申请日2005.09.08
公开(公告)日2011.01.12
IPC分类号C02F1/04; B01D1/26; C01F11/30
摘要
本发明涉及环氧烷类生产废水处理方法及其多效蒸发装置，该处理方法包括以下步骤：首先，将废水进行多效蒸发处理，从而在各效得到含不同浓度氯化钙的废水溶液;然后经多效蒸发处理后的废水溶液进一步蒸发浓缩，得到氯化钙浓缩液;氯化钙浓缩液进行结晶或干燥处理，得氯化钙固体;以及冷凝回收废水蒸汽。该多效蒸发装置主要包括若干个效、浓缩单元和固体分离装置，各个效之间、效与浓缩单元和固体分离装置之间通过管道相连通。本发明的废水处理方法和装置简单、成本低、效率高，不仅可有效地处理工业废水，使其达到国家规定的排放标准，还可有效地回收废水中的氯化钙，为企业创造出新的利润增长点，一举双赢，使得氯醇法生产环氧丙烷工艺得以保存与扩大生产规模成为可能。
权利要求书
1.一种环氧烷类生产废水处理方法，其特征在于包括：步骤(1)，将废水进行多效蒸发处理，从而在各效得到含不同浓度氯化钙的溶液;步骤(2)，对步骤(1)经多效蒸发处理后的溶液进一步蒸发浓缩，得到氯化钙浓缩液;步骤(3)，将步骤(2)的氯化钙浓缩液进行结晶或干燥处理，得氯化钙固体;步骤(4)冷凝回收废水蒸汽;所述步骤(1)的多效蒸发处理是错流操作方式。
2.根据权利要求1所述的环氧烷类生产废水处理方法，其特征在于：在步骤(1)之前还包括对废水进行预处理的步骤：调节废水的温度为75℃-85℃，将废水加酸调废水pH值为6.0-8.0，从而使得碳酸钙和高沸点的不溶性有机物产生沉淀，将沉淀去除，最后将经过预处理的废水置于保温的调节罐贮存。
3.根据权利要求1所述的环氧烷类生产废水处理方法，其特征在于：所述多效装置的各效包括加热蒸发装置和分离装置，该加热蒸发装置与分离装置之间相互连通或以管道相连通;所述步骤(2)是在外加热强制循环蒸发结晶罐或导热油加热的强制循环蒸发器中蒸发形成浓缩液，所述步骤(3)是在晶体分离器或结片机进行结晶，在烘干器或干燥塔中干燥。
4.根据权利要求1所述的环氧烷类生产废水处理方法，其特征在 于：所述步骤(1)的多效蒸发装置为五效蒸发装置，废水料液依次经第一、四、五效加热蒸发再进入第二效、三效蒸发，步骤(2)是在第三效的结晶罐中进一步蒸发形成浓缩液;步骤(3)是在与所述结晶罐和第三效连通的晶体分离器中进行结晶及分离。
5.一种用于环氧烷类生产废水处理方法的多效蒸发装置，其特征在于：所述多效蒸发装置主要包括若干个效、浓缩单元和固体分离装置，各个效之间、效与浓缩单元和固体分离装置之间通过管道相连通，所述多效装置的各效包括加热蒸发装置和分离装置，该加热蒸发装置与分离装置之间相互连通或以管道相连通;所述浓缩单元是外加热强制循环蒸发结晶罐或导热油加热的强制循环蒸发器;所述固体分离装置是指晶体分离器、结片机或干燥设备。
6.根据权利要求5所述的多效蒸发装置，其特征在于：所述多效蒸发装置包括5个效，适用错流处理工艺，第一、第四、第五效采用降膜式蒸发器，第一效以生蒸汽加热，第二效采用外加热自然循环蒸发器，第三效采用外加热强制循环蒸发器及所述的外加热强制循环蒸发结晶罐。
7.根据权利要求6所述的多效蒸发装置，其特征在于：所述多效蒸发装置进一步包括冷凝器、冷却水池、水气分离器和水环真空泵;冷凝器对最后一效排出的蒸汽进行冷凝，生成冷凝水，并由冷却水池 将其回收，水气分离器和水环真空泵与冷凝器连通，从冷凝器排出的蒸汽经水气分离器和水环真空泵处理后直接排放或者送入冷却水池;所述多效蒸发装置还进一步包括用于对物流进行预热处理以调整物流进入效前的温度的预热器，以及用于收集各效排出的冷凝水的冷凝液贮罐。
