申请日2012.10.24
公开(公告)日2014.09.10
IPC分类号C02F1/38; C02F103/16; B01D21/24
摘要
本发明涉及一种用于在收集池停留时间缩短的情况下净化来自熄焦塔的废水的方法，在该方法中水被用于熄灭热焦煤，并且该熄焦水被接收于收集池中，该收集池被确定尺寸以便足以用于一些熄焦过程，并且在无进一步沉降过程的情况下，该熄焦水到达下游水力净化装置，在该下游水力净化装置中，固体物质通过机械分离方法与该熄焦水分离，使得无需沉降装置的水承接设备的一种节省空间的安排是可能的。本发明还涉及一种安排，该安排由熄焦塔、用于传递过量熄焦水到收集池的熄焦水通道、收集池、水力旋流器、隙式过滤器以及用于分离固体物质与熄焦水的离心机组成。
权利要求书
1.用于在收集池中缩短滞留时间的情况下净化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的方 法，在该方法中
·将焦煤(2)从炼焦炉推出，在热状态时填充于焦煤运输车(1)中，并且 在熄焦塔(4)中用水(4b)喷洒以使该焦煤(2)冷却，并且
·通过运送装置(5)，过量熄焦水(5a)流入水收集装置(6)，该水收集装 置由作为收集池(6)的水池(6)组成，并且
·该运送装置(5)配备有斜坡，该熄焦水(5a)借助于该斜坡在无任何进一 步外部作用的情况下流入该水池(6)，
其特征在于
·在该水池(6)中获得的该熄焦水(5a)在未经任何进一步沉降操作的情况 下流入下游水力净化装置(9)，在该下游水力净化装置中，固体(9c)通过机械分离 方法与该熄焦水(9a)分离，使得在无沉降装置的情况下提供该水收集装置(6)的 节省空间的安排是可行的。
2.根据权利要求1所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净化来自熄焦塔 (4)的废水(5a)的方法，其特征在于该运送装置(5)是熄焦水运送通道(5)。
3.根据权利要求1或2所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净化来自熄 焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于该水力净化装置(9)包括至少一台用于 分离该液体(9a)组分与固体(9c)组分的水力旋流器(9)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净 化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于该承接容器(6)配备有搅拌装 置(7)。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净 化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于由泵(8)执行向该净化装置(9) 的运输(8a)。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净 化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于来自该水力旋流器(9)的不含 固体(9c)的水(9a)被馈入隙式过滤器(10)以用于进一步分离这些固体(11)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净 化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于由该水力旋流器(9)或该隙式 过滤器(10)排出的水(9a，10b)被馈入中间容器，来自该中间容器的水可以被用 于后续的熄焦操作。
