一種煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統的製作方法

2023-10-29 12:02:43 1

本實用新型涉及工業廢水處理技術領域，特別是涉及一種煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統。

背景技術：

目前煤制烯烴分離淨化過程，普遍採用鹼洗法脫除產品氣中的CO2、H2S等酸性氣體。其循環鹼液中的有效鹼(主要指NaOH)濃度不斷降低，為保證鹼洗液的反應活性，需要不斷在強鹼段補充新鮮鹼，同時從弱鹼段排出鹼液，即鹼洗廢液。

廢鹼液是一種汙染物成分複雜、汙染濃度高的特種工業廢水。由於在鹼液條件下，原料氣中的不飽和烴會發生聚合，在鹼液中產生粘稠的液體並聚集在系統內，且與空氣接觸變成黃色，通常稱為「黃油」。「黃油」的生成不僅會造成塔盤、管道和設備堵塞，影響系統操作，而且廢鹼液排放還會給水系統帶來嚴重汙染。

目前，國內為解決高含油廢鹼液汙染問題，一般針對廢鹼液油分含量高的水質特點，習慣採取的處理的方法，如焚燒法、氧化法、中和-燃燒法等。但是，這些方法都有其局限性：

1、採用焚燒法對廢鹼液進行焚燒處理，一次性設備投資、日常運行及管理費用較高，而且燃燒產生的尾氣含有大量SO2、H2S等有害氣體，容易造成二次汙染，企業一般較少採納。

2、採用氧化法降解廢鹼液中的油類物質，一般以溼式氧化法為主(操作溫度190℃、操作壓力3.0MPa)，設備投資及運行管理要求較高，且由於廢鹼液中油類物質主要為烯烴類、芳烴類形成的交聯有機物，溼式氧化法對此類有機物的降解效率有限，該方法已被部分大型煤企使用，但處理效果一般。

3、採用酸中和法，以酸中和廢鹼液pH至6～7，然後進入火炬系統(部分乙烯企業用硫酸或乙二醇裝置的CO2溶液與水作中和酸)，但燃燒後產生的SO2仍然會造成環境的二次汙染，且中和使用的酸投加量較大，運行費用較高。

因此希望有一種煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統能夠有效的解決上述現有技術的缺陷。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統來克服現有技術中存在的上述問題。

為實現上述目的，本實用新型提供一種煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統，所述煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統包括：廢鹼液回收淨化系統和廢鹼液再利用系統，所述廢鹼液回收淨化系統包括：廢水集水池、重力分離器、油水收集池、氣浮裝置、油水分離器、臭氧及H2O2聯合氧化裝置、核桃殼過濾器；所述廢水集水池通過第一泵的提升連接至所述重力分離器，所述重力分離器連接所述氣浮裝置，並且所述重力分離器還經溢流槽連接所述油水收集池，所述氣浮裝置連接至所述油水分離器，所述油水分離器經第二泵提升連接至所述臭氧及H2O2聯合氧化裝置，所述臭氧及H2O2聯合氧化裝置連接所述核桃殼過濾器。

優選地，所述重力分離器壓力進口和油水分離器壓力進口分別設置H2O2加藥管道混合器。

優選地，所述廢鹼液再利用系統包括：煤氣化灰水除硬度廢鹼液再利用系統、煤氣化灰水蒸氨廢鹼液再利用系統和煤氣化汙水生化處理廢鹼液再利用系統。

優選地，所述煤氣化灰水除硬度廢鹼液再利用系統包括一級反應池和組合式除硬裝置，所述一級反應池通過第三泵連接至所述組合式除硬裝置；所述煤氣化灰水除硬度廢鹼液再利用系統用於煤氣化系統閃蒸單元排放高硬度灰水，去除灰水中因鈣鎂離子形成的永久性硬度，除硬後的灰水可重新回用至氣化系統，減少循環系統新鮮水的補給量，同時降低全系統的灰水硬度，解決設備、管道結垢堵塞問題。

優選地，所述煤氣化灰水蒸氨廢鹼液再利用系統包括廢水均質池和蒸氨裝置，所述廢水均質池通過第四泵連接至所述蒸氨裝置，所述蒸氨裝置塔釜廢液流至汙水處理單元，所述蒸氨裝置中10-15％氨水流至硫回收裝置或煙氣脫硫裝置；當煤氣化系統排放灰水NH3-N＞500mg/L時，為減少灰水生化處理的設備投資及運行費用，高氨廢水需進行物化處理除氨氮(處理方法：蒸氨/吹脫)，在pH介於10～11的工況下處理效率最佳，剩餘鹼度可充分用於預調氣化灰水的pH，減少新鮮鹼液的使用量，降低運行成本，蒸氨/吹脫裝置產生的10～15％氨水還可送至煤氣化系統的硫回收裝置或煙氣脫硫裝置再利用。

