申请日2015.07.03
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明涉及一种中低温煤热解废水的预处理方法及系统，该方法由脱酸脱氨、萃取脱酚、萃取剂回收处理、酚回收四个步骤，先利用脱酸脱氨塔汽提法去除污水中的氨氮和硫化物，再通过甲基异丁基酮作为萃取剂把污水中的酚、油等有机物萃去掉，再进一步利用水塔、酚塔回收萃取剂和酚，有效解决了中低温煤热解废水中高浓度含酚、含油、含氨氮的问题，同时将氨氮、硫化物、油、酚等有价值的物质分离和回收，变成高附加值的产品或原料，使出水中酚含量小于300mg/L，油含量小于500mg/L，COD最低达2000mg/L，达标的污水送生化系统，显著降低了生化污水处理负荷，为生化终端水回用创造了条件。
权利要求书
1.一种中低温煤热解废水的预处理方法，其特征在于由以下步骤实现：
(1)将中低温煤热解废水作为原料污水经预热后进入脱酸脱氨塔(2)中， 塔顶温度为110‐140℃，压力为0.2～0.3MPa，利用压力为2.5MPa的饱和蒸汽进 行热交换，通过汽提方式脱除原料污水中的硫化物和氨氮，控制塔釜温度为 130～160℃，压力为0.22～0.32MPa，回流比为3～4，脱除的酸性气体通过塔顶 排出、NH3经闪蒸装置(11)浓缩后排出，脱氨脱酸污水降温、冷却至30～50℃， 作为萃取塔(3)塔顶进料;
(2)脱氨脱酸污水在萃取塔(3)中与萃取剂进行逆流萃取，将酚油混合物 与水分离，塔顶温度为30～50℃，压力为0.001～0.005MPa，塔釜温度为30～50℃， 压力为0.03～0.05MPa，萃取所得酚油混合物从萃取塔3塔顶排出，收集至萃取 物罐(4)，脱酚污水从塔釜排出;
(3)脱酚污水进入水塔(5)，控制塔顶温度为70～100℃，压力为0.001～0.005MPa， 与0.6MPa饱和蒸汽进行热交换，使水和萃取剂的共沸物与污水分离，控制塔釜温 度为100～130℃，压力为0.015～0.025MPa，回流比为4～6，水和萃取剂的共沸 物从塔顶排出冷凝后进入溶剂循环罐7中收集，同时，分离的污水从塔底排出 降温至30～50℃后，一部分回流至水塔(5)塔顶，剩余的部分排出;
(4)在萃取物罐(4)收集的酚油混合物在酚塔冷凝器(8)内与酚塔(9) 的塔顶排出的萃取剂热汽换热升温至70～90℃，作为酚塔(9)的进料进入酚塔(9)， 控制塔顶温度为70～90℃，压力为‐0.05～‐0.07MPa，与2.5MPa的饱和蒸汽发生热 交换，使酚油与萃取剂分离，保持塔釜温度为160～200℃，压力为‐0.03～‐0.05MPa， 回流比为0.25～0.4，萃取剂从塔顶排出经酚塔冷凝器(8)后进一步冷却至30～50℃ 后，一部分输送至进溶剂循环罐(7)作为萃取塔(3)的萃取剂循环使用，剩 余部分回流至酚塔(9)中参与循环;从酚塔(9)侧线分离出的轻酚馏分经碱 洗装置(10)后产出粗酚产品，从酚塔(9)塔底采出焦油经冷却后排出，完成 煤热解废水的预处理。
2.根据权利要求1所述的中低温煤热解废水的预处理方法，其特征在于： 所述萃取剂是甲基异丁基酮或二异丙基醚或醋酸丁酯。
3.一种实现权利要求1所述预处理方法的中低温煤热解废水的预处理系统， 该系统包括：
脱酸脱氨塔(2)，其进液口与预热器(1)的热液出口连通，塔釜通过管道 与塔釜再沸器(12)连通，使塔釜原料污水与热蒸汽在塔釜再沸器(12)中换 热，用汽提方式脱除原料污水中的硫化物和氨氮，塔底出液口与预热器(1)的 热液回流口连通，塔侧线的氨气出口通过管道与闪蒸装置(11)连通;
萃取塔(3)，其进液口通过管道与预热器(1)的冷却液出口连通，塔顶通 过管道与萃取物罐(4)的入口连通，塔底出液口通过管道与水塔(5)进水口 连通，塔釜侧壁的萃取剂入口通过管道与溶剂循环罐(7)连通;
水塔(5)，其塔釜侧壁通过管道与水塔再沸器(13)连通，使塔釜液与热 蒸汽在水塔再沸器(13)中发生热交换，用汽提方式脱除污水中的萃取剂，塔 顶萃取剂出口通过管道与水塔冷凝器(6)的热气入口连通，塔底的污水出口通 过管道与污水排放管道连通，污水排放管道通过管道与水塔(5)侧壁的塔釜液 回流口连通;
