申请日2016.07.20
公开(公告)日2016.10.26
IPC分类号C02F1/26; C02F1/20
摘要
本发明属于污水处理技术领域，公开了一种具有辅助再沸和精馏塔热耦合的煤气化废水处理系统及工艺。所述系统包括加压汽提塔、萃取塔、溶剂汽提塔和溶剂回收塔;所述加压汽提中间设置中间再沸器，采用低压蒸汽加热代替部分塔底再沸器的中压蒸汽加热;所述溶剂汽提塔与溶剂回收塔塔顶溶剂蒸汽进行热集成，可减少整个废水处理工艺蒸汽用量12～21%，并降低了溶剂回收塔塔顶循环水的用量，具有良好的节能效益。
权利要求书
1.一种具有辅助再沸和精馏塔热耦合的煤气化废水处理系统，其特征在于：所述系统包括加压汽提塔、萃取塔、溶剂汽提塔和溶剂回收塔;所述加压汽提塔具有52块塔板，加压汽提塔顶部设置酸性气体出口，底部设置塔底再沸器，第11块塔板处设置煤气化废水入口，第30块塔板处设置碱液入口，第16到第28块塔板之间设置中间再沸器，第26块塔板处设置富氨液出口，富氨液出口连接至分凝器，分凝器底部设置冷凝液出口连接至冷凝液回收罐，顶部设置富氨气出口;所述加压汽提塔底部设置脱酸脱氨后废水出口连接至萃取塔，萃取塔塔顶萃取相出口连接至溶剂回收塔，塔底萃余相出口连接至溶剂汽提塔，溶剂汽提塔塔顶设置塔顶冷凝器连接至层析器，层析器连接至萃取剂循环槽，萃取剂循环槽连接至萃取塔，溶剂汽提塔塔底设置塔底再沸器和处理后废水出口;所述溶剂回收塔塔顶设置溶剂蒸汽出口，溶剂蒸汽出口分两路，一路连接至溶剂汽提塔的塔底再沸器然后进入萃取剂回收罐，另一路连接至塔顶冷凝器后进入萃取剂回收罐，萃取剂回收罐分别连接至萃取剂循环槽和溶剂回收塔，溶剂回收塔塔底设置塔底再沸器和产品粗酚出口。
2.一种采用上述系统对煤气化废水进行处理的工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)煤气化废水进入加压汽提塔第11块塔板，加压汽提塔第30块塔板处注加碱液，塔底再沸器采用中压蒸汽加热，塔底压力为0.25-0.6Mpa，温度130～165℃，在第26块塔板的位置侧线采出富氨液，富氨液通过分凝器分凝后冷凝液进入冷凝液回收罐，富氨气回收，中间再沸器的进料采出液在汽提塔第16到第28块塔板之间采出，采出率为6～12%，采出的液相温度范围为115～145℃，在中间再沸器中通过低压蒸汽加热汽化后，汽化后的物流返回加压汽提塔;
(2)加压汽提塔内脱酸脱氨后的废水进入萃取塔，与萃取剂甲基异丁基甲酮进行逆流萃取脱酚;萃取塔塔顶采出的萃取相进入溶剂回收塔，溶剂回收塔塔底再沸器采用高压蒸汽加热，使塔顶压力为0.1～0.2MPa，温度为105～125℃;萃取塔塔底采出的萃余相中既有溶解的萃取剂也有夹带的萃取剂，送至溶剂汽提塔，溶剂汽提塔塔底再沸器使用溶剂回收塔塔顶甲基异丁基甲酮蒸汽作为热源，并对溶剂汽提塔进行抽真空操作，使溶剂汽提塔塔底压力变为60～90kPa，温度为80～95℃，精馏分离水中溶解和夹带的MIBK，塔顶混合蒸汽通过循环水冷凝后进入层析器进行油水分离，萃取剂进入萃取剂循环槽循环使用，水回流进溶剂汽提塔，溶剂汽提塔塔底采出处理后达标的废水去到生化处理环节进行进一步处理;作为热源的甲基异丁基甲酮蒸汽冷凝后进入萃取剂回收罐回收，剩余的甲基异丁基甲酮蒸汽通过冷凝器冷凝后进入萃取剂回收罐回收，回收的萃取剂进入萃取剂循环槽并最终进入萃取塔循环使用。