優選地，所述煤氣化汙水生化處理廢鹼液再利用系統包括：水解酸化池、厭氧反應器和高效脫氮生化池；當煤氣化系統排放灰水NH3-N＜500mg/L時，高氨灰水需進行高效生物脫氮處理，其機理為硝化/反硝化反應的不斷循環，並伴隨著灰水中綜合鹼度的大量消耗，為維持高效生物脫氮系統的穩定運行，系統需補充大量鹼度，回收剩餘鹼度可充分用於此處，減少新鮮鹼液的補充量，降低運行成本。

本實用新型提供了一種煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統，所述煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統利用生產工藝裝置排放的CO2廢氣對廢鹼液進行破乳，同時採用高效分離、氧化、過濾等淨化裝置去除廢鹼液中的油類物質及難降解有機物，回收剩餘Na2CO3鹼度滿足系統再利用要求，達到以廢治廢、清潔生產的目的，既解決了高濃度油汙染問題，同時回收油分和鹼度並於工藝系統加以利用。

附圖說明

圖1用於煤氣化灰水除硬度的煤化工廢鹼液回收與淨化系統和廢鹼液再利用系統的流程示意圖。

圖2用於煤氣化灰水蒸氨的煤化工廢鹼液回收與淨化系統和廢鹼液再利用系統的流程示意圖。

圖3用於煤氣化汙水生化處理的煤化工廢鹼液回收與淨化系統和廢鹼液再利用系統的流程示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終用相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護範圍的限制。

在本實用新型一寬泛實施例中，煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統，所述煤化工廢鹼液汙染綜合控制系統包括：廢鹼液回收淨化系統和廢鹼液再利用系統，所述廢鹼液回收淨化系統包括：廢水集水池、重力分離器、油水收集池、氣浮裝置、油水分離器、臭氧及H2O2聯合氧化裝置、核桃殼過濾器；所述廢水集水池通過第一泵的提升連接至所述重力分離器，所述重力分離器連接所述氣浮裝置，並且所述重力分離器還經溢流槽連接所述油水收集池，所述氣浮裝置連接至所述油水分離器，所述油水分離器經第二泵提升連接至所述臭氧及H2O2聯合氧化裝置，所述臭氧及H2O2聯合氧化裝置連接所述核桃殼過濾器。

如圖1所示，實施例1：以處理能力5m3/h、總油濃度600ppm、NaOH質量濃度4％、Na2CO3質量濃度4％、pH為14的煤化工廢鹼液處理系統，以及淨化廢鹼液用於煤氣化灰水除硬度系統為例，首先利用生產工藝裝置排放的CO2廢氣在廢水集水池1對含油煤制烯烴廢鹼液進行破乳，處理5m3/h廢鹼液，需要600-800kg/h的CO2廢氣；破乳後廢鹼液提升至重力分離器2進行油水分離，其中浮油經溢流槽收集後自流至油水收集池，廢鹼液自流至氣浮裝置3；同時，重力分離器2壓力進口設置H2O2加藥管道混合器，利用重力分離器2的停留時間氧化部分溶解性油類物質(烯烴類物質)。在氣浮裝置3布水混合槽投加破乳劑、絮凝劑，浮於裝置表面的油類物質經氣浮刮泥機收集至浮渣槽，氣浮裝置中的廢鹼液經集水管收集至氣浮出水池。氣浮裝置3出水經泵提升至油水分離器4，通過高密度濾芯截留分散油，油水分離器4內部設有集油區，收集的油類通過壓力流至油水收集池，廢鹼液經壓力流至中間水池，油水分離器4壓力進口設置H2O2加藥管道混合器，利用油水分離器4及中間水池的停留時間氧化部分溶解性油類物質(烯烴類物質)。中間水池廢水經泵提升至臭氧及H2O2聯合氧化破乳裝置5，通過聯合強氧化降解廢鹼液中的溶解性油類物質(芳烴類物質)。聯合氧化破乳裝置5出水壓力流至核桃殼過濾器6，進一步去除廢鹼液剩餘的各種油類物質，確保回收廢鹼液含油量降至40mg/L以下，達到系統再利用要求。經兩級分離、氧化、過濾後去除廢鹼液中的油類物質，出水油含量降至40ppm，Na2CO3含量約9.3％。

回收油類處置方法：回收油類質量約66kg/d，經浮油儲罐收集後定期送至煤倉與煤漿混合後送氣化爐焚燒。

廢鹼液再利用的方法：回收Na2CO3質量約11.16t/d，淨化後的鹼液送至包括一級反應池7和組合式除硬裝置8的氣化灰水澄清裝置進行灰水除硬度(主要針對灰水中永久硬度)，將灰水硬度由2000ppm降至200ppm以下，除硬後的灰水回流至氣化灰水循環系統再利用，從而減少工藝新鮮水的補給量。

