一種焦化廢水處理方法及系統的製作方法
2023-08-08 02:57:21 1
專利名稱：一種焦化廢水處理方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於焦化技術領域，具體涉及一種焦化廢水處理方法及系統。
背景技術：
焦化行業主要涉及生產和經營焦炭，以及對焦炭生產過程中產生的煤氣、煤焦油、粗苯等伴生物進行回收、加工。生產的焦炭可作為高爐冶煉的燃料，也可用於鑄造、有色金屬冶煉以及製造水煤氣等，而且，在煉焦過程中產生的化學產品經過回收、加工可以提取焦油、氨、萘、硫和粗苯等產品，並獲得可作為民用或工用燃料的焦爐煤氣。然而，由於在煉焦過程中會產生含有酚、氰、油、氨及大量有機物的焦化廢水，該焦化廢水的成分非常複雜，是一種性質非常穩定且難降解的有機廢水，倘若不對其進行處理而直接排入外界環境，則不僅會嚴重汙染環境，而且還會直接威脅到人類的健康。因此，如何合理地處理焦化廢水就成為了焦化行業的技術人員研究的重點之一。目前通常所採用的焦化廢水的處理方法是物理化學生物法，該處理方法主要先對焦化廢水進行物理沉澱，再通過投放生物和化學成分而對沉澱後的汙水進行淨化處理。雖然上述物理化學生物法可以使焦化廢水達到排放標準，但是，由於在處理過程中投放了生物和化學成分，即，向焦化廢水中引入了其他成分，導致對焦化廢水二次汙染及提高處理成本，因此上述物理化學生物法無法從根本上處理焦化廢水，且處理效果較差。為此，人們採用了另一種焦化廢水的處理方法，即:焚燒處理法，其將經過預處理(包括隔油、氣浮除油、初沉澱、生化處理等)的焦化廢水放入焚燒爐內，並以焦爐煤氣作為燃料對其進行焚燒，使得焦化廢水中的有機物及其他成分在高溫下分解為co2、n2和h2o。而且，焚燒所產生的熱廢氣可經過餘熱鍋爐轉換為可供生活或生產所用的熱能，之後再排放至大氣中。儘管上述焚燒處 理法能夠從根本上處理焦化廢水，處理效果較好，但是，其在實際應用中不可避免地存在以下問題:其一，上述焚燒處理法在使用焚燒爐焚燒焦化廢水之前需要對焦化廢水進行預處理，由於該預處理的工作流程較複雜，導致焦化廢水的處理過程複雜，從而處理效率較低。其二，由於上述焚燒處理法以焦爐煤氣作為燃料對焦化廢水進行焚燒處理，需要消耗大量的焦爐煤氣，導致處理焦化廢水的成本較高，從而降低了經濟效益。
發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供了一種焦化廢水處理
方法及系統，其不僅處理流程簡單，而且處理焦化廢水的成本降低，從而可以提高經濟效.、/■
Mo本發明提供一種焦化廢水處理方法，包括步驟SI，加熱焦化廢水，以使所述焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮有機物；步驟S2，將所述濃縮有機物與煤混合在焦爐內進行焦化，以使所述混有濃縮有機物的煤生成煤氣和焦炭，同時使所述濃縮有機物分解為低分子化合物；步驟S3，對混合有所述低分子化合物的煤氣進行淨化處理。優選地，所述步驟S2在焦爐內進行焦化時產生焦爐煙道氣，對所述煙道氣進行冷卻，並將冷卻所述煙道氣時產生的蒸汽作為所述步驟SI中加熱焦化廢水的熱源或熱源之
一優選地，將冷卻後的所述煙道氣與所述焦化廢水生成的水蒸氣混合，然後將混合後的所述煙道氣和水蒸氣排入大氣中。優選地，冷卻後的所述煙道氣的溫度範圍在110 220°C。優選地，所述焦化廢水包括在焦化生產中產生的焦化蒸氨廢水、泵密封水、油水分離器的分離水、地坪衝洗水以及設備衝洗水中的其中一種或多種。本發明提供一種焦化廢水處理系統，包括廢水濃縮裝置、焦爐和淨化裝置，其中所述廢水濃縮裝置用於加熱焦化廢水，以使所述焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮有機物；所述焦爐用於將所述濃縮有機物混合在煤中進行焦化，以使所述煤生成煤氣和焦炭，同時使所述濃縮有機物分解為低分子化合物；所述淨化裝置用於對混合有所述低分子化合物的煤氣進行淨化處理。