一种煤气化废水生化污泥的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机废物无害化的处理方法，特别是关于一种煤气化废水生化污泥的处理方法。
【背景技术】
[0002]煤气化废水生化污泥是指煤气化过程中产生的废水在生化处理过程中所产生的污泥。煤气化过程中产生的废水量十分巨大，以年产30亿Nm3天然气的煤气化厂为例，排放的煤气化废水约600t/h。据统计，目前国内在运行的有近10个煤气化厂，年产能总和约为200亿Nm3，废水年排放量达4280万吨。目前煤气化废水处理的核心方法是采用生化处理法，但是该方法每处理1000吨废水将会有3?4吨污泥的产生。而煤气化废水生化污泥中含有大量苯酚、多环芳烃、重金属等有毒有害物质，如果不及时进行处理，会对环境造成极大危害。但是化工企业对于这类污泥的处理大多是采用燃烧、填埋或委托处理的方法，这些方法不仅环保性差而且成本较高。为了解决这一问题，近年来出现了利用超临界水氧化技术对污泥进行处理的办法。超临界水氧化技术是利用水在超临界条件下独特的化学性质，即温度T>374.15°C，压强P>22.12MPa状态下，在加入过量氧后，有机物在超临界水均相条件下发生氧化反应，将污泥中的有害物质转化为以C02、H2O为主的产品。但在实际运行中，为提高有机物去除率，通常需加入过量的氧化剂，但是由于氧化剂不能循环使用，因此需要在氧化反应过程中不断补充氧化剂，这使得氧化剂消耗量极大，导致系统处理污泥成本增加。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供一种可实现氧化剂循环使用的煤气化废水生化污泥的处理方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种煤气化废水生化污泥的处理方法，其包括以下步骤:
[0005]I)将煤气化废水生化污泥通过栗输送到加热炉中进行预热；同时，将液氧通过栗输送到冷凝器中换热，再将换热后的液氧输送到氧缓冲罐中进行缓冲，作为氧化剂使用；
[0006]2)将经加热炉预热后的煤气化废水生化污泥输送到超临界水氧化反应器中；同时将经过氧缓冲罐缓冲后的氧化剂输送到超临界水氧化反应器中，氧化剂与煤气化废水生化污泥在超临界水氧化反应器中进行氧化反应；
[0007]3)将经过超临界水氧化反应器氧化后的高温流体经换热器换热后，再输送到高压气液分离器中进行气液分离；
[0008]4)将经过高压气液分离器分离后的液相产物由高压气液分离器的底部排出，气相产物由高压气液分离器的顶部输送到脱水塔中进行脱水处理；
[0009]5)将经脱水塔的填料脱水后的气相产物输送到冷凝器中与液氧换热后输送到CO2提纯塔中；
[0010]6)经CO2提纯塔分离后的液相CO2由CO2提纯塔底部排出回收，气相产物中的氧气经0)2提纯塔顶部送回至氧缓冲罐中作为氧化剂循环使用；
[0011]7)当系统稳定运行后，可关闭加热炉，将煤气化废水生化污泥经栗直接输送到换热器中换热，然后输送到超临界水氧化反应器中与来自氧缓冲罐的氧化剂进行氧化反应。
[0012]脱水塔的填料采用分子筛或硅胶材料。
[0013]气相产物通过冷凝器冷凝后液化0)2的温度为-10?_20°C，液氧的温度为O?30。。。
[0014]煤气化废水生化污泥通过换热器换热后温度为300?550°C，压力为22?32MPa。
[0015]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明方法实现了煤气化废水生化污泥中有机物的彻底降解，使处理后流体达标排放。2、采用高倍氧化系数量实现有机物的快速高效去除的同时，并结合工艺特点充分利用系统中液氧的冷能，实现了氧气的循环利用及CO2的回收，使系统内部能量得到最大化的利用。3、本发明方法操作简单，氧化剂消耗量小，有效的控制了系统处理污泥的成本。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的整体流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0018]如图1所示，本发明煤气化废水生化污泥的处理方法包括以下步骤:
[0019]I)将煤气化废水生化污泥通过栗I输送到加热炉2中进行预热；同时，将液氧通过栗5输送到冷凝器9中换热，再将换热后的液氧输送到氧缓冲罐6中进行缓冲，作为氧化剂使用；
[0020]2)将经加热炉2预热后的煤气化废水生化污泥输送到超临界水氧化反应器3 ;同时将经过氧缓冲罐6缓冲后的氧化剂输送到超临界水氧化反应器3，氧化剂与煤气化废水生化污泥在超临界水氧化反应器3中进行氧化反应；
[0021]3)将经过超临界水氧化反应器3氧化后的高温流体输送至换热器4换热后，再输送到高压气液分离器7中进行气液分离；
[0022]4)将经过高压气液分离器7分离后的液相产物由高压气液分离器7的底部排出，气相产物由高压气液分离器7的顶部输送到脱水塔8中进行脱水处理；
[0023]5)将经过脱水塔8的填料脱水后的气相产物输送到冷凝器9中与液氧换热后输送至CO2提纯塔10 ;
[0024]6)将经过CO2提纯塔10分离后的液相CO 2由CO 2提纯塔10底部排出回收，气相产物中的氧气经CO2提纯塔10顶部送回至氧缓冲罐6中作为氧化剂循环使用；
