申请日 20201106
公开（公告）日 20210202
IPC分类号 C02F1/02; B01D53/00; F28C3/06; F28B1/02; F28B9/08; F22B1/22; F22B37/02; C02F101/16; C02F101/34
摘要
本发明涉及兰炭废水处理技术领域，具体的说是一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，包括加热机构，所述加热机构的上方架设有喷淋塔，所述喷淋塔的侧壁安装有换热机构，所述喷淋塔远离换热机构的一侧设置有预热机构，所述预热机构和所述加热机构相连接；所述加热机构上安装有输气机构；通过设置的加热机构能够对含有酚的水蒸汽进行燃烧，进而使得燃烧后的酚分解成水和二氧化碳，形成水蒸气从换热机构的内部进行换热，加热机构还能够对进入到加热室内部的含酚液体加热，进而让含酚的液体汽化后通过输气机构将其输入到燃烧室的内部进行燃烧，通过设置的预热机构，能够对导水管内部的水进行预热，并且能够节约大量的水。
权利要求书
1.一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，包括加热机构（1），所述加热机构（1）的上方架设有喷淋塔（3），所述喷淋塔（3）的侧壁安装有换热机构（2），所述喷淋塔（3）远离换热机构（2）的一侧设置有预热机构（4），所述预热机构（4）和所述加热机构（1）相连接；所述加热机构（1）上安装有输气机构（5）；所述喷淋塔（3）的内部安装有喷淋管（7），所述喷淋管（7）的进水口和所述预热机构（4）相连接，所述喷淋塔（3）的侧壁固定有冷凝管（6）；
所述加热机构（1）包括燃烧炉（11），所述燃烧炉（11）的上方设置有燃烧室（12），所述燃烧室（12）的一侧设置有位于燃烧炉（11）上方的加热室（13），所述加热室（13）的上方设置有用于存储气体的汽化室（14）；
所述汽化室（14）的上方设置有导流管（15），所述导流管（15）的侧壁上连接有预热机构（4）。
2.根据权利要求1所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述燃烧室（12）的内部设置有倾斜的隔板（121）。
3.根据权利要求2所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述预热机构（4）包括与导流管（15）连接的排水管（44），所述排水管（44）远离导流管（15）的端部连接到预热箱（41）的内部，所述预热箱（41）固定连接在喷淋塔（3）上，所述预热箱（41）的侧壁连接有输水管（45），所述输水管（45）的侧壁上安装有水泵（46），所述水泵（46）连接在导流管（15）上。
4.根据权利要求3所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述预热机构（4）还包括污水进水管（42），所述污水进水管（42）的底部连接通有污水接口（43），所述污水接口（43）和所述喷淋管（7）相连通。
5.根据权利要求4所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述输气机构（5）包括固定在汽化室（14）外壁和燃烧室（12）外壁之间的导汽管（52），所述导汽管（52）上安装有风机（51）。
6.根据权利要求5所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述换热机构（2）包括固定在喷淋塔（3）侧壁上的换热箱（21），所述换热箱（21）的侧壁连接有用于输入低压蒸汽的进口管（23），所述换热箱（21）的底部设置有进气管（22），所述进气管（22）的底部设置有集水槽（221），所述集水槽（221）的底部设置有用于排放冷凝水的活动塞（222）。