優選地，所述廢水濃縮裝置包括熱源和廢水加熱汽化器，其中所述熱源用於向所述廢水加熱汽化器提供熱量；所述廢水加熱汽化器利用由所述熱源提供的熱量加熱焦化廢水。優選地，還包括煙道冷卻器，所述煙道冷卻器用於對自所述焦爐中流出的煙道氣進行冷卻，並利用冷卻所述煙道氣時所產生的蒸汽向所述廢水濃縮裝置提供熱量。優選地，還包括加壓風機，所述加壓風機用於加快冷卻後的所述煙道氣的流動，使其和所述焦化廢水生成的水蒸氣相互混合。優選地，還包括焦爐煙囪，所述焦爐煙囪用於將所述煙道氣和水蒸氣的混合氣體排入大氣中，並且，在所述焦爐煙 的內壁上設置有由耐腐蝕磚砌築而成的防腐蝕層，且在所述耐腐蝕磚之間的縫隙中填充有防腐蝕膠，所述防腐蝕膠採用KPI膠泥製作。本發明具有下述有益效果:本發明提供的焦化廢水處理方法，其首先對焦化廢水進行加熱，以使其汽化成水蒸氣和濃縮有機物；然後將濃縮有機物混合在煤中，以在對煤進行焦化的同時，使該濃縮有機物分解為低分子化合物；然後在對煤進行焦化所產生的煤氣進行淨化處理的同時，完成該低分子化合物的淨化處理。由此可知，與現有技術相比，本發明提供的焦化廢水處理方法無需在加熱焦化廢水之前進行預處理，而直接加熱焦化廢水，從而可以簡化焦化廢水的處理過程，進而可以提高處理效率。而且，通過將加熱焦化廢水生成的濃縮有機物混合在煤中，以利用現成的對煤進行焦化和淨化的設備完成對該濃縮有機物進行分解和淨化，從而無需藉助焦爐煤氣作為燃料，而可以利用對煤進行焦化時產生的熱量或其他熱量對焦化廢水進行加熱，從而可以降低處理焦化廢水的成本，進而可以提高經濟效益。本發明提供的焦化廢水處理系統，其首先藉助廢水濃縮裝置對焦化廢水進行加熱，以使其汽化成水蒸氣和濃縮有機物；然後藉助焦爐在對煤進行焦化的同時將混合在煤中的濃縮有機物分解為低分子化合物；然後藉助淨化裝置在對煤進行焦化所產生的煤氣進行淨化處理的同時，完成該低分子化合物的淨化處理。由此可知，與現有技術相比，本發明提供的焦化廢水處理系統無需在加熱焦化廢水之前進行預處理，而通過廢水濃縮裝置直接加熱焦化廢水，從而可以簡化焦化廢水的處理過程，進而可以提高處理效率。而且，通過將加熱焦化廢水生成的濃縮有機物混合在煤中，以利用現成的焦爐和淨化裝置完成該濃縮有機物的分解和淨化，從而無需藉助焦爐煤氣作為燃料，而可以利用對煤進行焦化時產生的熱量或其他熱量對焦化廢水進行加熱，從而可以降低處理焦化廢水的成本，進而可以提高經濟效益。
圖1為本發明第一實施例提供的焦化廢水處理方法的流程框圖；圖2為本發明第二實施例提供的焦化廢水處理方法的工作流程圖；圖3為本發明第一實施例提供的焦化廢水處理系統的結構框圖；以及圖4為本發明第二實施例提供的焦化廢水處理系統的結構框圖。
具體實施例方式為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的焦化廢水處理方法及系統進行詳細的描述。圖1為本發明第一實施例提供的焦化廢水處理方法的流程框圖。如圖1所示，焦化廢水處理方法包括以下三個步驟:步驟SI，加熱焦化廢水，以使焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮的有機物；步驟S2，將濃縮有機物與煤混合在焦爐內進行焦化，以使混合有濃縮有機物的煤生成煤氣和焦炭，同時使濃縮有機物 分解為低分子化合物；步驟S3，對混有低分子化合物的煤氣進行淨化處理。 由上可知，本發明提供的焦化廢水處理方法，其與現有技術相比，無需在加熱焦化廢水之前進行預處理，而直接加熱焦化廢水，從而可以簡化焦化廢水的處理過程，進而可以提高處理效率。而且，通過將加熱焦化廢水生成的濃縮有機物混合在煤中，以利用現成的對煤進行焦化和淨化的設備完成對該濃縮有機物進行分解和淨化，從而無需藉助焦爐煤氣作為燃料，而可以利用對煤進行焦化時產生的熱量或其他熱量對焦化廢水進行加熱，從而可以降低處理焦化廢水的成本，進而可以提高經濟效益。圖2為本發明第二實施例提供的焦化廢水處理方法的工作流程圖。