溶剂循环罐(7)，其入口通过管道与水塔冷凝器(6)的萃取剂出口连通， 该溶剂循环罐(7)的萃取剂出口分别通过管道与萃取塔(3)的萃取剂入口和 酚塔(9)的萃取剂回流口连通;
酚塔冷凝器(8)，其萃取物冷却液入口通过管道与萃取物罐(4)的出口连 通，萃取剂热汽入口通过管道与酚塔(9)的萃取剂出口连通，萃取剂出口通过 管道与溶剂循环罐(7)的萃取剂回流口连通，萃取物热液出口通过管道与酚塔(9) 的萃取物进液口连通;
酚塔(9)，其萃取物进液口通过管道与酚塔冷凝器(8)的萃取物热液出口 连通，萃取剂回流口通过管道与溶剂循环罐(7)的出口连通，塔釜侧壁通过管 道与酚塔再沸器(14)连通，使塔釜液与热蒸汽在酚塔再沸器(14)中发生热 交换，用汽提方式将萃取物中的酚油与萃取剂分离，顶部萃取剂出口通过管道 与酚塔冷凝器(8)连通，侧壁的轻酚馏分出口通过管道与碱洗装置(10)连通， 塔底的焦油出口与焦油管道连通。
说明书
中低温煤热解废水的预处理方法及系统
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种煤热解所产生废水的预处理方 法及系统。
背景技术
煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热， 煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。煤热解的结 果是生成气体(煤气)、液体(焦油)、固体(半焦或焦炭)等产品，尤其是 低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。用热解的方法生产洁净或改质的燃料， 既可减少燃煤造成的环境污染，又能充分利用煤中所含的较高经济价值的化合 物，具有保护环境、节能和合理利用煤资源的广泛意义。煤热解作为一种近些 年来发展起来的新技术、新工艺，能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、 高效地综合利用低阶煤资源提高煤炭产品的附加值的有效途径，具有显著的经 济效益。
但是，煤热解过程产生大量的高浓度含酚、含油、含氨氮废水，其成分极 其复杂，难于处理。水中酚含量超过15000mg/L，含油量超过4000mg/L，含氨 氮7200mg/L、COD含量高达100000mg/L以上，传统的焦化蒸氨、脱酚工艺无 法满足生化处理要求;需要大量稀释用水，造成终端生化负荷高，易冲击系统 且运行成本高。同时，低温兰炭炉在热解及湿法熄焦过程中也会产生大量废水， 其成分与热解废水极其相似，也存在着量大、难处理的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于针对煤热解产生的高浓度含酚、含油、含氨氮废水， 提供一种能够高效处理煤热解废水中的高含油、高氨氮、高含酚的有机物，同 时有效分离和回收废水中的氨氮、硫化物、油、酚等有价值的物质，显著降低 生化污水处理负荷的中低温煤热解废水的预处理方法。
本发明的目的之二在于提供一种能够实现上述方法且经济高效、处理效果 稳定可靠、运行管理方便、操作运转灵活、技术设备先进的中低温煤热解废水 预处理系统。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
该中低温煤热解废水的预处理方法由以下步骤实现：
(1)将中低温煤热解废水作为原料污水经预热后进入脱酸脱氨塔中，塔顶 温度为110‐140℃，压力为0.2～0.3MPa，利用压力为2.5MPa的饱和蒸汽进行热 交换，通过汽提方式脱除原料污水中的硫化物和氨氮，控制塔釜温度为130～ 160℃，压力为0.22～0.32MPa，回流比为3～4，脱除的酸性气体通过塔顶排出、 NH3经闪蒸装置浓缩后排出，脱氨脱酸污水降温、冷却至30～50℃，作为萃取 塔塔顶进料;