7.根据权利要求6所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述换热机构（2）还包括设置在所述换热箱（21）内部的导水管（24），所述导水管（24）为L型结构，所述导水管（24）的截面为正方形，所述导水管（24）的一端和喷淋塔（3）的底部相连通。
8.根据权利要求7所述的一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，其特征在于，所述导水管（24）的内部设置有推板（241），所述推板（241）上密封连接有第二波纹管（243），所述第二波纹管（243）和导水管（24）的内壁密封连接，所述推板（241）的表面固定有贯穿第二波纹管（243）内部的推杆（242），所述推杆（242）表面上连接有第一波纹管（211），所述第一波纹管（211）和推杆（242）的连接处密封，所述第一波纹管（211）与换热箱（21）的内侧壁密封连接，所述推杆（242）和所述换热箱（21）之间活动连接，所述推杆（242）远离推板（241）的一端连接有用于驱动推杆（242）往复移动的电机。
9.一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：首先从进口管（23）输入蒸汽，蒸汽的温度为：110-130℃，蒸汽会从换热箱（21）的内部从喷淋塔（3）的侧壁进入到喷淋塔（3）的内部，当从污水进水管（42）进入到喷淋管（7）内部的污水喷入到喷淋塔（3）的内部，污水会与热的蒸汽相接触，进而使得污水温度升高，污水中的氨与蒸汽混合上升，进而随着蒸汽从冷凝管（6）的位置冷凝，将冷凝后的氨水收集，完成除氨；
步骤二：当喷淋管（7）喷淋后的污水会掉落到喷淋塔（3）的底部，污水会在喷淋塔（3）的内部聚集，此时，喷淋塔（3）内部的水温为：30-50℃，喷淋塔（3）和导水管（24）是连通的，喷淋塔（3）内部的液面会和导水管（24）内部的液面相平齐，此时通过水泵（46）将喷淋塔（3）底部的热水输入到换热箱（21）内部的输水管（45），输水管（45）把水输入到预热箱（41）对污水进水管（42）内部的污水进行预热，输水管（45）内部的水在经过排水管（44）将水从导流管（15）导入到加热室（13）的内部，进而加热室（13）内的水会被燃烧炉（11）加热，进而使得加热室（13）内部的水被加热到220-240℃，加热室（13）内部的水汽化实现蒸酚，汽化的水蒸汽与挥发酚会集聚在汽化室（14）的内部，风机（51）会将汽化的蒸汽与挥发酚混合物从导汽管（52）输入到燃烧室（12）的内部，燃烧室（12）内部的温度达到1110-1300℃进而能够将汽化的酚完全燃烧，燃烧后的酚形成气态水和二氧化碳，蒸汽从进气管（22）的内部输入到换热箱（21）的内部，此时，导水管（24）被加热，进而使得喷淋塔（3）底部的水被加热蒸发实现进一步蒸氨，被蒸发的氨气、燃烧室（12）输送的蒸汽以及进口管（23）输入的蒸汽混合进入喷淋塔（3）；
步骤三：导水管（24）外壁的温度低于换热箱（21）内部的温度时，导水管（24）的外壁会集结形成冷凝水，从而冷凝水会进入到集水槽（221）的内部，在集水槽（221）的内部的水量达到其容积的一半时，打开活动塞（222），使得从活动塞（222）流出来的水量和冷凝的水量相持平，进而在排水的时候不会有高温的气体从活动塞（222）处溢出；
步骤四：电机带动推杆（242）移动，推杆（242）会带的推板（241）移动，当推板（241）在导水管（24）的内部移动的时候，当需要使得导水管（24）内部容积变小的时候，使得导水管（24）对从燃烧室（12）输送的蒸汽以及进口管（23）输入的蒸汽的温度提升，推板（241）带动第二波纹（243）管移动，此时，第二波纹管（243）朝向喷淋塔（3）的方向移动；当需要使得导水管（24）内部容积变大的时候，使得导水管对从燃烧室（12）输送的蒸汽以及进口管（23）输入的蒸汽的温度降低，推板（241）带动第二波纹管（243）移动，此时，第二波纹管（243）远离喷淋塔（3）的方向移动，从而保证从燃烧室（12）输送蒸汽的温度和从进口管（23）注入的蒸汽温度相同。
