公布日：2023.11.03
申請日：2023.09.12
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)I;C02F1/26(2023.01)I;C02F1/06(2023.01)I;B01D21/00(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/
34(2006.01)N;C02F101/32(2006.01)N
摘要
本發明屬于蘭炭廢水處理領域，涉及一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，包括依次相連的原料水罐、一級除油裝置、二級除油裝置、中間水箱、脫酸蒸氨塔、深度除油裝置、進料冷卻器、萃取塔及酚塔；脫酸蒸氨塔連接有多級閃蒸罐，多級閃蒸罐底部連接有油水分離器，脫酸蒸氨塔底部與深度除油裝置相連；深度除油裝置經進料冷卻器與萃取塔上部相連，萃取塔上部與酚塔相連；酚塔連接有溶劑循環槽，溶劑循環槽與萃取塔底部相連；一級除油裝置和二級除油裝置連接有焦油儲罐；油水分離器的冷凝液出口與原料水罐或脫酸蒸氨塔的進料口連接；一級除油裝置和二級除油裝置內均設有除油元件。解決了蘭炭廢水處理工藝容易出現系統運行穩定性差、指標不穩定的問題。
權利要求書
1.一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，包括依次相連接的原料水罐(1)、一級除油裝置(2)、二級除油裝置(3)、中間水箱(4)、脫酸蒸氨塔(5)、深度除油裝置(14)、進料冷卻器(21)、萃取塔及酚塔(17)；脫酸蒸氨塔(5)頂部相連有酸性氣分液槽，脫酸蒸氨塔(5)中部連接有多級閃蒸罐，多級閃蒸罐底部連接有1#油水分離器(13)，脫酸蒸氨塔(5)底部與深度除油裝置(14)相連；深度除油裝置(14)經進料冷卻器(21)與萃取塔上部相連，萃取塔上部與酚塔(17)相連；酚塔(17)連接有溶劑循環槽(19)，溶劑循環槽(19)與萃取塔底部相連，用于給萃取塔提供萃取溶劑；一級除油裝置(2)和二級除油裝置(3)連接有焦油儲罐；1#油水分離器(13)的冷凝液出口與原料水罐(1)或脫酸蒸氨塔(5)的進料口連接；一級除油裝置(2)和二級除油裝置(3)內均設有除油元件，組成多級除油元件。
2.根據權利要求1所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，除油元件由一級材料層、二級材料層、三級材料層中的一種或多種組合而成；一級材料層為由超親油疏水型高分子有機材料制成的多層親油疏水板；二級材料層采用空間纖維網狀結構，該空間纖維網狀結構是由親油疏水性材料所制成；三級材料層為由破乳材料制成的有機復合膜。
3.根據權利要求2所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，所述有機復合膜是超親水纖維膜(241)和超疏水纖維膜(242)有機結合形成的具有超浸潤性的復合纖維膜。
4.根據權利要求2所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，深度除油裝置(14)內設有除油單元，除油單元為由超親油疏水型高分子有機材料制成的多層親油疏水板；每層親油疏水板由多個雙錐體結構連接而成，雙錐體結構包括橫向連接的一個向上漏斗(191)和一個向下漏斗(192)；雙錐體結構的表面修飾有多個乳突結構(193)。
5.根據權利要求4所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，所述雙錐體結構為45°傾角布置，且為360°環繞空間分布，整體呈現波紋狀。
