一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置。該裝置包括廢液第一預熱器，所述廢液第一預熱器與廢液儲罐和廢液第二預熱器相連，所述廢液第二預熱器與氣液混合室相連，所述氣液混合室與氣體預熱器相連，所述氣體預熱器與空氣壓縮機相連，所述空氣壓縮機與空氣儲罐相連，所述氣液混合室與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器相連，所述超臨界快速催化氧化反應(yīng)器與換熱器相連，所述換熱器與氣液分離器相連，所述氣液分離器與排氣儲罐相連。該裝置操作方便、反應(yīng)迅速、運行成本費用低、無二次污染、催化劑可回收再利用。
【專利說明】一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋼鐵生產(chǎn)大型集約化發(fā)展，在生產(chǎn)過程中余熱回收利用與難降解廢水多污染物協(xié)同控制技術(shù)發(fā)展顯得十分重要。我國是焦炭生產(chǎn)和消費大國，尤其在近年來焦炭產(chǎn)能得到迅猛發(fā)展。2007年焦炭產(chǎn)量33554萬噸，占全球焦炭總產(chǎn)量的60%。在煉焦、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的大量焦化廢水，不僅成分復雜，組分種類繁多，而且根據(jù)煤質(zhì)、工藝不同，各焦化企業(yè)的水質(zhì)存在很大差別。
[0003]煉焦生產(chǎn)中煤在高溫干餾、煤氣凈化以及化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水，主要來源于剩余氨水、粗苯分離水、終冷富余水、焦油分離水四部分，這些廢水的特點是濃度高、溫度高、污染物組成復雜、毒性大，特別是焦化高濃度焦化脫硫廢液，含有大量的酚、多環(huán)芳烴和含氮氧雜環(huán)化合物、NH3-N、CN_、S2-和SCN—等污染物，這些污染物形成的色度高，在水中以真溶液或準膠體的形式存在，性質(zhì)非常穩(wěn)定，化學需氧量(COD)及色度去除困難。
[0004]高濃度焦化脫硫廢液進入現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)就會造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定運行，使現(xiàn)有的處理方法達標排放困難，目前，國內(nèi)外均采用高級氧化的方法處理高濃度焦化脫硫廢液，常用的Fenton試劑處理方法去除高濃度焦化脫硫廢液中COD和氨氮等有機物，反應(yīng)產(chǎn)生的鐵泥會形成二次污染，催化劑難以回收，H2O2對設(shè)備也有很強的腐蝕性，操作復雜而且運行費用也高；臭氧組合氧化技術(shù)中，只有在反應(yīng)條件為酸性時，臭氧才是主要的氧化劑，反應(yīng)過程總需要嚴格控制PH，而且此法組合工藝操作復雜，反應(yīng)耗時長，對COD和氨氮等有機物去除率也不是很聞。
[0005]超臨界水氧化法SCWO (Supercritical Water Oxidat1n)是在超臨界水狀態(tài)下進行的濕式氧化反應(yīng)。由于超臨界水所具有的獨特性質(zhì)，超臨界水氧化法可以充分地引入氧參加反應(yīng)，不存在氣液相界面之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移等問題。在超臨界水氧化法中加入適宜的催化劑，可提高處理效率與處理容量，達到節(jié)能高效的目的，是一種新型高效的處理高濃度焦化脫硫廢液的方法。
[0006]高濃度焦化脫硫廢液有較高的低質(zhì)余熱可以在廢液處理中回收利用，目前還沒有關(guān)于余熱回收利用這方面的報導。高濃度焦化脫硫廢液具有污染物種類多、難降解的特點，通過超臨界水氧化催化快反應(yīng)技術(shù)，結(jié)合余熱利用以迅速徹底的氧化處理高濃度焦化脫硫廢液，既使實際生產(chǎn)中多余的熱量資源得到了利用，也實現(xiàn)了高濃度焦化脫硫廢液中COD和氨氮等有機物的快速降解去除。但是高濃度焦化脫硫廢液結(jié)合余熱的技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有任何報道。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是為解決上述問題而提供了一種操作方便、反應(yīng)迅速、運行成本費用低、無二次污染、催化劑可回收再利用和熱量資源循環(huán)利用的高濃度焦化脫硫廢液
處理裝置。