说明书
一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置及其工艺
技术领域
本发明涉及兰炭废水处理技术领域，具体说是一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置及其工艺。
背景技术
兰炭废水是煤制焦化产品回收过程中产生的废水，其成分复杂多变，属于难处理的工业废水.兰炭废水的处理方法主要有生物法，化学法和物理化学法等三类.为开发高效且低成本的兰炭废水处理新技术，将蒸氨-脱酚-SBR结合的处理工艺，进行试验。对某厂兰炭废水进行处理，并考察微生物的适应情况以及对废水的处理效果.结果表明：蒸氨-脱酚处理工艺可以耐受废水中较高浓度的有害物质，对兰炭废水中各项污染物处理效果理想，该工艺运行成本低。
目前的工艺采用了先进的干馏配烧工艺，用高温实现蒸氨和蒸酚，氨的沸点小于挥发酚的沸点，现有技术中需要分两步先蒸氨再蒸酚，工序复杂，高温加热含酚污水，使污水中的酚蒸发后随蒸汽溢出，然后再通入碱液吸收成为酚钠盐，从而达到脱酚的目的，该方法操作简单，投资较少，但蒸汽耗量较大，余热浪费较多，对环境污染较大，并且消耗的水量不能重复利用，且脱酚效率不够理想，一般达不到彻底脱酚的目的。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置及其工艺，解决现有技术中需要分两步先蒸氨再蒸酚，工序复杂，高温加热含酚污水，使污水中的酚蒸发后随蒸汽溢出，然后再通入碱液吸收成为酚钠盐，从而达到脱酚的目的，该方法操作简单，投资较少，但蒸汽耗量较大，余热浪费较多，对环境污染较大，并且消耗的水量不能重复利用，且脱酚效率不够理想，一般达不到彻底脱酚的目的的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合装置，包括加热机构，所述加热机构的上方架设有喷淋塔，所述喷淋塔的侧壁安装有换热机构，所述喷淋塔远离换热机构的一侧设置有预热机构，所述预热机构和所述加热机构相连接；所述加热机构上安装有输气机构；所述喷淋塔的内部安装有喷淋管，所述喷淋管的进水口和所述预热机构相连接，所述喷淋塔的侧壁固定有冷凝管；通过设置的加热机构能够对含有酚的水蒸汽进行燃烧，进而使得燃烧后的酚分解成水和二氧化碳，形成水蒸气从换热机构的内部进行换热，加热机构还能够对进入到加热室内部的含酚液体加热，进而让含酚的液体汽化后通过输气机构将其输入到燃烧室的内部进行燃烧，通过设置的预热机构，能够对导水管内部的水进行预热，并且能够节约大量的水。
优选的，所述加热机构包括燃烧炉，所述燃烧炉的上方设置有燃烧室，所述燃烧室的一侧设置有位于燃烧炉上方的加热室，所述加热室的上方设置有用于存储气体的汽化室；所述汽化室的上方设置有导流管，所述导流管的侧壁上连接有预热机构。通过设置的燃烧炉的燃烧，使得燃烧炉能够对加热室进行加热的同时，还能够燃烧燃烧室内部的含酚气汽体，通过设置的汽化室，能够让加热室内的含酚液体加热至汽化，进而进入到燃烧室的内部。
优选的，所述燃烧室的内部设置有倾斜的隔板。通过设置的隔板将燃烧室分隔，当气体从汽化室进入到燃烧室的内部后，会在燃烧室的内部燃烧，隔板起到便于燃烧后的二氧化碳和水会进入到换热机构的功能。
优选的，所述预热机构包括与导流管连接的排水管，所述排水管远离导流管的端部连接到预热箱的内部，所述预热箱固定连接在喷淋塔上，所述预热箱的侧壁连接有输水管，所述排水管和所述输水管连通，所述输水管的侧壁上安装有水泵，所述水泵连接在导流管上。通过设置的预热机构来对污水进水管进入到预热箱内部的部分进行预热，预热箱内部的水会不断的从输水管中排到预热箱的内部，使得预热箱内部的水被加热，当污水进水管中的污水进入到预热箱内部后会被预热，进而使得进入到喷淋管内部的污水具有一定的温度。