8.根据权利要求6或7所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净化来自熄 焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于从该隙式过滤器(10)获得的该熄焦水 (10b)被用于后续的熄焦操作。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净 化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的方法，其特征在于来自该水力旋流器(9)的该固 体(9c)被馈入离心机或脱水容器(12)，在该离心机或该脱水容器中该固体(9c) 被进一步脱水(13a)。
10.用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净化来自熄焦塔(4)的废水(5a)的装 置，由一种包括以下各项的安排组成
·熄焦塔(4)，用于通过用水(4b)喷洒来熄灭热焦煤(2)，
·熄焦水运送通道(5)，用于将过量熄焦水(5a)运送到收集池(6)，
·收集池(6)，位于该熄焦水运送通道(5)下方，使得该过量熄焦水(5a) 借助于斜坡流入该熄焦水池(6)，
·泵(8)，用于固体-水悬浮液(8a)，该泵将该固体悬浮液(8a)从该熄焦水 泵送到下游的水力旋流器(9)，
·水力旋流器(9)，该水力旋流器被安排为邻近该收集池(6)并且借助于泵 (8)从该沉降槽(6)通过管道(8a)以该固体-水悬浮液供应，
·隙式过滤器(10)，来自该水力旋流器(9)的该水(9a)被运送到该隙式 过滤器，并且来自该水力旋流器(9)的该水(9a)通过该隙式过滤器进一步被净化， 以及
·离心机或脱水容器(12)，固体沉淀物(9c)能够借助于该离心机或该脱水 容器进一步被脱水(13a)。
说明书
用于在收集池停留时间缩短的情况下净化来自熄焦塔的废水的方法和装置
本发明涉及一种用于在收集池中缩短滞留时间的情况下净化来自熄焦塔的废水 的方法，在该方法中水被用于熄灭热焦煤，并且熄焦水被收集于一个收集池中，该收 集池被确定大小使得它适用于一些熄焦操作，并且该熄焦水在无任何额外的沉降操作 的情况下被馈入下游水力净化装置中，在所述净化装置中，固体通过机械分离方法与 该熄焦水分离，如此允许无需沉降槽的水收集池的节省空间的安排。本发明还涉及一 种安排，该安排由熄焦塔、用于运送过量熄焦水到一个收集池的熄焦水运送通道、收 集池、水力旋流器、隙式过滤器(Spaltfilter)以及用于分离固体和熄焦水的离心机组 成。
在生产焦煤时，煤炭在炼焦炉中被加热到高温，煤炭的挥发性组分被脱除并且 被收集或燃烧。由这一方法步骤获得焦煤，该焦煤在焦煤化后温度超过1000℃，并 且从炼焦炉腔室被挤入为这一目的而提供的熄焦车中。取决于所用煤炭的类型，焦煤 含有或多或少大量的灰分和粉尘。通常，焦煤是在熄焦车中用水熄灭，并且由此降到 焦煤可以被处理和储存的温度。在几乎所有的常见实施例中，熄焦车可以沿着炼焦炉 腔室的前侧平行移动，并且通常移动到一个熄焦站或一座熄焦塔。一种常见熄焦方法 的一个实施例在DE 1253669 B中传授。
当根据湿式熄焦法用水熄灭热焦煤时，大量熄焦水会在焦煤被从炼焦炉腔室中 推出之后立即被使用，散布于为这一目的而提供的熄焦塔中的灼热焦煤上。这样做时， 产生会离开熄焦塔并逸散到大气中的大量水蒸汽，大部分从远处即可见。由于焦煤必 须从超过1000℃的温度冷却到焦煤可以被处理的温度，故添加明显过量并且大量的 水。未蒸发水离开在淬熄塔下方的熄焦车并且被收集于收集池中。该熄焦水接着被进 一步处理或丢弃。由于焦煤也包含通常为细粒结构的灰分和粉尘，故这些组分与熄焦 水一起从焦煤中被洗出并带走。为此，熄焦水必须被净化。
WO 2004096719 A1描述了一种用于净化带有含氮化合物、氰化物以及硫化物的 焦煤废水的方法，在该方法中该焦煤废水流经整合于液体循环中的反应器，该反应器 装备有至少一个气体可渗透膜软管，内部供应有含氧加压气体，并且在液体浸渍的膜 软管外部上保持有生物膜，在它的内部区域(由于膜软管的透气性而富含氧)，废水 中所包含的含氮化合物被选择性地硝化成硝酸盐，并且同时硝酸盐在生物膜的缺氧外 部区域中被脱氮为元素氮。该方法有助于焦煤废水的净化并且也适用于熄焦水的净 化，但仍取决于有效的固体分离步骤，特别是在废水包含大量固体的情况下。