[0008]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，包括廢液第一預熱器，所述廢液第一預熱器與廢液儲罐和廢液第二預熱器相連，所述廢液第二預熱器與氣液混合室相連，所述氣液混合室與氣體預熱器相連，所述氣體預熱器與空氣壓縮機相連，所述空氣壓縮機與空氣儲罐相連，所述氣液混合室與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器相連，所述超臨界快速催化氧化反應(yīng)器與換熱器相連，所述換熱器與氣液分離器相連，所述氣液分離器與排氣儲罐相連。
[0010]進一步地，所述廢液第一預熱器和廢液第二預熱器之間安裝有高壓泵。
[0011]進一步地，所述換熱器與氣液分離器之間相連通的管路上設(shè)置有采樣點。
[0012]進一步地，所述廢液第二預熱器、氣體預熱器以及超臨界快速催化氧化反應(yīng)器上安裝有溫度控制表和壓力控制表。
[0013]進一步地，所述廢液第一預熱器、廢液第二預熱器、氣體預熱器、氣液混合室以及超臨界快速催化氧化反應(yīng)器上包裹保溫材料，廢液第一預熱器與廢液第二預熱器之間相連通的管路、廢液第二預熱器與氣液混合室之間相連通的管路、氣體預熱器與氣液混合室之間相連通的管路、氣液混合室與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器之間相連通的管路、換熱器與廢液第一預熱器之間相連通的管路上包裹保溫材料。
[0014]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0015](I)本實用新型運用焦化余熱對高濃度焦化脫硫廢液進行預加熱，提高超臨界快速催化氧化反應(yīng)器的進液溫度，節(jié)約了處理成本。
[0016](2)本實用新型采用的氧化劑為空氣中的氧，在超臨界快速催化氧化反應(yīng)器中迅速發(fā)生氧化反應(yīng)，降解高濃度焦化脫硫廢液中的酚、多環(huán)芳烴和含氮氧雜環(huán)化合物，轉(zhuǎn)化為無害的n2、CO2, H2O和小分子化合物，反應(yīng)速度快，產(chǎn)物無二次污染。
[0017](3)本實用新型采用催化劑為納米金屬氧化物，具體為納米鈦鋁復合物，浸潰硝酸錳水溶液，干燥焙燒制得，催化劑穩(wěn)定性好，易于回收再利用。
[0018](4)本實用新型工藝流程簡單，易操作，反應(yīng)器中壓力、溫度等通過一體化電控與壓力系統(tǒng)控制，可迅速降解去除高濃度焦化脫硫廢液的有機物，對焦化脫硫廢液中COD和NH3-N的去除率可達97%以上。
[0019]本實用新型利用超臨界水氧化技術(shù)，針對焦化余熱的高濃度廢水所具有的有機污染物濃度高、種類多、毒性大、難于降解和余熱未利用等特點，對于焦化余熱的高濃度焦化脫硫廢液中難降解有機物具有較好的去除效果。處理過后的COD和NH3-N濃度均可達到國家排放標準，工藝簡單、操作方便、反應(yīng)迅速、運行成本費用低、無二次污染、催化劑可回收再利用和熱量資源循環(huán)利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型實施例提供的高濃度焦化脫硫廢液處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。[0022]本實施例提供了一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，包括廢液第一預熱器4。廢液第一預熱器4與廢液儲罐3和廢液第二預熱器13相連，廢液第一預熱器4和廢液第二預熱器13之間安裝有高壓泵5。廢液第二預熱器13與氣液混合室14相連，氣液混合室14與氣體預熱器15相連。氣體預熱器15與空氣壓縮機I相連?？諝鈮嚎s機I與空氣儲罐2相連。氣液混合室14與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12相連。超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12與換熱器9相連。換熱器9與氣液分離器7相連，氣液分離器7與排氣儲罐8相連。換熱器9與氣液分離器7之間相連通的管路上設(shè)置有采樣點6。廢液第二預熱器13、氣體預熱器15以及超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12上安裝有溫度控制表10和壓力控制表11。廢液第一預熱器4、廢液第二預熱器13、氣體預熱器15、氣液混合室14以及超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12上包裹保溫材料，廢液第一預熱器4與廢液第二預熱器13之間相連通的管路、廢液第二預熱器13與氣液混合室14之間相連通的管路、氣體預熱器15與氣液混合室14之間相連通的管路、氣液混合室14與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12之間相連通的管路、換熱器9與廢液第一預熱器4之間相連通的管路上包裹保溫材料。
[0023]本裝置可以對高濃度焦化脫硫廢液進行催化處理，其步驟為:
[0024]( I)高濃度焦化脫硫廢液和氧氣的預熱:將廢液儲罐3中的高濃度焦化脫硫廢液注入到廢液第一預熱器4中，利用焦化余熱，將高濃度焦化脫硫廢液的溫度提升至80°C，隨后將升溫后的高濃度焦化脫硫廢液經(jīng)高壓泵5注入廢液第二預熱器13 ;空氣儲罐2內(nèi)的空氣經(jīng)空氣壓縮機I輸入至氣體預熱器中15 ;高濃度焦化脫硫廢液和空氣分別預熱后在氣液混合室14內(nèi)混合形成氣液混合物。
[0025](2)超臨界快速催化氧化反應(yīng)處理:將催化劑放入超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12中，再將氣液混合物通入超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12中，使焦化脫硫廢液發(fā)生快速催化氧化反應(yīng)；超臨界快速催化氧化反應(yīng)過程中，超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12內(nèi)的壓力為30MPa，溫度為200°C，停留時間為0.lmin。催化劑為納米金屬氧化物，納米金屬氧化物為納米鈦鋁復合物和浸潰硝酸錳溶液混合后干燥焙燒制得，催化劑的使用劑量為10mg/L?？諝鈨?的空氣的注入量，按質(zhì)量比計，注入量是進入超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12的高濃度焦化脫硫廢液的化學需氧量的5倍。
[0026](3)焦化脫硫廢液的熱交換與氣液分離處理:將經(jīng)超臨界快速催化氧化反應(yīng)器12處理過后產(chǎn)生的氣液混合物通入換熱器9中進行換熱，使氣液混合物的溫度降至25°C以下，降溫后的氣液混合物經(jīng)減壓后通入氣液分離器7中，氣液分離后液體排入排水池，氣體排入排氣儲罐8。高濃度焦化脫硫廢液經(jīng)處理生成的氣液混合物經(jīng)過換熱器9換熱，置換出的余熱回用到步驟(I)中的廢液第一預熱器4中。
[0027]本實用新型工藝流程簡單，易操作，反應(yīng)器中壓力、溫度等通過一體化電控與壓力系統(tǒng)控制，可迅速降解去除高濃度焦化脫硫廢液的有機物，對焦化脫硫廢液中COD和NH3-N的去除率可達97%以上。
[0028]本實用新型利用超臨界水氧化技術(shù)，針對焦化余熱的高濃度廢水所具有的有機污染物濃度高、種類多、毒性大、難于降解和余熱未利用等特點，對于焦化余熱的高濃度焦化脫硫廢液中難降解有機物具有較好的去除效果。處理過后的COD和NH3-N濃度均可達到國家排放標準，工藝簡單、操作方便、反應(yīng)迅速、運行成本費用低、無二次污染、催化劑可回收再利用和熱量資源循環(huán)利用。[0029]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，其特征在于，包括廢液第一預熱器，所述廢液第一預熱器與廢液儲罐和廢液第二預熱器相連，所述廢液第二預熱器與氣液混合室相連，所述氣液混合室與氣體預熱器相連，所述氣體預熱器與空氣壓縮機相連，所述空氣壓縮機與空氣儲罐相連，所述氣液混合室與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器相連，所述超臨界快速催化氧化反應(yīng)器與換熱器相連，所述換熱器與氣液分離器相連，所述氣液分離器與排氣儲罐相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，其特征在于，所述廢液第一預熱器和廢液第二預熱器之間安裝有高壓泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，其特征在于，所述換熱器與氣液分離器之間相連通的管路上設(shè)置有采樣點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，其特征在于，所述廢液第二預熱器、氣體預熱器以及超臨界快速催化氧化反應(yīng)器上安裝有溫度控制表和壓力控制表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度焦化脫硫廢液處理裝置，其特征在于，所述廢液第一預熱器、廢液第二預熱器、氣體預熱器、氣液混合室以及超臨界快速催化氧化反應(yīng)器上包裹保溫材料，廢液第一預熱器與廢液第二預熱器之間相連通的管路、廢液第二預熱器與氣液混合室之間相連通的管路、氣體預熱器與氣液混合室之間相連通的管路、氣液混合室與超臨界快速催化氧化反應(yīng)器之間相連通的管路、換熱器與廢液第一預熱器之間相連通的管路上包裹保溫材料。
【文檔編號】C02F9/10GK203820581SQ201420083468
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】王黎, 王捷, 周蕓, 胡寧, 劉森, 程誠 申請人:武漢科技大學