6.根據權利要求1所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，萃取塔包括1#萃取塔(15)和2#萃取塔(16)，進料冷卻器(21)與1#萃取塔(15)上部相連，1#萃取塔(15)底部的出液口與2#萃取塔(16)上部進液口相連，1#萃取塔(15)、2#萃取塔(16)上部均與酚塔(17)相連。
7.根據權利要求6所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，1#萃取塔(15)、2#萃取塔(16)上部均連接有萃取物槽，萃取物槽與酚塔(17)上部相連，酚塔(17)頂部與溶劑循環槽(19)連接，酚塔(17)底部連接有粗酚儲罐，溶劑循環槽(19)與1#萃取塔(15)、2#萃取塔(16)的底部相連。
8.根據權利要求6所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，2#萃取塔(16)底部出水口連接有水塔(18)，水塔(18)底部與生化系統調節池相連，水塔(18)頂部連接有2#油水分離器(20)，2#油水分離器(20)上部與溶劑循環槽(19)相連。
9.根據權利要求1所述的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，其特征在于，一級除油裝置(2)和二級除油裝置(3)均連接有蒸汽反洗系統(9)。
10.基于權利要求1-9任意一項所述裝置的一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理工藝，其特征在于，包括以下過程：均質沉降：將蘭炭廢水混合均勻后重力除油，通過重力沉降，蘭炭廢水中的重油、輕油與廢水進行分離；靜置結束后蘭炭廢水經原料水罐(1)罐底排放重油，上部排放輕油，中部排放除油后的蘭炭廢水；油水分離：均質沉降后的蘭炭廢水采用一級除油裝置(2)和二級除油裝置(3)組成的多級除油元件的組合除油工藝，進行油水分離、破乳，將蘭炭廢水中的油和塵進行去除；脫酸蒸氨：除油后的廢水分成兩路，一路經換熱冷卻，作為冷進料進入脫酸蒸氨塔(5)；另一路經換熱升溫后作為熱進料進入脫酸蒸氨塔(5)；處理后，塔頂排出酸性氣體；氨氣粗分離：脫酸蒸氨塔(5)采出大量水蒸氣、氨氣，經換熱降溫后進入多級閃蒸罐進行氣液分離，分凝液經多級閃蒸罐下冷卻器降溫之后，進入1#油水分離器(13)進行油水分離，分離后的輕油進輕油儲罐，水相循環回原料水罐(1)或與脫酸蒸氨塔(5)進料混合；多級閃蒸罐氣液分離后的氨氣換熱降溫后排出富氨氣；深度除油：氨氣粗分離的同時，脫酸蒸氨塔(5)底部出料在加熱后產生聚合類油污，在換熱降溫后油類析出，產生大塊油污，使用深度除油裝置(14)中的除油單元對脫酸蒸氨后廢水進行除油處理，保護后續設備和萃取劑；萃取脫酚：從深度除油裝置(14)排出的混合物經冷卻后與從溶劑循環槽(19)送來的溶劑在萃取塔中逆流萃取，上層萃取相溢流進酚塔(17)；溶劑回收：萃取塔頂部溢流出來的萃取相送至酚塔(17)中進行精餾分離；其中溶劑作為輕組分從塔頂采出，經酚塔(17)塔頂冷凝器冷卻后進入溶劑循環槽(19)中；粗酚作為重組分從塔底采出，冷卻后進入粗酚儲槽。
發明內容
本發明的目的在于提供一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置及其工藝，解決了傳統蘭炭廢水處理工藝容易出現系統運行穩定性差、指標不穩定的問題。
本發明是通過以下技術方案來實現：
一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，包括依次相連接的原料水罐、一級除油裝置、二級除油裝置、中間水箱、脫酸蒸氨塔、深度除油裝置、進料冷卻器、萃取塔及酚塔；