在现有技术方法中，熄焦水被首先馈入一个收集和沉降槽中，固体可在该收集 池和沉降槽中沉降和沉积。这一方法步骤需要许多空间与时间，因为大部分固体具有 非常细粒的结构，并且因此非常缓慢地沉积。在大部分情况下，由此获得的熄焦水由 于成本原因将不会被进一步净化，而经常未经任何进一步处理即用于下一次熄焦操作 。由于部分细粒固体因此仍以粉尘的形式包含于熄焦水中，故这将在下一次熄焦操作 期间引起相当额外的粉尘负荷。因此，始终不乏对于改善沉降步骤与后续净化步骤的 效率的尝试。
DE 3319435 A1描述了一种用于借助于焦煤熄焦水处理设备净化焦煤废水的方 法，该焦煤熄焦水处理设备由沉降槽和用于被沉降固体的脱水的排水槽组成，并且该 排水槽配备有两个或更多个交替地用焦煤熄焦水装入的槽，每个槽在固体达到指定水 平并且进水口已被关闭时充当排水槽。这一安排在某一水平已达到时会允许隔离槽并 且将固体几乎完全脱水。然而，该安排由于多槽安排而需要许多空间，并且对固体进 行脱水是非常耗时的。在无其他措施的情况下，增加槽的深度是没有用的，因为作为 决定参数的沉降速度几乎是恒定的。
有在进一步寻找这样的方法：它对于紧接在熄焦过程之后的熄焦水沉降槽需要 显著更少的空间，但仍在合理的时间和经济效益框架内净化带有固体的熄焦水。
因此，至于熄焦水处理设备，其目的是减少用于过量熄焦水的沉降槽的数目和 体积，该过量熄焦水是紧接在使用水熄灭热焦煤之后以带有固体的水或水性固体悬浮 液形式获得的。
本发明通过一种方法实现该目的，该方法首先在熄焦期间将过量熄焦水收集于 收集池中，并且紧接在熄焦操作完成之后并且在无任何进一步沉降或沉积操作的情况 下利用适合的泵将该过量熄焦水运送到水力净化装置，水在该水力净化装置中立即被 分离成固体和不含固体的水。
这些泵按这样的方式定速率以使它们也能够运送带有大量固体的熄焦水或熄焦 水悬浮液而不会被固体-水悬浮液中所包含的磨损性固体阻塞或损坏。一种允许水性 固体悬浮液快速分离成固体和水的水力旋流器特别被考虑为水力净化装置。固体和水 被分离以使这些固体从悬浮液中被去除达到这样的程度以致净化水可以在未经任何 进一步净化的情况下即被进一步用于熄焦过程。然而，如果需要，借助于水力旋流器 所获得的固体或净化的水可以在分离过程结束时进一步净化。
特别提出的权利要求是用于在收集池中缩短滞留时间的情况下净化来自熄焦塔 的废水的方法，在该方法中
·将焦煤从炼焦炉推出，在热状态时填充于焦煤运输车中，并且在熄焦塔中 用水喷洒以使该焦煤冷却，并且
·通过运送装置，过量熄焦水流入水承接装置，该水承接装置由作为收集池 的水槽组成，并且
·该运送装置配备有斜坡，该熄焦水借助于该斜坡在无任何进一步外部作用 的情况下流入该水槽，
并且该方法的特征在于
·在该水槽中获得的该熄焦水在未经任何进一步沉降操作的情况下流入下游 水力净化装置，在该下游水力净化装置中，固体通过机械分离方法从该熄焦水中分离 出来，使得在无沉降装置的情况下提供该水承接装置的节省空间的安排成为可能。
为了实施本发明，收集池被置放成使得它位于熄焦塔下方，并且水在未施用进 一步运送的情况下流入该收集池。水通过水传导运送装置的路线进入该收集池。该运 送装置例如是熄焦水运送通道。
在本发明的一个实施例中，净化装置包括至少一台用于分离液体与固体组分的 水力旋流器。可以使用在现有技术中用于净化带有固体的废水并且为废水处理领域普 通技术人员所熟知的水力旋流器。适用于恰当并快速分离固体与水的水力旋流器的一 个实例在DE 102004038125 A1中给出。包括用于分离固体与水的适合的水力旋流器 的用于净化熄焦水的安排的一个实例在US 6641721 B2中给出。为了实施本发明，如 果一台水力旋流器的能力不足，那么也可能使用数台水力旋流器。在这种情况下，数 台水力旋流器的悬浮液流可以串联地或并联地连接。
根据本发明，也可能使用水力净化装置但并非为水力旋流器，不过后者是优选 实施例。也可预想的是例如隙式过滤器、筛滤装置或分离器。在大多数情况下，这取 决于固体悬浮液和炼焦炉设备的条件。
在本发明的另一个实施例中，承接容器配备有搅拌装置。该搅拌装置确保无固 体沉积在承接容器中。因此，所有固体可以在悬浮液中被馈入下游水力净化装置以用 于分离。