优选的，所述预热机构还包括污水进水管，所述污水进水管的底部连接通有污水接口，所述污水接口和所述喷淋管相连通。通过设置的污水进水管，将含有氨和酚的废水从污水进水管输入到喷淋管的内部，进而喷淋管将污水以雾化的形式向下喷淋，便于污水中的氨被低压蒸汽带到冷凝管的内部冷凝形成氨水进而将污水中的氨脱出。
优选的，所述输气机构包括固定在汽化室外壁和燃烧室外壁之间的导汽管，所述导汽管上安装有风机。通过设置的风机能够将汽化室内部的蒸汽通过导汽管输入到燃烧室的内部进行燃烧。
优选的，所述换热机构包括固定在喷淋塔侧壁上的换热箱，所述换热箱的侧壁连接有用于输入低压蒸汽的进口管，所述换热箱的底部设置有进气管。通过设置的换热机构能够起到节约水量的功能，从燃烧室燃烧形成的气体会在换热箱的内部进行冷凝，进而对冷凝水进行回收，避免了浪费大量水的问题。
优选的，所述进气管的底部设置有集水槽，所述集水槽的底部设置有用于排放冷凝水的活动塞。通过设置的进气管能够将燃烧室内部的气体输入到换热箱的内部，进而对导水管的外壁进行加热，进而达到对导水管内部初次除氨的污水进行加热，由于导水管和喷淋塔形成了连通，使得喷淋塔内部和导水管内部的液面相平齐，且液面的高度要低于换热箱和喷淋塔处的连通口的高度。
优选的，所述换热机构还包括设置在所述换热箱内部的导水管，所述导水管为L型结构，所述导水管的截面为正方形，所述导水管的一端和喷淋塔的底部相连通；通过设置的导水管，能够将喷淋塔内部的水导入到换热箱的内部进行预热，进而增加了喷淋塔底部的水温，提高了对喷淋塔底部的污水进一步的脱氨的效率。
优选的，所述导水管的内部设置有推板，所述推板上密封连接有第二波纹管，所述第二波纹管和导水管的内壁密封连接，所述推板的表面固定有贯穿第二波纹管内部的推杆，所述推杆表面上连接有第一波纹管，所述第一波纹管和推杆的连接处密封，所述第一波纹管与换热箱的内侧壁密封连接，所述推杆和所述换热箱之间活动连接，所述推杆远离推板的一端连接有用于驱动推杆往复移动的电机。通过设置的推杆在电机的带动下进行移动，推杆会带的推板移动，当推板在导水管的内部移动的时候，推板会通过第二波纹管拉伸或收缩进而对导水管内部水的容积进行改变，进而能够实现对导水管内部的水量多少进行控制，进而能够控制从进口管输送的蒸汽、燃烧室输送的蒸汽的热量，当需要将进气管内部的气体温度调高的时候，使得第二波纹管在导水管的内部被拉伸，会使得导水管内部的容积变小，进而从从进口管输送的蒸汽、燃烧室输送的蒸汽被冷凝的量减少，进而使得进入到换热箱内部的气体温度升高，控制蒸汽温度，燃烧室输送的蒸汽补充进口蒸汽，节约水资源，实现蒸酚蒸汽回收利用，当需要将进气管内部的气体温度调低的时候，使得第二波纹管在导水管的内部进行压缩，会使得导水管内部的容积变大，进而使得燃烧室输送的蒸汽进入到换热箱内部的气体温度降低，能够达到符合蒸氨的温度要求，在换热箱的内部设置有用于测量温度的温度计，可通过计算机对控制电机的转动起到调节推板的位置，进而调节到蒸氨的温度。
一种兰炭生产用废水蒸氨脱酚耦合工艺，包括以下步骤：
首先从进口管输入蒸汽，蒸汽的温度为：110-130℃，蒸汽会从换热箱的内部从喷淋塔的侧壁进入到喷淋塔的内部，当从污水进水管进入到喷淋管内部的污水喷入到喷淋塔的内部，污水会与热的蒸汽相接触，进而使得污水温度升高，污水中的氨与蒸汽混合上升，进而随着蒸汽从冷凝管的位置冷凝，将冷凝后的氨水收集，完成除氨；
步骤二：当喷淋管喷淋后的污水会掉落到喷淋塔的底部，污水会在喷淋塔的内部聚集，此时，喷淋塔内部的水温为：30-50℃，喷淋塔和导水管是连通的，喷淋塔内部的液面会和导水管内部的液面相平齐，此时通过水泵将喷淋塔底部的热水输入到换热箱内部的输水管，输水管把水输入到预热箱对污水进水管内部的污水进行预热，输水管内部的水在经过排水管将水从导流管导入到加热室的内部，进而加热室内的水会被燃烧炉加热，进而使得加热室内部的水被加热到220-240℃，加热室内部的水汽化实现蒸酚，汽化的水蒸汽与挥发酚会集聚在汽化室的内部，风机会将汽化的蒸汽与挥发酚混合物从导汽管输入到燃烧室的内部，燃烧室内部的温度达到1110-1300℃进而能够将汽化的酚完全燃烧，燃烧后的酚形成气态水和二氧化碳，蒸汽从进气管的内部输入到换热箱的内部，此时，导水管被加热，进而使得喷淋塔底部的水被加热蒸发实现进一步蒸氨，被蒸发的氨气、燃烧室输送的蒸汽以及进口管输入的蒸汽混合进入喷淋塔；
