰炭废水预处理工艺。
8.根据本技术的兰炭废水预处理工艺包括：
9.脱酸：总进水通过脱酸进水泵被分为冷进料和热进料，所述热进料通过第一预热板进入脱酸塔中部，所述冷进料通过第一降温板进入脱酸塔顶部喷淋而下并通过填料重新吸收氨气回到脱酸塔底液相中；
10.脱氨：脱酸塔内脱酸后的水经过脱氨塔进水泵进入脱氨塔中部，经高温蒸氨后，顶部气相分别经过初冷器、深冷器达到氨气吸收塔，其中氨气被吸收塔内补充的软化水吸收形成浓度不低于20％的氨水后通过浓氨水外排口排出，进过初冷器、深冷器冷凝下来的液相下落至气液分离罐，并通过氨水回流泵经第四降温板回流至脱氨塔顶部；
11.脱酚：脱氨后的废水先后经过脱氨出水泵、第二预热板，然后进入臭氧反应器中进行臭氧氧化脱酚，脱酚后的水经过第三降温板进入其他生化工序。
12.进一步的，所述脱酸塔顶部冷进料温度控制在30℃～40℃。
13.进一步的，所述脱酸塔塔内液位控制在3.5m～4.5m。
14.进一步的，所述脱酸塔内塔底温度控制在125℃～151℃，塔顶温度控制在40℃～55℃。
15.进一步的，所述脱氨塔塔内液位控制在3.5m～4.5m。
16.进一步的，所述脱氨塔内塔底温度控制在99℃～100℃，塔顶温度控制在89℃～91℃。
17.进一步的，所述初冷器温度控制在50℃～70℃，深冷器温度控制在40℃～50℃。
18.进一步的，所述氨气吸收塔塔内温度控制在25℃～35℃。
19.为了实现上述目的，根据本技术的又一方面，提供了一种兰炭废水预处理装置，以实现上述方面任一实现方式所描述的工艺。
20.根据本技术的兰炭废水预处理装置包括：
21.脱酸塔，其上设有热进料口、冷进料口、脱酸气相出口、脱酸液相出口，所述热进料口与冷进料口分别通过管道与总进水管连接，所述总进水管上设有脱酸进水泵，所述脱酸进水泵与所述热进料口之间的管道上设有第一预热板，所述脱酸进水泵与所述冷进料口之间的管道上设有第一降温板；
22.脱氨塔，通过管道与所述脱酸液相出口相连，所述脱氨塔顶部设有脱氨气相出口，底部设有废水排出口，所述脱氨气相出口通过管道先后经过初冷器、深冷器连通至氨气吸收塔，所述废水排出口通过管道先后经过脱氨出水泵、第二预热板连通至臭氧反应器；
23.所述氨气吸收塔内设有软化水，所述氨气吸收塔的液相出口通过管道连通至浓氨水排出口，所述氨气吸收塔连通至浓氨水排出口的管道上还设有浓氨水循环泵，所述浓氨水循环泵通过管道连通至第二降温板并最终连通至氨气吸收塔顶部；
24.所述臭氧反应器由臭氧发生器提供臭氧，且所述臭氧反应器顶部通过管道连通尾气破坏器，所述臭氧反应器的液相出口管道经过第三降温板连接至其他设备。
25.进一步的，所述初冷器、深冷器的冷凝出口均连通至气液分离罐，所述气液分离罐通过管道并经过氨水回流泵和第四降温板连通至所述脱氨塔顶部，所述气液分离罐上设有轻组分排口。
26.进一步的，所述脱酸气相出口通过管道连通至液封罐，所述液封罐与酸性气体外排口连通。
27.进一步的，所述氨气吸收塔的顶部通过管道连通至水封罐，所述水封罐与不凝气排口连通。
28.本技术有益之处：提供了一种兰炭废水预处理工艺及装置，利用双塔分段脱酸脱氨，先在高温下先将酸性气体如二氧化碳和氨气同时脱除，且用冷进料喷淋将氨气回收在废水中，再在脱氨塔内进行蒸氨，在浓氨水不结晶的情况下，并将氨转化为纯净20％左右浓氨水副产物。后续水进行臭氧氧化，提高可生化性。适用于大部分高油高氨氮高酚化工废水。
附图说明
29.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
30.图1是根据本技术一种实施例的兰炭废水预处理装置的结构原理图。
31.示意图中的标号说明：
32.100、脱酸塔；100a、热进料口；100b、冷进料口；100c、脱酸气相出口；100d、脱酸液相出口；101、总进水管；102、脱酸进水泵；103、第一预热板；104、第一降温板；105、液封罐；105a、酸性气体外排口；106、脱氨塔进水泵；
33.200、脱氨塔；200a、脱氨气相出口；200b、废水排出口；201、初冷器；202、深冷器；203、脱氨出水泵；204、第二预热板；205、气液分离罐；205a、轻组分排口；206、氨水回流泵；207、第四降温板；
34.300、氨气吸收塔；300a、浓氨水排出口；301、浓氨水循环泵；302、第二降温板；303、水封罐；303a、不凝气排口；
35.400、臭氧反应器；401、臭氧发生器；402、尾气破坏器；403、第三降温板。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
37.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
39.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