说明书
具有辅助再沸和精馏塔热耦合的煤气化废水处理系统及工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种具有辅助再沸和精馏塔热耦合的煤气化废水处理系统及工艺。
背景技术
煤气化是一种清洁高效的煤炭利用方式，广泛应用于新型煤化工项目。其中固定床加压气化是目前应用最多的气化工艺之一。但是对于固定床加压气化，合成气在洗涤、冷却、净化过程中，会产生一股富含酸性气体，高酚含量，高COD，高氨氮的水质非常复杂的废水;此类废水的处理是水处理领域的一个难题，废水处理也成为制约煤化工发展的重要因素之一。此废水中含有大量的酚类物质，且酚种类繁多，既有单元酚，又有多元酚，另外酚类物质具有生物毒性，抑制生化细菌的活性，无法直接进行生化处理。因此，首先要利用化工分离手段脱除废水中的酸性气、氨氮及酚类物质后再与生化处理相结合的方式达到处理该股废水的目标。化工分离包括精馏脱酸、汽提脱氨、萃取脱酚等单元过程，开发该类废水的脱酚、脱氨技术一方面可大幅度降低废水的酚、氨含量，减少对环境的污染;另一方面，回收利用废水中的酚、氨，变废为宝，降低了废水处理成本，是实现废水无害化和资源化的有效途径。
自有专利200610036072.7中提到一种高效煤气化废水处理办法，采用汽提脱酸脱氨、萃取脱酚，精馏回收溶剂的方法，提高酸性气和氨的脱除率，降低萃取pH从而改善脱酚效果，工业应用效果明显。但是此工艺的能耗较高，需要消耗大量的中低压蒸汽，并消耗大量的循环水。废水首先进入脱酸脱氨塔，该塔是加压条件下运行，塔底压力为0.3-0.5Mpa，温度为115～155℃，加压条件有利于废水中的酸性气体和氨脱除，但是加压的同时提高了塔底温度，因此该塔只能使用中压蒸汽进行加热。甲基异丁基甲酮作为萃取剂，萃取脱酸脱氨后的废水，萃取塔塔顶采出萃取相送至溶剂回收塔中，溶剂回收塔塔底压力0.1～0.2MPa，温度200～220℃，为实现溶剂回收塔的正常运行，需要使用大量的高压蒸汽，塔顶萃取剂通过循环水冷凝后回用。萃取塔塔底采出的水相中既有溶解的萃取剂也有夹带的萃取剂，送至溶剂汽提塔回收水相中的萃取剂。溶剂汽提塔塔底压力0.1～0.2Mpa，温度100～110℃，使用低压蒸汽作为热源，使用循环水冷凝塔顶蒸汽，分相后萃取剂回用。基于多座精馏塔、汽提塔的化工分离工艺虽然废水处理效果良好，但是能耗较高，已经成为工厂蒸汽消耗大户和循环水消耗大户。
综上所述，目前高浓度含酚废水的处理效果较好，但是存在能耗大的问题。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种具有辅助再沸和精馏塔热耦合的煤气化废水处理系统。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述系统对煤气化废水进行处理的工艺。