步骤三：导水管外壁的温度低于换热箱内部的温度，此时，导水管的外壁会集结形成冷凝水，从而冷凝水会进入到集水槽的内部，在集水槽的内部的水量达到其容积的一半时，打开活动塞，使得从活动塞流出来的水量和冷凝的水量相持平，进而在排水的时候不会有高温的气体从活动塞处溢出；
步骤四：电机带动推杆移动，推杆会带的推板移动，当推板在导水管的内部移动的时候，当需要使得导水管内部容积变小的时候，使得导水管对从燃烧室输送的蒸汽以及进口管输入的蒸汽的温度提升，推板带动第二波纹管移动，此时，第二波纹管朝向喷淋塔的方向移动，当需要使得导水管内部容积变大的时候，使得导水管对从燃烧室输送的蒸汽以及进口管输入的蒸汽的温度降低，推板带动第二波纹管移动，此时，第二波纹管远离喷淋塔的方向移动，从而保证从燃烧室输送蒸汽的温度和从进口管注入的温度相同。
本发明的有益效果：
（1）加热机构能够对进入到加热室内部的含酚液体加热，进而让含酚的液体汽化后实现蒸酚，并通过输气机构将其输入到燃烧室的内部进行燃烧，通过设置的预热机构，能够对导水管内部的水进行预热，并且能够节约大量的水。通过设置的燃烧炉，能够对加热室进行加热的同时，还能够燃烧燃烧室内部的含酚汽体，通过设置的汽化室，能够让加热室内的含酚液体加热至汽化，进而进入到燃烧室的内部。通过设置的隔板将燃烧室分隔，当气体从汽化室进入到燃烧室的内部后，会在燃烧室的内部燃烧，进一步将酚分解成水和二氧化碳，隔板起到便于燃烧后的二氧化碳和水会进入到换热机构的功能。
（2）通过设置的预热机构来对污水进水管进入到预热箱内部的污水进行预热，预热箱内部的水会不断的从输水管中排到预热箱的内部，使得预热箱内部的水被加热，进而使得进入到喷淋管内部的污水具有一定的温度，增加蒸氨效率；通过设置的污水进水管，将含有氨和酚的废水从污水进水管输入到喷淋管的内部，进而喷淋管将污水向下喷淋，便于污水中的氨被蒸汽蒸出，并带到冷凝管的内部冷凝形成氨水进而将污水中的氨脱出。通过设置的风机能够将汽化室内部的蒸汽通过导汽管输入到燃烧室的内部进行燃烧。
（3）通过设置的换热机构能够起到节约水量的功能，从燃烧室燃烧形成的汽体会在换热箱的内部进行换热冷凝，进而对冷凝水进行回收，避免了浪费大量水的问题。通过设置的进气管能够将燃烧室内部的汽体输入到换热箱的内部，进而对导水管的外壁进行加热，进而达到对导水管内部初次除氨的污水进行加热蒸发，进一步实现蒸氨；由于导水管和喷淋塔形成了连通，使得喷淋塔内部和导水管内部的液面相平齐，且液面的高度要低于换热箱和喷淋塔处的连通口的高度。通过设置的导水管，能够将喷淋塔内部的水导入到换热箱的内部进行预热，进而增加了喷淋塔底部的水温，提高了对蒸酚污水的加热效率。
（4）通过设置的推杆在电机的带动下进行移动，推杆会带的推板移动，当推板在导水管的内部移动的时候，推板会通过第二波纹管拉伸或收缩进而对导水管内部水的容积进行改变，进而能够实现对导水管内部的水量多少进行控制，进而能够控制从进口管输送的蒸汽、燃烧室输送的蒸汽的热量，当需要将进气管内部的气体温度调高的时候，使得第二波纹管在导水管的内部被拉伸，会使得导水管内部的容积变小，进而从从进口管输送的蒸汽、燃烧室输送的蒸汽被冷凝的量减少，进而使得进入到换热箱内部的气体温度升高，控制蒸汽温度，使蒸汽温度保持在蒸氨温度110-130℃。
（5）该装置能够将蒸氨和脱酚两种工艺实现耦合一体化，燃烧酚实现零排放，酚蒸汽利用换热机构实现对喷淋塔底部废水实现蒸汽化。该装置还能够控制蒸汽温度，蒸汽补充进口蒸汽，节约水资源，实现蒸酚蒸汽回收利用，预热机构能够直接对污水进水管内部的水进行预热，喷淋塔底部废水回流，通过和换热机构的配合再一次蒸氨，实现进一步减低底部废水含氨量。 （发明人 刘卫星;王进平;刘明锐;尹小风 ）