如圖2所示，其工作過程具體為:步驟10，對焦化廢水進行加熱生成水蒸氣和濃縮有機物；步驟20，將生成的濃縮有機物與煤混合在焦爐內進行焦化，其中，焦化後的煤生成焦炭和煤氣，濃縮有機物分解生成低分子化合物，其中低分子化合物包括C02、H2O, CO、CH、H2、N2 和 O2 等；步驟30，對混有低分子化合物的煤氣進行淨化處理。在本實施例中，在完成步驟20之後，還包括步驟40，步驟S20在焦爐內進行焦化時產生焦爐煙道氣，對該煙道氣進行冷卻，並將冷卻煙道氣時所產生的蒸汽作為步驟SlO中加熱焦化廢水的熱源或熱源之一，從而可以進一步降低處理成本，進而提高經濟效益。優選地，冷卻後的煙道氣的溫度範圍可以在Iio 220°C。另外，冷卻後的煙道氣可以和加熱焦化廢水所產生的水蒸汽混合後排入大氣中。
需要說明的是，在實際應用中，焦化廢水可以包括在焦化生產中產生的焦化蒸氨廢水、泵密封水、油水分離器的分離水、地坪衝洗水以及設備衝洗水中的其中一種或多種。還需要說明的是，在實際應用中，除了利用冷卻煙道氣所產生的蒸汽作為加熱焦化廢水的熱源之外，還可以利用其他任意工藝或設備所產生的熱量加熱焦化廢水，或者另設加熱裝置直接加熱焦化廢水。圖3為本發明第一實施例提供的焦化廢水處理系統的結構框圖。如圖3所示，焦化廢水處理系統包括廢水濃縮裝置10、焦爐11及淨化裝置12。其中，廢水濃縮裝置10用於加熱焦化廢水，以使焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮有機物；焦爐11用於將濃縮有機物混合在煤中進行焦化，以使煤生成煤氣和焦炭，同時使濃縮有機物分解為低分子化合物；淨化裝置12用於對混合有低分子化合物的煤氣進行淨化處理。上述焦化廢水處理系統的工作過程具體為:在廢水濃縮裝置10中對焦化廢水進行加熱，使之生成水蒸氣和濃縮有機物；將濃縮有機物混合在煤中，在實際應用中，可以利用排汙泵等的傳輸設備將濃縮有機物排入儲備煤的焦化煤場或傳輸煤的配煤皮帶上，並使其和煤混合後進入焦爐11;焦爐11對混合有濃縮有機物的煤進行焦化，以使煤生成煤氣和焦炭，同時使濃縮有機物分解為低分子化合物，然後將混合有低分子化合物的煤氣傳輸至淨化裝置12中，以對混合有低分子化合物的煤氣進行淨化處理。此外，將在廢水濃縮裝置10產生的水蒸氣和在焦爐11中產生的煙道氣進行混合後排入大氣中。本發明提供的焦化廢水處理系統，其與現有技術相比，本發明提供的焦化廢水處理系統無需在加熱焦化廢水之前進行預處理，而通過廢水濃縮裝置10直接加熱焦化廢水，從而可以簡化焦化廢水的處理過程，進而可以提高處理效率。而且，通過將加熱焦化廢水生成的濃縮有機物混合在煤中，以利用現成的焦爐11和淨化裝置12完成該濃縮有機物的分解和淨化，從而無需藉助焦爐煤氣作為燃料，而可以利用對煤進行焦化時產生的熱量對焦化廢水進行加熱，從而可以降低處理焦化廢水的成本，進而可以提高經濟效益。圖4為本發明第二實施例提供的焦化廢水處理系統的結構框圖。如圖4所示，焦化廢水處理系統包括廢水濃縮裝置10、焦爐11、淨化裝置12、煙道冷卻器13、加壓風機14和焦爐煙囪15。其中，廢水濃縮裝置10包括熱源101和廢水加熱汽化器102，熱源101用於向廢水加熱汽化器102提供熱量；廢水加熱汽化器102利用由熱源101提供的熱量加熱焦化廢水；煙道冷卻器13用於對焦爐11所產生的煙道氣進行冷卻，並將冷卻煙道氣時所產生的蒸汽作為另一個熱源向廢水加熱汽化器102提供熱量。容易理解，在實際應用中，在保證焦化廢水能夠被汽化的前提下，也可以僅利用冷卻煙道氣時所產生的蒸汽作為熱源向廢水加熱汽化器102提供熱量，而無需單獨設置熱源101，從而可以進一步降低處理成本，以提聞經濟效益。