40.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
42.根据本发明实施例，提供了一种兰炭废水预处理工艺，该工艺包括：
43.脱酸：总进水通过脱酸进水泵102被分为冷进料和热进料，热进料通过第一预热板103进入脱酸塔100中部，冷进料通过第一降温板104进入脱酸塔顶部喷淋而下并通过填料重新吸收氨气回到脱酸塔底液相中；
44.作为一种较优的实施方式，脱酸塔100顶部冷进料的温度控制在30℃～40℃；脱酸塔内的液位控制在3.5m～4.5m；脱酸塔内塔底的温度控制在125℃～151℃，塔顶温度控制在40℃～55℃。
45.脱氨：脱酸塔100内脱酸后的水经过脱氨塔进水泵106进入脱氨塔200中部，经高温蒸氨后，顶部气相分别经过初冷器201、深冷器202达到氨气吸收塔300，其中氨气被吸收塔内补充的软化水吸收形成浓度不低于20％的氨水后通过浓氨水外排口排出，经过初冷器210、深冷器202冷凝下来的液相下落至气液分离罐205，并通过氨水回流泵206流经第四降温板207回流至脱氨塔200顶部；
46.作为一种较优的实施方式，脱氨塔200塔内的液位控制在3.5m～4.5m；脱氨塔内塔底温度控制在99℃～100℃，塔顶温度控制在40℃～50℃。
47.进一步的，初冷器201的温度控制在50℃～70℃，深冷器202温度控制在40℃～50℃，氨气吸收塔300塔内温度控制在25℃～35℃。
48.脱酚：脱氨后的废水先后经过脱氨出水泵203、第二预热板204，然后进入臭氧反应器400中进行臭氧氧化脱酚，脱酚后的水经过第三降温板403进入其他生化工序。
49.根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述兰炭废水预处理工艺的兰炭废水预处理装置，如图1所示，该装置包括：
50.脱酸塔100，其上设有热进料口100a、冷进料口100b、脱酸气相出口100c、脱酸液相出口100d，热进料口100a与冷进料口100b分别通过管道与总进水管101连接，总进水管101上设有脱酸进水泵102，脱酸进水泵102与热进料口100a之间的管道上设有第一预热板103，脱酸进水泵102与冷进料口100b之间的管道上设有第一降温板104；脱氨塔出水与脱酸塔进水经过第一预热板进行换热，有利于减少蒸汽用量和冷却水用量。
51.其中，脱酸气相出口100c通过管道连通至液封罐105，液封罐105与酸性气体外排口105a连通。
52.脱氨塔200，通过管道与脱酸液相出口100d相连，脱氨塔200顶部设有脱氨气相出口200a，底部设有废水排出口200b，脱氨气相出口200a通过管道先后经过初冷器201、深冷器202连通至氨气吸收塔300，废水排出口200b通过管道先后经过脱氨出水泵203、第二预热板204连通至臭氧反应器400；脱氨后的废水经过第二预热板204降温后，仍有一定温度，此时进入臭氧反应器400内能提高臭氧氧化效率。
53.其中，氨气吸收塔300内设有软化水，氨气吸收塔300的液相出口通过管道连通至浓氨水排出口300a，氨气吸收塔300连通至浓氨水排出口的管道上还设有浓氨水循环泵301，浓氨水循环泵301通过管道连通至第二降温板302并最终连通至氨气吸收塔300顶部；氨气吸收塔300的顶部通过管道连通至水封罐303，水封罐303与不凝气排口303a连通。
54.进一步的，臭氧反应器400由臭氧发生器401提供臭氧，且臭氧反应器400顶部通过管道连通尾气破坏器402，臭氧反应器400的液相出口管道经过第三降温板403并连接至其他设备，进入后续生化处理工序。
55.再进一步的，初冷器201、深冷器202的冷凝出口均连通至气液分离罐205，气液分离罐205通过管道并经过氨水回流泵206和第四降温板207连通至脱氨塔200顶部，经过初冷器201和深冷器202冷凝下来的液相下落至气液分离罐205内，经过隔板在进入氨水回流泵206的吸入口，保证了气液分离罐205内浮油层的稳定。气液分离罐205上设有轻组分排口
205a，废水中的轻组分经过蒸氨高温气化并经过冷凝器液化后会形成轻组分浮在罐内，及时排出浮油，能保障氨水品质。
56.此外，可在每个废水提升泵加装泵内回流管道，可小流量运行系统，提高系统水量运行范围。
57.需说明的是，脱酸塔100与脱氨塔200均还与再沸器等连接，以实现其基本功能，此为现有技术常用的，不做赘述。
58.具体的，本发明实施例的装置中各模块实现其功能的具体过程可参见方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。
59.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。