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(fā)明屬于蘭炭廢水處理領(lǐng)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(jīng)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(huán)槽，溶劑循環(huán)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(nèi)均設有除油元件。解決了蘭炭廢水處理工藝容易出現(xiàn)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性差、指標不穩(wěn)定的問題。
權(quán)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(jīng)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(huán)槽(19)，溶劑循環(huán)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(nèi)均設有除油元件，組成多級除油元件。
2.根據(jù)權(quán)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該空間纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(jù)權(quán)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(jié)合形成的具有超浸潤性的復合纖維膜。
4.根據(jù)權(quán)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(nèi)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(jié)構(gòu)連接而成，雙錐體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的表面修飾有多個乳突結(jié)構(gòu)(193)。
5.根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)為45°傾角布置，且為360°環(huán)繞空間分布，整體呈現(xiàn)波紋狀。
6.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(huán)槽(19)連接，酚塔(17)底部連接有粗酚儲罐，溶劑循環(huán)槽(19)與1#萃取塔(15)、2#萃取塔(16)的底部相連。
8.根據(jù)權(quán)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(tǒng)調(diào)節(jié)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(huán)槽(19)相連。
9.根據(jù)權(quán)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(tǒng)(9)。
10.基于權(quán)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(zhì)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(jié)束后蘭炭廢水經(jīng)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(zhì)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(jīng)換熱冷卻，作為冷進料進入脫酸蒸氨塔(5)；另一路經(jīng)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(jīng)換熱降溫后進入多級閃蒸罐進行氣液分離，分凝液經(jīng)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(huán)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(chǎn)生聚合類油污，在換熱降溫后油類析出，產(chǎn)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(xù)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(jīng)冷卻后與從溶劑循環(huán)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(jīng)酚塔(17)塔頂冷凝器冷卻后進入溶劑循環(huán)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(tǒng)蘭炭廢水處理工藝容易出現(xiàn)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性差、指標不穩(wěn)定的問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
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(jīng)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(huán)槽，溶劑循環(huán)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(nèi)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該空間纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(jié)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(nèi)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(jié)構(gòu)連接而成，雙錐體結(jié)構(gòu)包括橫向連接的一個向上漏斗和一個向下漏斗；
雙錐體結(jié)構(gòu)的表面修飾有多個乳突結(jié)構(gòu)。
進一步，所述雙錐體結(jié)構(gòu)為45°傾角布置，且為360°環(huán)繞空間分布，整體呈現(xiàn)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(huán)槽連接，酚塔底部連接有粗酚儲罐，溶劑循環(huán)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(tǒng)調(diào)節(jié)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(huán)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(tǒng)。
本發(fā)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(zhì)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(jié)束后蘭炭廢水經(jīng)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(zhì)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(jīng)換熱冷卻，作為冷進料進入脫酸蒸氨塔；另一路經(jīng)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(jīng)換熱降溫后進入多級閃蒸罐進行氣液分離，分凝液經(jīng)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(huán)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(chǎn)生聚合類油污，在換熱降溫后油類析出，產(chǎn)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(xù)設備和萃取劑；
萃取脫酚：從深度除油裝置排出的混合物經(jīng)冷卻后與從溶劑循環(huán)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(jīng)酚塔塔頂冷凝器冷卻后進入溶劑循環(huán)槽中；粗酚作為重組分從塔底采出，經(jīng)冷卻后進入粗酚儲槽。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
本發(fā)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(tǒng)的要求，實現(xiàn)廢水中粗酚、油、氨的資源化回收，以及萃取劑的高效循環(huán)利用；該裝置具有易操作，廢水脫酚處理效果好，萃取劑循環(huán)利用率高，裝置運行穩(wěn)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(tǒng)的長周期運行，實現(xiàn)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(jié)破乳相結(jié)合的逐級分離技術(shù)，有針對性的快速回收蘭炭生產(chǎn)工藝中所產(chǎn)生的含油氨水中輕、重油類組分；同時回收循環(huán)氨水中焦油資源，為企業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟效益，也避免了對環(huán)境的危害，滿足蘭炭煤氣脫硫的要求，具有節(jié)能降耗的作用；本發(fā)明通過各除油元件間相互配合，實現(xiàn)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(xù)堵塞，確保后端系統(tǒng)能夠穩(wěn)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(jié)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生經(jīng)濟效益。各級材料通過多級排列組合分配在兩級設備內(nèi)，配合有效提高停留時間、降低阻力的特殊結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，一方面，含油廢水穿過填料的過程中已聚結(jié)長大的油珠可適時通過通道上浮或下沉實現(xiàn)分離，而無需等到油珠穿過整體填料區(qū)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(jié)機率，通過聚結(jié)小粒徑油珠快速長大為大粒徑油珠提高碰撞聚結(jié)效率。
進一步，雙錐體結(jié)構(gòu)的表面修飾大量乳突結(jié)構(gòu)，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(xù)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(jīng)脫酸蒸氨塔加熱后的塔釜出料，在加熱后會產(chǎn)生聚合類油污，在換熱降溫后油類從系統(tǒng)中析出，會產(chǎn)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(tǒng)的穩(wěn)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(wěn)定處理，除油脫酚。
本發(fā)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(tǒng)的要求，同步實現(xiàn)廢水中粗酚、油、氨的資源化回收，以及萃取劑的高效循環(huán)利用；該工藝具有易操作，廢水脫酚處理效果好，萃取劑循環(huán)利用率高，工藝穩(wěn)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(tǒng)的運行成本，并且具有很強的穩(wěn)定性，提高了運行周期。相較于現(xiàn)有工藝增加了深度除油單元，降低了進入萃取系統(tǒng)的油含量，降低了萃取劑的負荷，有效降低萃取系統(tǒng)的能耗和萃取劑的消耗。并且有效提高了酚水循環(huán)水冷卻器的使用周期，從而提高了整個酚氨回收系統(tǒng)的運行周期。采用兩級萃取，既保證萃取指標穩(wěn)定，又保證水塔出水指標合格，具有較強的抗沖擊能力。
（發(fā)明人：毛少祥;齊兆祥;喬梁;閆杰棟;李浩;滕果;郭彥鋒;張杰）