(2)脱氨脱酸污水在萃取塔中与萃取剂进行逆流萃取，将酚油混合物与水 分离，塔顶温度为30～50℃，压力为0.001～0.005MPa，塔釜温度为30～50℃， 压力为0.03～0.05MPa，萃取所得酚油混合物从萃取塔塔顶排出，收集至萃取物 罐，脱酚污水从塔釜排出;
(3)脱酚污水进入水塔，控制塔顶温度为70～100℃，压力为0.001～ 0.005MPa，与0.6MPa饱和蒸汽进行热交换，使水和萃取剂的共沸物与污水分离， 控制塔釜温度为100～130℃，压力为0.015～0.025MPa，回流比为4～6，水和 萃取剂的共沸物从塔顶排出冷凝后进入溶剂循环罐中收集，同时，分离的污水 从塔底排出降温至30～50℃后，一部分回流至水塔塔顶，剩余的部分排出;
(4)在萃取物罐收集的酚油混合物在酚塔冷凝器内与酚塔的塔顶排出的萃 取剂热汽换热升温至70～90℃，作为酚塔的进料进入酚塔，控制塔顶温度为70～ 90℃，压力为‐0.05～‐0.07MPa，与2.5MPa的饱和蒸汽发生热交换，使酚油与萃 取剂分离，保持塔釜温度为160～200℃，压力为‐0.03～‐0.05MPa，回流比为 0.25～0.4，萃取剂从塔顶排出经酚塔冷凝器后进一步冷却至30～50℃后，一部 分输送至进溶剂循环罐作为萃取塔的萃取剂循环使用，剩余部分回流至酚塔中 参与循环;从酚塔侧线分离出的轻酚馏分经碱洗装置后产出粗酚产品，从酚塔 塔底采出焦油经冷却后排出，完成煤热解废水的预处理。
上述萃取剂是甲基异丁基酮或二异丙基醚或醋酸丁酯。
一种实现上述预处理方法的中低温煤热解废水的预处理系统，该系统包括：
脱酸脱氨塔，其进液口与预热器的热液出口连通，塔釜通过管道与塔釜再 沸器连通，使塔釜原料污水与热蒸汽在塔釜再沸器中换热，用汽提方式脱除原 料污水中的硫化物和氨氮，塔底出液口与预热器的热液回流口连通，塔侧线的 氨气出口通过管道与闪蒸装置连通;
萃取塔，其进液口通过管道与预热器的冷却液出口连通，塔顶通过管道与 萃取物罐的入口连通，塔底出液口通过管道与水塔进水口连通，塔釜侧壁的萃 取剂入口通过管道与溶剂循环罐连通;
水塔，其塔釜侧壁通过管道与水塔再沸器连通，使塔釜液与热蒸汽在水塔 再沸器中发生热交换，用汽提方式脱除污水中的萃取剂，塔顶萃取剂出口通过 管道与水塔冷凝器的热气入口连通，塔底的污水出口通过管道与污水排放管道 连通，污水排放管道通过管道与水塔侧壁的塔釜液回流口连通;
溶剂循环罐，其入口通过管道与水塔冷凝器的萃取剂出口连通，该溶剂循 环罐的萃取剂出口分别通过管道与萃取塔的萃取剂入口和酚塔的萃取剂回流口 连通;
酚塔冷凝器，其萃取物冷却液入口通过管道与萃取物罐的出口连通，萃取 剂热汽入口通过管道与酚塔的萃取剂出口连通，萃取剂出口通过管道与溶剂循 环罐的萃取剂回流口连通，萃取物热液出口通过管道与酚塔的萃取物进液口连 通;
酚塔，其萃取物进液口通过管道与酚塔冷凝器的萃取物热液出口连通，萃 取剂回流口通过管道与溶剂循环罐的出口连通，塔釜侧壁通过管道与酚塔再沸 器连通，使塔釜液与热蒸汽在酚塔再沸器中发生热交换，用汽提方式将萃取物 中的酚油与萃取剂分离，顶部萃取剂出口通过管道与酚塔冷凝器连通，侧壁的 轻酚馏分出口通过管道与碱洗装置连通，塔底的焦油出口与焦油管道连通。
本发明提供的中低温煤热解废水的预处理方法是根据中低温煤热解废水水 质特点，由脱酸脱氨、萃取脱酚、萃取剂回收处理、酚回收四个大环节，先利 用脱酸脱氨塔汽提法去除污水中的氨氮和硫化物，再通过甲基异丁基酮作为萃 取剂把污水中的酚、油等有机物萃去掉，再进一步利用水塔、酚塔回收萃取剂 和酚，有效解决了中低温煤热解废水中高浓度含酚、含油、含氨氮的问题，同 时将氨氮、硫化物、油、酚等有价值的物质分离和回收，变成高附加值的产品 或原料，使出水中酚含量小于300mg/L，油含量小于500mg/L，COD最低达 2000mg/L，达标的污水送生化系统，显著降低了生化污水处理负荷，为生化终 端水回用创造了条件。