说明书
环氧烷类生产废水处理方法及其多效蒸发装置
技术领域
本发明涉及一种工业废水的处理方法及装置，尤其是指环氧烷类生产过程中产生的废水的处理方法及其使用的装置。
背景技术
本发明是所称环氧烷类主要包括环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧己烷、环氧环己烷及环氧乙烷等。下面以环氧丙烷为例说明背景技术。
随着我国精细化工和聚氨酯工业的发展，环氧丙烷产品正处在一个上升的通道中。因为氯醇法生产环氧烷类投资少、技术简单，在国内广泛应用，但目前我国环氧丙烷生产装置采用的丙烯氯醇法生产工艺产生的含氯化钙废水严重污染环境。
国内氯醇法环氧丙烷生产能力之所以没有更大的突破，关键在于其工艺产生的废水、废渣不易处理，不适应环保方面越来越严格的要求。
氯醇法环氧丙烷工艺中产生的废水，因具有高温、高碱性、高化学耗氧量的特点而极难处理，该废水的氯化钙的含量达40～60g/L，致使生化处理的菌种难以存活。目前国内多家环氧丙烷生产厂家均建在沿江沿海处，其排出大量的上述废水一般采用新鲜水稀释，达到生化处理的需求后，再进行生化处理。
但是上述先稀释再进行生化处理的方法需要投入的运行费用最少为几元至几十元/吨废水，投资成本较大，且国内的环氧丙烷废水基本处理不合格，导致氯醇法生产环氧丙烷的工艺面临淘汰;另外，该处理方法自动化程度低，如采用全自动化控制，不仅投资大，而且一次仪表质量也不是很过关，导致自动化很难实现;再者，该方法的处理水一般都无 法回用。
因此，上述处理方法极大地增加了生产成本，企业一般难以承受。同时废水处理上的矛盾导致废水中化学耗氧量居高不下，从而加重了污水压力，造成周围环境严重污染，因此，环氧丙烷生产过程中，特别是氯醇法工艺产生的工业废水的治理一直是企业发展的瓶颈。
为减少或根除环氧丙烷生产废水、废渣的污染，国际上已开发出较为成熟的轻污染环氧丙烷生产技术，该技术多为间接氧化法，即环氧丙烷/乙苯法(PO/SM)和环氧丙烷/异丁烷法(PO/MTBE)。但是，间接氧化法PO/SM、PO/MTBE路线，其缺点是投资费用高，而且其副产品的市场供需平衡直接影响环氧丙烷的正常生产。而氯醇法生产环氧丙烷的工艺以其成本低、工艺及设备简单已在业界，特别是中国大量使用。因此解决氯醇法工艺中产生的废水处理问题已迫在眉睫。
另外，在废水中氯化钙虽是“毒”物，但同时氯化钙本身却是重要的化工产品，可广泛应用于工业、农业、采矿、石油钻探、环境保护、食品、医药等领域。传统的废水处理方法浪费了大量的氯化钙。
因此，提供一种环氧烷类生产过程中，特别是氯醇法工艺中产生的废水处理方法及其装置，以克服现有技术的缺点、挽救氯醇法环氧丙烷工艺十分必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种工艺简单、成本低、高效的环氧烷类生产废水处理方法。
本发明要解决的另一技术问题是：提供一种处理环氧烷类生产工艺中产生的废水且能回收利用废水的多效蒸发装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种环氧烷类生产废 水处理方法，包括步骤(1)，将废水进行多效蒸发处理，从而在各效得到含不同浓度氯化钙的溶液。
该方法还包括步骤(2)，对步骤(1)经多效蒸发处理后的溶液进一步蒸发浓缩，得到氯化钙浓缩液。
所述废水处理方法进一步包括步骤(3)，将步骤(2)的氯化钙浓缩液进行结晶或干燥处理，得氯化钙固体。
所述废水处理方法进一步包括步骤(4)冷凝回收废水蒸汽。