如圖2所示，實施例2：以處理能力5m3/h、總油濃度600ppm、NaOH質量濃度4％、Na2CO3質量濃度4％、pH為14的煤化工廢鹼液處理系統，以及淨化廢鹼液用於煤氣化灰水蒸氨系統為例，首先利用生產工藝裝置排放的CO2廢氣在廢水集水池1對含油煤制烯烴廢鹼液進行破乳，處理5m3/h廢鹼液，需要600-800kg/h的CO2廢氣；破乳後廢鹼液提升至重力分離器2進行油水分離，其中浮油經溢流槽收集後自流至油水收集池，廢鹼液自流至氣浮裝置3；同時，重力分離器2壓力進口設置H2O2加藥管道混合器，利用重力分離器2的停留時間氧化部分溶解性油類物質(烯烴類物質)。在氣浮裝置3布水混合槽投加破乳劑、絮凝劑，浮於裝置表面的油類物質經氣浮刮泥機收集至浮渣槽，氣浮裝置中的廢鹼液經集水管收集至氣浮出水池。氣浮裝置3出水經泵提升至油水分離器4，通過高密度濾芯截留分散油，油水分離器4內部設有集油區，收集的油類通過壓力流至油水收集池，廢鹼液經壓力流至中間水池，油水分離器4壓力進口設置H2O2加藥管道混合器，利用油水分離器4及中間水池的停留時間氧化部分溶解性油類物質(烯烴類物質)。中間水池廢水經泵提升至臭氧及H2O2聯合氧化破乳裝置5，通過聯合強氧化降解廢鹼液中的溶解性油類物質(芳烴類物質)。聯合氧化破乳裝置5出水壓力流至核桃殼過濾器6，進一步去除廢鹼液剩餘的各種油類物質，確保回收廢鹼液含油量降至40mg/L以下，達到系統再利用要求。經兩級分離、氧化、過濾後去除廢鹼液中的油類物質，出水油含量降至40ppm，Na2CO3含量約9.3％。

回收油類處置方法：回收油類質量約66kg/d，經浮油儲罐收集後定期送至煤倉與煤漿混合後送氣化爐焚燒。

再利用鹼液鹼度的方法：當煤氣化系統排放灰水NH3-N＞500mg/L時，為減少煤氣化系統汙水生化處理的設備投資及運行費用，高氨廢水依次通過廢水均質池7和蒸氨裝置8對高氨廢水進行蒸氨/吹脫處理除氨氮，為保證灰水pH介於10-11的最佳處理工況，回收鹼度可用於預調氣化灰水的pH，減少新鮮鹼液的使用量，降低運行成本，蒸氨/吹脫裝置產生的10-15％氨水還可送至煤氣化系統的硫回收裝置或煙氣脫硫裝置再利用。

如圖3所示，實施例3以處理能力5m3/h、總油濃度600ppm、NaOH質量濃度4％、Na2CO3質量濃度4％、pH為14的煤化工廢鹼液處理系統，以及淨化廢鹼液用於煤氣化汙水生化處理系統為例，首先利用生產工藝裝置排放的CO2廢氣在廢水集水池1對含油煤制烯烴廢鹼液進行破乳，處理5m3/h廢鹼液，需要600-800kg/h的CO2廢氣；破乳後廢鹼液提升至重力分離器2進行油水分離，其中浮油經溢流槽收集後自流至油水收集池，廢鹼液自流至氣浮裝置3；同時，重力分離器2壓力進口設置H2O2加藥管道混合器，利用重力分離器2的停留時間氧化部分溶解性油類物質(烯烴類物質)。在氣浮裝置3布水混合槽投加破乳劑、絮凝劑，浮於裝置表面的油類物質經氣浮刮泥機收集至浮渣槽，氣浮裝置中的廢鹼液經集水管收集至氣浮出水池。氣浮裝置3出水經泵提升至油水分離器4，通過高密度濾芯截留分散油，油水分離器4內部設有集油區，收集的油類通過壓力流至油水收集池，廢鹼液經壓力流至中間水池，油水分離器4壓力進口設置H2O2加藥管道混合器，利用油水分離器4及中間水池的停留時間氧化部分溶解性油類物質(烯烴類物質)。中間水池廢水經泵提升至臭氧及H2O2聯合氧化破乳裝置5，通過聯合強氧化降解廢鹼液中的溶解性油類物質(芳烴類物質)。聯合氧化破乳裝置5出水壓力流至核桃殼過濾器6，進一步去除廢鹼液剩餘的各種油類物質，確保回收廢鹼液含油量降至40mg/L以下，達到系統再利用要求。經兩級分離、氧化、過濾後去除廢鹼液中的油類物質，出水油含量降至40ppm，Na2CO3含量約9.3％。

回收油類處置方法：回收油類質量約66kg/d，經浮油儲罐收集後定期送至煤倉與煤漿混合後送氣化爐焚燒。

再利用鹼液鹼度的方法：當煤氣化系統排放灰水NH3-N＜500mg/L時，灰水尚需進行生物脫氮處理，隨著硝化/反硝化過程，灰水中綜合鹼度大量消耗，為維持高效生物脫氮系統的穩定運行，水解酸化池7、厭氧反應器8和高效脫氮生化處理9都需補充大量鹼度，回收剩餘鹼度地利用可減少新鮮鹼液的補充量，降低運行成本。

最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。