申請日2015.10.19
公開(公告)日2015.12.16
IPC分類號C02F9/10; C01B17/96; C01B17/02; C01C3/20
摘要
本發(fā)明涉及一種焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，包括如下步驟，(1)廢水預(yù)處理：將脫硫廢水打入沉降池，通過沉降分離除去大部分懸浮物;(2)氧化及脫色：向脫硫廢水中加入氧化劑，將廢水中的亞硫酸鹽氧化成對應(yīng)的硫酸鹽，將廢水中的硫代硫酸鹽氧化成固體硫磺和對應(yīng)的硫酸鹽;向氧化后的脫硫廢水中再加入活性炭吸附劑以獲得澄清物料;(3)結(jié)晶提鹽：將脫硫廢水中的硫酸鹽和硫氰酸鹽分別結(jié)晶析出，上述步驟(2)、步驟(3)中的熱源來自焦化行業(yè)中回收的焦?fàn)t尾氣的余熱。本發(fā)明結(jié)合煙氣余熱回收，實現(xiàn)了焦?fàn)t尾氣余熱、固體鹽和高品質(zhì)凝水的三重回收。
權(quán)利要求書
1.一種焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：包括如下步驟，
(1)廢水預(yù)處理：脫硫廢水的主要成分包括過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽和重金屬及懸浮物，將脫硫廢水打入沉降池，通過沉降分離除去大部分懸浮物;
(2)氧化及脫色：向脫硫廢水中加入氧化劑，將廢水中的亞硫酸鹽氧化成對應(yīng)的硫酸鹽，將廢水中95%～99%以上的硫代硫酸鹽氧化成固體硫磺和對應(yīng)的硫酸鹽，固體硫磺與脫硫廢水固液分離;向氧化后的脫硫廢水中再加入活性炭吸附劑以獲得澄清的脫硫廢水;
(3)結(jié)晶提鹽：將脫硫廢水中的硫酸鹽和硫氰酸鹽分別結(jié)晶析出，析出的固體結(jié)晶鹽通過離心分離獲得;
上述步驟(2)、步驟(3)中的熱源來自焦化行業(yè)中回收的焦?fàn)t尾氣的余熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中氧化的工藝條件為，氧化的保持溫度60～100℃，連續(xù)氧化時間為12～15小時，所述氧化劑為高錳酸鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中脫硫廢水的氧化工藝所涉及的主要設(shè)備包括氧化反應(yīng)釜、風(fēng)機(jī)、離心機(jī)，所述反應(yīng)釜采用蒸汽伴熱，蒸汽是焦?fàn)t尾氣余熱回收形成的熱蒸汽，所述風(fēng)機(jī)用于向脫硫廢水中持續(xù)曝氣，所述離心機(jī)作為氧化反應(yīng)結(jié)束后的固液分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中脫色的工藝條件為，脫色的保持溫度60～80℃，每升廢水投入2～6g的活性炭吸附劑，脫色時間為2～5小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中脫硫廢水的脫色工藝所涉及的主要設(shè)備包括脫色釜、離心機(jī)、清液儲罐、冷凝器，脫硫廢水在脫色釜中通過活性炭吸附劑進(jìn)行脫色，所述脫色釜采用蒸汽伴熱，蒸汽是焦?fàn)t尾氣余熱回收形成的蒸汽，脫色釜配置有抽真空系統(tǒng)，通過與冷凝器的配合將脫色釜內(nèi)真空降至40～70kPa，從而在脫色反應(yīng)過程中對脫硫廢水進(jìn)行初步的閃蒸濃縮，二次蒸汽在冷凝器內(nèi)變成凝水，收集回用，脫色完成后，活性炭吸附劑通過所述離心機(jī)分離，脫硫廢水澄清液存入清液儲罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(3)包括蒸發(fā)結(jié)晶工段、冷卻結(jié)晶工段和重結(jié)晶工段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述蒸發(fā)結(jié)晶工段的主要設(shè)備包括蒸發(fā)釜、轉(zhuǎn)料罐、轉(zhuǎn)料泵、離心機(jī)、凝水儲罐，脫色后的脫硫廢水清液先打入蒸發(fā)釜，蒸發(fā)釜采用蒸汽伴熱對釜內(nèi)物料升溫，蒸汽是焦?fàn)t尾氣余熱回收形成的蒸汽，打開蒸發(fā)釜的真空閥門，使脫硫廢水蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮所形成的二次蒸汽經(jīng)過冷凝器變成凝水，收集于凝水儲罐內(nèi);此時，脫硫廢水中硫酸鹽結(jié)晶析出，硫氰酸鹽保持溶解狀態(tài)，蒸發(fā)結(jié)晶完成后，廢水濃縮液經(jīng)離心機(jī)獲得固體硫酸鹽和硫氰酸鹽母液，硫氰酸鹽母液通過轉(zhuǎn)料泵存入轉(zhuǎn)料罐內(nèi)儲存。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述冷卻結(jié)晶工段的主要設(shè)備包括結(jié)晶釜、母液罐、母液泵、離心機(jī)，將蒸發(fā)結(jié)晶工段獲得的硫氰酸鹽母液打入結(jié)晶釜內(nèi)，通過冷卻介質(zhì)對母液降溫使硫氰酸鹽結(jié)晶析出，然后通過離心機(jī)進(jìn)行固液分離，獲得固體硫氰酸鹽和濃縮母液，濃縮母液通過母液泵打入母液罐內(nèi)儲存。