在步骤(1)之前还包括对废水进行预处理的步骤：调节废水的温度为75℃-85℃，将废水加酸调废水pH值为6.0-8.0，从而使得碳酸钙和高沸点的不溶性有机物产生沉淀，将沉淀去除，最后将经过预处理的废水置于保温的调节罐贮存。
所述步骤(1)的多效蒸发处理可以是错流或逆流，所述多效装置的各效包括加热蒸发装置和分离装置，该加热蒸发装置与分离装置之间相互连通或以管道相连通;所述步骤(2)是在外加热强制循环蒸发结晶罐或导热油加热的强制循环蒸发器中蒸发形成浓缩液，所述步骤(3)是在晶体分离器或结片机进行结晶，在烘干器或干燥塔中干燥。
所述步骤(1)的多效蒸发装置为五效蒸发装置，当采取错流时，废水料液依次经第一、四、五效加热蒸发再进入第二效、三效蒸发，步骤(2)是在第三效的结晶罐中进一步蒸发形成浓缩液;步骤(3)是在与所述结晶罐和第三效连通的晶体分离器中进行结晶及分离;当采取逆流时，步骤(1)中废水料液依次经第五、四、三、二、一效加热蒸发，步骤(2)是将经五效处理的废水料液导入所述的导热油加热的强制循环蒸发器进一步蒸发浓缩形成氯化钙浓缩液，步骤(3)是将浓缩液导入所述结片机进行结晶及分离;步骤(4)均是利用冷凝器、冷凝液贮罐或冷却水池、水气分离器及水环真空泵进行冷凝回收废水蒸汽。
本发明的另一技术方案是：一种用于环氧烷类生产废水处理方法的多效蒸发装置，主要包括若干个效、浓缩单元和固体分离装置，各个效之间、效与浓缩单元和固体分离装置之间通过管道相连通。
所述多效装置的各效包括加热蒸发装置和分离装置，该加热蒸发装置与分离装置之间相互连通或以管道相连通;所述浓缩单元是外加热强制循环蒸发结晶罐或导热油加热的强制循环蒸发器;所述固体分离装置是指晶体分离器、结片机或干燥设备。
所述多效蒸发装置包括5个效，可适用错流或逆流处理工艺，当采取错流时，第一、第四、第五效，采用降膜式蒸发器，第一效以生蒸汽加热，第二效采用外加热自然循环蒸发器，第三效采用外加热强制循环蒸发器及所述的外加热强制循环蒸发结晶罐;当采取逆流时，多效蒸发装置还包括所述的导热油加热的强制循环蒸发器，第一效采用强制循环蒸发器，其余四效采用降膜蒸发器，第一效以生蒸汽作为加热源。
所述多效蒸发装置进一步包括冷凝器、冷却水池、水气分离器和水环真空泵;冷凝器对最后一效排出的蒸汽进行冷凝，生成冷凝水，并由冷却水池将其回收，水气分离器和水环真空泵与冷凝器连通，从冷凝器排出的蒸汽经水气分离器和水环真空泵处理后直接排放或者送入冷却水池;所述多效蒸发装置还进一步包括用于对物流进行预热处理以调整物流进入效前的温度的预热器，以及用于收集各效排出的冷凝水的冷凝液贮罐。
本发明的有益效果是：本发明环氧烷类生产废水处理方法，将废水进行多效蒸发处理，从而在各效得到含不同浓度氯化钙溶液，工艺简单，成本较低，不仅可将废水处理，降低废水的毒性，达到排放标准，而且所得的不同浓度的氯化钙溶液可直接包装成产品进行销售或使用。本着废物再利用的循环经济思路，将氯化钙视为重要资源加以回收利用，不 仅成功的解决了一直困扰生产环氧烷类产品的企业的污水治理问题，同时也为企业创造出新的利润增长点，一举双赢。特别是解决氯醇法生产环氧丙烷工艺中产生的废水的有效处理问题，使得氯醇法生产环氧丙烷的工艺得以保存及扩大生产规模成为可能。
而且经步骤(2)和步骤(3)处理后，可得到更高浓度氯化钙溶液或其固体形式产品，以利于工业各种应用需要。
本发明用于环氧烷类生产废水处理方法的多效蒸发装置，其装置结构简单，不仅可有效地用于处理环氧烷类生产废水，还可有效地回收氯化钙。该装置技术成熟可靠、可实现全自动化控制，其设备一次性投资成本虽较高，但一般一到三年即可回收投资。经计算，本发明处理废水的方法，每吨废水可创收大约20元人民币(不含冷凝水回用水的利润)。