脫酸蒸氨塔頂部相連有酸性氣分液槽，脫酸蒸氨塔中部連接有多級閃蒸罐，多級閃蒸罐底部連接有1#油水分離器，脫酸蒸氨塔底部與深度除油裝置相連；
深度除油裝置經冷卻器與萃取塔上部相連，萃取塔上部與酚塔相連；酚塔連接有溶劑循環槽，溶劑循環槽與萃取塔底部相連，用于給萃取塔提供萃取溶劑；
一級除油裝置和二級除油裝置連接有焦油儲罐；1#油水分離器的冷凝液出口與原料水罐或脫酸蒸氨塔的進料口連接；
一級除油裝置和二級除油裝置內均設有除油元件，組成多級除油元件。
進一步，除油元件由一級材料層、二級材料層、三級材料層中的一種或多種組合而成；
一級材料層為由超親油疏水型高分子有機材料制成的多層親油疏水板；
二級材料層采用空間纖維網狀結構，該空間纖維網狀結構是由親油疏水性材料所制成；
三級材料層為由破乳材料制成的有機復合膜。
進一步，所述有機復合膜是超親水纖維膜和超疏水纖維膜有機結合形成的具有超浸潤性的復合纖維膜。
進一步，深度除油裝置內設有除油單元，除油單元為由超親油疏水型高分子有機材料制成的多層親油疏水板；
每層親油疏水板由多個雙錐體結構連接而成，雙錐體結構包括橫向連接的一個向上漏斗和一個向下漏斗；
雙錐體結構的表面修飾有多個乳突結構。
進一步，所述雙錐體結構為45°傾角布置，且為360°環繞空間分布，整體呈現波紋狀。
進一步，萃取塔包括1#萃取塔和2#萃取塔，進料冷卻器與1#萃取塔上部相連，1#萃取塔底部的出液口與2#萃取塔上部進液口相連，1#萃取塔、2#萃取塔上部均與酚塔相連。
進一步，1#萃取塔、2#萃取塔上部均連接有萃取物槽，萃取物槽與酚塔上部相連，酚塔頂部與溶劑循環槽連接，酚塔底部連接有粗酚儲罐，溶劑循環槽與1#萃取塔、2#萃取塔的底部相連。
進一步，2#萃取塔底部出水口連接有水塔，水塔底部與生化系統調節池相連，水塔頂部連接有2#油水分離器，2#油水分離器上部與溶劑循環槽相連。
進一步，一級除油裝置和二級除油裝置均連接有蒸汽反洗系統。
本發明還公開了一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理工藝，包括以下過程：
均質沉降：將蘭炭廢水混合均勻后重力除油，通過重力沉降，蘭炭廢水中的重油、輕油與廢水進行分離；靜置結束后蘭炭廢水經原料水罐罐底排放重油，上部排放輕油，中部排放除油后的蘭炭廢水；
油水分離：均質沉降后的蘭炭廢水采用一級除油裝置和二級除油裝置組成的多級除油元件的組合除油工藝，進行油水分離、破乳，將蘭炭廢水中的油和塵進行去除；
脫酸蒸氨：除油后的廢水分成兩路，一路經換熱冷卻，作為冷進料進入脫酸蒸氨塔；另一路經換熱升溫后作為熱進料進入脫酸蒸氨塔；
處理后，塔頂排出酸性氣體；
氨氣粗分離：脫酸蒸氨塔采出大量水蒸氣、氨氣，經換熱降溫后進入多級閃蒸罐進行氣液分離，分凝液經多級閃蒸罐下冷卻器降溫之后，進入1#油水分離器進行油水分離，分離后的輕油進輕油儲罐，水相循環回原料水罐或與脫酸蒸氨塔進料混合；
多級閃蒸罐氣液分離后的氨氣換熱降溫后排出富氨氣；
深度除油：氨氣粗分離的同時，脫酸蒸氨塔底部出料在加熱后產生聚合類油污，在換熱降溫后油類析出，產生大塊油污，使用深度除油裝置中的除油單元對脫酸蒸氨后廢水進行除油處理，保護后續設備和萃取劑；
萃取脫酚：從深度除油裝置排出的混合物經冷卻后與從溶劑循環槽送來的溶劑在萃取塔中逆流萃取，上層萃取相溢流進酚塔；
溶劑回收：萃取塔頂部溢流出來的萃取相送至酚塔中進行精餾分離；
其中溶劑作為輕組分從塔頂采出，經酚塔塔頂冷凝器冷卻后進入溶劑循環槽中；粗酚作為重組分從塔底采出，經冷卻后進入粗酚儲槽。
與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