通常，固体-水悬浮液在熄焦操作之后被立即馈入水力净化装置。优选地，由泵 执行运往净化装置的运输。该泵必须被制造和装配成使得它可以在经济可行的运行寿 命并且甚至不受任何损坏的情况下运送带有大量固体的固体流，因为这种固体流在带 有灰分和带有粉尘类型的煤炭的情况下被发现了)。在WO 2004059173 A1和US 4086029 A中教导了这类泵的适合的实施例。当然，这些泵也可以按多重安排的方式 使用。
在大多数情况下，从固体分离出来并离开水力旋流器的水可以在未经任何进一 步处理的情况下使用。分离速率是相当的高，特别是在水力旋流器以多重安排的方式 使用时。然而，对于特定目的，可能需要将来自水力分离单元的水进一步净化。举例 来说，情况将会是如果在从净化操作获得的水将不用于进一步熄焦而是作为设备操作 的工业用水。在本发明的一个实施例中，由水力旋流器或隙式过滤器排出的水被馈入 一个中间容器，来自该中间容器的水可以被用于进一步熄焦操作。在现有技术中隙式 过滤器已为公众熟知，在US 3799354 A中教导了常见并适合的实施例。
在净化过程期间获得的水可以用于任何进一步应用。在本发明的一个实施例中， 在实施本发明的过程期间净化的水被用于进一步熄焦操作。在另一个实施例中，从隙 式过滤器获得的熄焦水被用于进一步熄焦操作，使得可以在进一步熄焦操作期间实现 极低的粉尘负荷。
在净化操作期间获得的固体还可以被用于任何进一步应用。在本发明的一个实 施例中，来自水力旋流器的固体被馈入离心机或脱水容器，在该离心机或该脱水容器 中该固体被进一步脱水。用于储存液体和固体的中间容器在该过程中的任一点上是可 行的，该中间容器具有总体上仅以不需要任何更多空间的方式使用的用于液体的存储 罐。
还提出的权利要求是用于在沉降槽中缩短滞留时间的情况下净化来自熄焦塔的 废水的装置，由一种包括以下各项的安排组成
·熄焦塔，用于通过用水喷洒来熄灭热焦煤，
·熄焦水运送通道，用于将过量熄焦水运送到收集池，
·收集池，位于该熄焦水运送通道下方使得该过量熄焦水借助于斜坡流入该 熄焦水槽，
·泵，用于固体-水悬浮液，该泵将该固体悬浮液从该熄焦水泵送到下游水力 旋流器，
·水力旋流器，它被安排为邻近该收集池并且借助于泵从该沉降槽通过管道 以该固体-水悬浮液供应，
·隙式过滤器，来自该水力旋流器的该水被运送到该隙式过滤器，并且来自 该水力旋流器的该水通过该隙式过滤器进一步被净化，以及
·离心机或脱水容器，固体沉淀物可以借助于该离心机或该脱水容器进一步 被脱水。
本发明具有以下优点：有助于用于熄焦水的净化装置并且特别是收集池或沉降 槽的节省空间的安排，并且也有助于来自熄焦操作的过量熄焦水的固体-水悬浮液的 节省时间的净化。
本发明借助于附图加以解释，该附图仅代表示例性的实施例并且不限于此。
带有灼热焦煤(2)的一辆熄焦车(1)是在熄焦塔(4)底下的轨道(3)上被 推动的。在熄焦车(1)被推入熄焦塔(4)之后，焦煤被来自熄焦塔中的熄焦水罐(4a) 的水(4b)喷洒。这样做时，形成蒸汽(4c)，该蒸汽沿向上方向从熄焦塔(4)逸散 。过量未蒸发水(5a)通过熄焦水运送通道(5)馈入收集池(6)，该收集池被确定 大小足以用于最多一次或两次熄焦操作。该收集池配备有搅拌装置(7)，使得固体不 会沉积在熄焦水中。在完成熄焦操作之后，收集池(6)的关闭装置(6a)被打开， 并且固体-水悬浮液借助于适用于悬浮液的泵(8)通过管道(8a)被运送到水力旋流 器(9)。水力旋流器借助于关闭装置(9b、9d)将固体-水悬浮液分离成水(9a)和 固体(9c)。水(9a)被馈入隙式过滤器(10)，该水在该隙式过滤器中借助于水压(10a) 而被完全地从固体释放。这得到不含固体的水(10b)，并且固体借助于阀门(10c) 排出。所获得的固体(11a)被馈入储存罐(11)。来自水力旋流器(9)的固体(9c) 到达脱水槽(12)，该固体在该脱水槽中被完全脱水。所获得的残余水借助于出口喷 嘴(12a)而被排出，正如同被脱水的固体(12b)一样。来自脱水容器(12)的固体 (13a)被馈入储存容器(13)并且可以用于任何进一步应用。