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种具有辅助再沸和精馏塔热耦合的煤气化废水处理系统，所述系统包括加压汽提塔、萃取塔、溶剂汽提塔和溶剂回收塔;所述加压汽提塔具有52块塔板，加压汽提塔顶部设置酸性气体出口，底部设置塔底再沸器，第11块塔板处设置煤气化废水入口，第30块塔板处设置碱液入口，第16到第28块塔板之间设置中间再沸器，第26块塔板处设置富氨液出口，富氨液出口连接至分凝器，分凝器底部设置冷凝液出口连接至冷凝液回收罐，顶部设置富氨气出口;所述加压汽提塔底部设置脱酸脱氨后废水出口连接至萃取塔，萃取塔塔顶萃取相出口连接至溶剂回收塔，塔底萃余相出口连接至溶剂汽提塔，溶剂汽提塔塔顶设置塔顶冷凝器连接至层析器，层析器连接至萃取剂循环槽，萃取剂循环槽连接至萃取塔，溶剂汽提塔塔底设置塔底再沸器和处理后废水出口;所述溶剂回收塔塔顶设置溶剂蒸汽出口，溶剂蒸汽出口分两路，一路连接至溶剂汽提塔的塔底再沸器然后进入萃取剂回收罐，另一路连接至塔顶冷凝器后进入萃取剂回收罐，萃取剂回收罐分别连接至萃取剂循环槽和溶剂回收塔，溶剂回收塔塔底设置塔底再沸器和产品粗酚出口。
一种采用上述系统对煤气化废水进行处理的工艺，包括如下步骤：
(1)煤气化废水进入加压汽提塔第11块塔板，加压汽提塔第30块塔板处注加碱液，塔底再沸器采用中压蒸汽加热，塔底压力为0.25-0.6Mpa，温度130～165℃，在第26块塔板的位置侧线采出富氨液，富氨液通过分凝器分凝后冷凝液进入冷凝液回收罐，富氨气回收，中间再沸器的进料采出液在汽提塔第16到第28块塔板之间采出，采出率为6～12%，采出的液相温度范围为115～145℃，在中间再沸器中通过低压蒸汽加热汽化后，汽化后的物流返回加压汽提塔;
(2)加压汽提塔内脱酸脱氨后的废水进入萃取塔，与萃取剂甲基异丁基甲酮(MIBK)进行逆流萃取脱酚;萃取塔塔顶采出的萃取相进入溶剂回收塔，溶剂回收塔塔底再沸器采用高压蒸汽加热，使塔顶压力为0.1～0.2MPa，温度为105～125℃;萃取塔塔底采出的萃余相中既有溶解的萃取剂也有夹带的萃取剂，送至溶剂汽提塔，溶剂汽提塔塔底再沸器使用溶剂回收塔塔顶甲基异丁基甲酮蒸汽作为热源，并对溶剂汽提塔进行抽真空操作，使溶剂汽提塔塔底压力变为60～90kPa，温度为80～95℃，精馏分离水中溶解和夹带的MIBK，塔顶混合蒸汽通过循环水冷凝后进入层析器进行油水分离，萃取剂进入萃取剂循环槽循环使用，水回流进溶剂汽提塔，溶剂汽提塔塔底采出处理后达标的废水去到生化处理环节进行进一步处理;作为热源的甲基异丁基甲酮蒸汽冷凝后进入萃取剂回收罐回收，剩余的甲基异丁基甲酮蒸汽通过冷凝器冷凝后进入萃取剂回收罐回收，回收的萃取剂进入萃取剂循环槽并最终进入萃取塔循环使用。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明加压汽提塔通过利用中间再沸器使用低压蒸汽部分代替塔底中压蒸汽;溶剂回收塔塔顶甲基异丁基甲酮蒸汽作为溶剂汽提塔塔底热源，取代低压加热蒸汽;对溶剂汽提塔进行抽真空操作，使溶剂汽提塔塔底压力由原有0.1～0.15Mpa，温度105～110℃，变为60～90kPa，温度为80～95℃，相比中国专利200610036072.7，在不影响废水处理效果的前提下，减少加压汽提塔中压蒸汽用量约3～6%，溶剂汽提塔不再使用蒸汽进行加热，整个废水处理工艺蒸汽用量12～21%，明显减少废水处理过程的运行成本;
(2)本发明萃取塔采用甲基异丁基甲酮作为萃取剂，溶剂回收塔塔顶甲基异丁基甲酮蒸汽作为溶剂汽提塔塔底热源后回收，降低了溶剂回收塔塔顶循环水的用量，对本就水耗严重的煤化工项目缓解水压力起到了积极作用。