[0025]7)当系统稳定运行后，可关闭加热炉2，将煤气化废水生化污泥经栗I直接输送到换热器4中换热，再输送到超临界水氧化反应器3中与来自氧缓冲罐6的氧化剂进行氧化反应。
[0026]上述实施例中，煤气化废水生化污泥通过换热器4换热后温度为300?550°C，压力为22?32MPa。
[0027]上述实施例中，脱水塔8的填料可采用分子筛或硅胶材料。
[0028]上述实施例中，经脱水塔8脱水后的气相产物通过冷凝器9冷凝后，液化CO2的温度为-10?-20°c，液氧的温度为O?30°C，无需空气气化器对液氧进行再次气化。
[0029]上述实施例中，CO2提纯塔10的填料可使用规整填料或散装填料。
[0030]下面通过具体的实施例，用以说明本发明的技术效果。
[0031]实施例1
[0032]对处理量为100t/d，含水率为80%，化学需氧量180000mg/L的煤气化废水生化污泥进行处理。
[0033]首先将煤气化废水生化污泥通过栗I输送到加热炉2中预热至410°C，然后进入超临界水氧化反应器3 ;将质量流量为污泥化学需氧量量3倍的液氧经栗5输送到冷凝器9中换热，液氧吸热后气化成氧气，经氧缓冲罐6进入超临界水氧化反应器3，氧气与来自加热炉2的煤气化废水生化污泥在超临界水氧化反应器3中发生氧化反应；然后将反应后温度为600°C的流体输送到换热器4中进行换热，换热后的流体输送到温度为45°C，压力25MPa的高压气液分离器7中进行气液分离；经高压气液分离器7分离后的液相产物由高压气液分离器7的底部排出，气相产物由高压气液分离器7的顶部输送到脱水塔8中进行脱水处理；将经脱水塔8脱水后的气相产物与冷凝器9中的液氧换热至-20°C，气相产物中的CO2被冷凝为液体，然后将液相CO2输送到CO2提纯塔10中；经CO2提纯塔10分离后纯度达99%的液相0)2由CO 2提纯塔10底部排出回收，气相产物中的氧气经CO 2提纯塔10顶部送回至氧缓冲罐6中作为氧化剂循环使用。
[0034]当系统稳定运行后，可关闭加热炉2，将煤气化废水生化污泥经栗I直接输送到换热器4中吸热，然后输送到超临界水氧化反应器3中与来自氧缓冲罐6的氧化剂进行氧化反应。该实施例中，煤气化废水生化污泥处理后出水的化学需氧量为58mg/L，达到国家GB8978-1996 一级排放标准。
[0035]上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1.一种煤气化废水生化污泥的处理方法，其包括以下步骤: 1)将煤气化废水生化污泥通过栗输送到加热炉中进行预热；同时，将液氧通过栗输送到冷凝器中换热，再将换热后的液氧输送到氧缓冲罐中进行缓冲，作为氧化剂使用； 2)将经加热炉预热后的煤气化废水生化污泥输送到超临界水氧化反应器中；同时将经过氧缓冲罐缓冲后的氧化剂输送到超临界水氧化反应器中，氧化剂与煤气化废水生化污泥在超临界水氧化反应器中进行氧化反应； 3)将经过超临界水氧化反应器氧化后的高温流体经换热器换热后，再输送到高压气液分离器中进行气液分离； 4)将经过高压气液分离器分离后的液相产物由高压气液分离器的底部排出，气相产物由高压气液分离器的顶部输送到脱水塔中进行脱水处理； 5)将经脱水塔的填料脱水后的气相产物输送到冷凝器中与液氧换热后输送到CO2提纯塔中； 6)经CO2提纯塔分离后的液相CO2由CO 2提纯塔底部排出回收，气相产物中的氧气经0)2提纯塔顶部送回至氧缓冲罐中作为氧化剂循环使用； 7)当系统稳定运行后，可关闭加热炉，将煤气化废水生化污泥经栗直接输送到换热器中换热，然后输送到超临界水氧化反应器中与来自氧缓冲罐的氧化剂进行氧化反应。2.如权利要求1所述的一种煤气化废水生化污泥的处理方法，其特征在于:脱水塔的填料采用分子筛或硅胶材料。3.如权利要求1所述的一种煤气化废水生化污泥的处理方法，其特征在于:气相产物通过冷凝器冷凝后液化0)2的温度为-10?-20°c，液氧的温度为O?30°C。4.如权利要求1所述的一种煤气化废水生化污泥的处理方法，其特征在于:煤气化废水生化污泥通过换热器换热后温度为300?550°C，压力为22?32MPa。
【专利摘要】本发明提供了一种煤气化废水生化污泥的处理方法，其包括以下步骤：1)将煤气化废水生化污泥输送到加热炉中预热；同时将液氧输送到冷凝器中换热，然后送到氧缓冲罐中；2)预热后的煤气化废水生化污泥、来自氧缓冲罐的氧化剂分别进入超临界水氧化反应器发生氧化反应；3)氧化后的高温流体经换热器降温后，输送至高压气液分离器；4)经分离后的液相产物由高压气液分离器的底部排出，气相产物由其顶部输送至脱水塔；5)经脱水后的气相产物经冷凝器换热降温后，被输送至CO2提纯塔；6)经分离后的液相CO2由CO2提纯塔底部排出，气相产物中氧气经其顶部送回至氧缓冲罐作为氧化剂循环使用。本发明实现了煤气化废水生化污泥中有机物的快速彻底降解，并且在处理过程中进行了氧气的循环利用及CO2的回收，使能量得到最大化的利用。
【IPC分类】C02F11/18, C02F11/06
【公开号】CN105174675
【申请号】
【发明人】王树众, 于航, 王玉珍, 盛金鹏, 于广欣, 崔德春, 肖钢, 孙玉平, 熊亮, 纪钦洪, 徐庆虎, 温胜
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油研究总院, 西安交通大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月28日