本發明公開了提供一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理裝置，包括依次相連接的原料水罐、一級除油裝置、二級除油裝置、中間水箱、脫酸蒸氨塔、深度除油裝置、進料冷卻器、萃取塔及酚塔，通過該裝置處理將蘭炭廢水中的酚、油、氨、酸性氣體進行有效脫除，使處理后廢水滿足生化處理系統的要求，實現廢水中粗酚、油、氨的資源化回收，以及萃取劑的高效循環利用；該裝置具有易操作，廢水脫酚處理效果好，萃取劑循環利用率高，裝置運行穩定。通過在脫酸蒸氨前增加多級除油裝置，降低脫酸蒸氨塔的污堵；通過在脫酸蒸氨單元后增加深度除油單元從而保證了系統的長周期運行，實現整套蘭炭廢水低成本、資源化處理的目標。
進一步，在脫酸蒸氨前增加一級油水分離裝置和二級油水分離裝置，通過強親油疏水、深度聚結破乳相結合的逐級分離技術，有針對性的快速回收蘭炭生產工藝中所產生的含油氨水中輕、重油類組分；同時回收循環氨水中焦油資源，為企業生產帶來巨大經濟效益，也避免了對環境的危害，滿足蘭炭煤氣脫硫的要求，具有節能降耗的作用；本發明通過各除油元件間相互配合，實現成套裝置快速脫除并回收含油氨水中焦油，保證煤氣除油效率及脫硫劑脫硫效率，防止脫硫塔的持續堵塞，確保后端系統能夠穩定正常運行。
進一步，三級材料層為由破乳材料制成的有機復合膜。該復合膜是通過將超親水的復合纖維膜和超疏水的復合纖維膜有機結合在一起，形成了非對稱的超浸潤性的復合纖維膜，具有多層級結構和高孔隙度，比表面積大，不易被油污污染，可對蘭炭廢水中的乳化油進行有效的處理，回收部分煤焦油，產生經濟效益。各級材料通過多級排列組合分配在兩級設備內，配合有效提高停留時間、降低阻力的特殊結構設計，共同形成了蘭炭廢水的除油單元。
進一步，深度除油裝置的除油單元設計了雙錐體結構，一方面，含油廢水穿過填料的過程中已聚結長大的油珠可適時通過通道上浮或下沉實現分離，而無需等到油珠穿過整體填料區域再行分離；另一方面，增加了含油廢水在流動過程中油珠的碰撞聚結機率，通過聚結小粒徑油珠快速長大為大粒徑油珠提高碰撞聚結效率。
進一步，雙錐體結構的表面修飾大量乳突結構，增大了除油材料的表面粗糙度，降低材料表面的表面能，蘭炭廢水在同該種材料接觸流通時，來自四面八方的廢水中油珠會同時與該材料進行接觸，促使連續相(水)中的分散相(油珠)快速相互碰撞長大，從而碰撞直徑快速變大，導致廢水中油珠與油珠之間本身的距離縮短，更易于相互碰撞，碰撞頻率與速率得到快速提升。經脫酸蒸氨塔加熱后的塔釜出料，在加熱后會產生聚合類油污，在換熱降溫后油類從系統中析出，會產生大塊油污，使用深度除油裝置中的除油單元對脫酸蒸氨后廢水進行除油處理，有利于萃取系統的穩定運行以及設備的長周期運行，進而降低成本。
進一步，萃取塔包括1#萃取塔和2#萃取塔，采用二級逆流萃取，通過二級萃取保證最終的出水效果，萃取效果更佳，有利于廢水中有機物的穩定處理，除油脫酚。
本發明公開了一種蘭炭廢水資源化綜合利用處理工藝，該工藝采用均值沉降、油水分離、脫酸蒸氨、氨氣粗分離、深度除油、萃取脫酚、溶劑回收等處理方式，將蘭炭廢水中的酚、油、氨、酸性氣體進行有效脫除，使處理后廢水滿足生化處理系統的要求，同步實現廢水中粗酚、油、氨的資源化回收，以及萃取劑的高效循環利用；該工藝具有易操作，廢水脫酚處理效果好，萃取劑循環利用率高，工藝穩定性好的特點。通過新除油工藝的應用，有效的降低了進入酚氨回收的油和塵，降低了酚氨回收系統的運行成本，并且具有很強的穩定性，提高了運行周期。相較于現有工藝增加了深度除油單元，降低了進入萃取系統的油含量，降低了萃取劑的負荷，有效降低萃取系統的能耗和萃取劑的消耗。并且有效提高了酚水循環水冷卻器的使用周期，從而提高了整個酚氨回收系統的運行周期。采用兩級萃取，既保證萃取指標穩定，又保證水塔出水指標合格，具有較強的抗沖擊能力。
（發明人：毛少祥;齊兆祥;喬梁;閆杰棟;李浩;滕果;郭彥鋒;張杰）