加壓風機14用於加快冷卻後煙道氣的流動，使其與焦化廢水生成的水蒸氣快速混合；焦爐煙囪15用於將煙道氣和水蒸氣的混合氣體排入大氣中，並且，在焦爐煙囪15的內壁上設置有由耐腐蝕磚砌築而成的防腐蝕層，且在耐腐蝕磚之間的縫隙中填充有防腐蝕膠，該防腐蝕膠可採用KPI膠泥製作。所謂KPI膠泥是指以矽酸鉀為粘結劑，高分子縮合磷酸鹽為固化劑，矽鋁酸鹽為耐腐蝕填料組成的新型無機黏合劑。需要說明是，為了保證系統的穩定性，還可以在焦爐煙囪15的底部設置一個或多個排水孔，以及在煙道冷卻器13的進氣口和加壓風機14的出氣口之間設置旁路閥門。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的原理和實質的情況下， 可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種焦化廢水處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟Si，加熱焦化廢水，以使所述焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮有機物； 步驟S2，將所述濃縮有機物與煤混合在焦爐內進行焦化，以使所述混有濃縮有機物的煤生成煤氣和焦炭，同時使所述濃縮有機物分解為低分子化合物； 步驟S3，對混合有所述低分子化合物的煤氣進行淨化處理。
2.根據權利要求1所述的焦化廢水處理方法，其特徵在於，所述步驟S2在焦爐內進行焦化時產生焦爐煙道氣，對所述煙道氣進行冷卻，並將冷卻所述煙道氣時產生的蒸汽作為所述步驟SI中加熱焦化廢水的熱源或熱源之一。
3.根據權利要求2所述的焦化廢水處理方法，其特徵在於，將冷卻後的所述煙道氣與所述焦化廢水生成的水蒸氣混合，然後將混合後的所述煙道氣和水蒸氣排入大氣中。
4.根據權利要求2所述的焦化廢水處理方法，其特徵在於，冷卻後的所述煙道氣的溫度範圍在110 220°C。
5.根據權利要求1所述的焦化廢水處理方法，其特徵在於，所述焦化廢水包括在焦化生產中產生的焦化蒸氨廢水、泵密封水、油水分離器的分離水、地坪衝洗水以及設備衝洗水中的其中一種或多種。
6.一種焦化廢水處理系統，其特徵在於，包括廢水濃縮裝置、焦爐和淨化裝置，其中 所述廢水濃縮裝置用於加熱焦化廢水，以使所述焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮有機物； 所述焦爐用於將所述濃縮有機物混合在煤中進行焦化，以使所述混有濃縮有機物的煤生成煤氣和焦炭，同時使所述濃縮有機物分解為低分子化合物； 所述淨化裝置用於對混合有所述低分子化合物的煤氣進行淨化處理。
7.根據權利要求6所述的焦化廢水處理系統，其特徵在於，所述廢水濃縮裝置包括熱源和廢水加熱汽化器，其中 所述熱源用於向所述廢水加熱汽化器提供熱量； 所述廢水加熱汽化器利用由所述熱源提供的熱量加熱焦化廢水。
8.根據權利要求6所述的焦化廢水處理系統，其特徵在於，還包括煙道冷卻器，所述煙道冷卻器用於對自所述焦爐中流出的煙道氣進行冷卻，並利用冷卻所述煙道氣時所產生的蒸汽向所述廢水濃縮裝置提供熱量。
9.根據權利要求8所示的焦化廢水處理系統，其特徵在於，還包括加壓風機，所述加壓風機用於加快冷卻後的所述煙道氣的流動，使其和所述焦化廢水生成的水蒸氣相互混合。
10.根據權利要求6所示的焦化廢水處理系統，其特徵在於，還包括焦爐煙囪，所述焦爐煙囪用於將所述煙道氣和水蒸氣的混合氣體排入大氣中，並且，在所述焦爐煙囪的內壁上設置有由耐腐蝕磚砌築而成的防腐蝕層，且在所述耐腐蝕磚之間的縫隙中填充有防腐蝕膠，所述防腐蝕膠採用KPI膠泥製作。
全文摘要
本發明提供一種焦化廢水處理方法及系統，該焦化廢水處理方法包括步驟S1，加熱焦化廢水，以使焦化廢水汽化生成水蒸氣和濃縮有機物；步驟S2，將濃縮有機物混合在煤中進行焦化，以使混有濃縮有機物的煤生成煤氣及焦炭，同時使濃縮有機物分解為低分子化合物；步驟S3，對混合有低分子化合物的煤氣進行淨化處理。本發明提供的焦化廢水處理方法不僅處理流程簡單，而且處理焦化廢水的成本降低，從而可以提高經濟效益。
文檔編號C02F1/16GK103172133SQ20131011905
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月8日 優先權日2013年4月8日
發明者馬科偉, 白守明, 顧偉民 申請人:北京華泰焦化工程技術有限公司