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，其特征在于：所述重結(jié)晶工段的主要設(shè)備包括轉(zhuǎn)料泵及配備的切換管路，根據(jù)蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶工段的出料品質(zhì)及最終母液成分要求，可將循環(huán)母液打回脫色步驟的清液儲罐中與脫色后的新鮮澄清脫硫廢水混合后再依次進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶，實現(xiàn)循環(huán)。
說明書
焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于焦化行業(yè)脫硫廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以焦?fàn)t尾氣余熱作為熱源，對脫硫廢水結(jié)晶處理以實現(xiàn)零排放的處理工藝。
背景技術(shù)
隨著國家資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng)，節(jié)能減排是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇�！笆晃濉币�(guī)劃《綱要》提出了萬元GDP能耗降低20%，主要污染物排放減少10%的目標(biāo)。同時，明確提出要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
目前，國內(nèi)焦化行業(yè)所產(chǎn)生的含硫氰酸鹽的脫硫廢水處理難度較大，去生化處理站會使微生物中毒而殺死菌種;有些廠家選擇噴灑至煤場進(jìn)行配煤煉焦，但由于每天廢水產(chǎn)生量很大，不僅難以實現(xiàn)完全吸收這些廢水，而且會影響焦炭本來的品質(zhì)，多余的廢水由于滲透還對地下水源形成污染。
本發(fā)明就是在以上背景之下開發(fā)新的符合國家環(huán)保、節(jié)能大政方針的焦化污水處理技術(shù)，特別是針對與含硫氰酸鹽廢水的零排放處理工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種適于焦化行業(yè)脫硫廢水的處理工藝，通過對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理、氧化、脫色、濃縮、結(jié)晶、重結(jié)晶等工序，最終得到符合國家工業(yè)鹽一等品規(guī)格的硫氰酸鹽和硫酸鹽，整個工藝流程所述使用的熱源均來自焦?fàn)t煙氣的余熱回收。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種焦化行業(yè)脫硫廢水零排放處理工藝，包括如下步驟，
(1)廢水預(yù)處理：脫硫廢水的主要成分包括過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽和重金屬及懸浮物，將脫硫廢水打入沉降池，通過沉降分離除去大部分懸浮物;
(2)氧化及脫色：向脫硫廢水中加入氧化劑，將廢水中的亞硫酸鹽氧化成對應(yīng)的硫酸鹽，將廢水中95%～99%以上的硫代硫酸鹽氧化成固體硫磺和對應(yīng)的硫酸鹽，固體硫磺與脫硫廢水固液分離;向氧化后的脫硫廢水中再加入活性炭吸附劑以獲得澄清的脫硫廢水;
(3)結(jié)晶提鹽：根據(jù)硫酸鹽和硫氰酸鹽的溶解溫度差異性，將脫硫廢水中的硫酸鹽和硫氰酸鹽分別結(jié)晶析出，析出的固體結(jié)晶鹽通過離心分離獲得;
上述步驟(2)、步驟(3)中的熱源來自焦化行業(yè)中回收的焦?fàn)t尾氣的余熱，節(jié)省額外的能源消耗，符合國家節(jié)能環(huán)保大政方針。
優(yōu)選地，所述步驟(2)中氧化的工藝條件為，氧化的保持溫度60～100℃，確保氧化反應(yīng)的反應(yīng)速率和氧化效果，連續(xù)氧化時間為12～15小時，所述氧化劑為高錳酸鉀。
具體地，所述步驟(2)中脫硫廢水的氧化工藝所涉及的主要設(shè)備包括氧化反應(yīng)釜、風(fēng)機(jī)、離心機(jī)，所述反應(yīng)釜采用蒸汽伴熱，蒸汽是焦?fàn)t尾氣余熱回收形成的熱蒸汽，所述風(fēng)機(jī)用于向脫硫廢水中持續(xù)曝氣，以助于氧化反應(yīng)，所述離心機(jī)作為氧化反應(yīng)結(jié)束后的固液分離，分離所得固相主要成分為單質(zhì)硫磺。
優(yōu)選地，所述步驟(2)中脫色的工藝條件為，脫色的保持溫度60～80℃，每升廢水投入2～6g的活性炭吸附劑，脫色時間為2～5小時。
具體地，所述步驟(2)中脫硫廢水的脫色工藝所涉及的主要設(shè)備包括脫色釜、離心機(jī)、清液儲罐、冷凝器，脫硫廢水在脫色釜中通過活性炭吸附劑進(jìn)行脫色，所述脫色釜采用蒸汽伴熱，蒸汽是焦?fàn)t尾氣余熱回收形成的蒸汽，脫色釜配置有抽真空系統(tǒng)，通過與冷凝器的配合將脫色釜內(nèi)真空降至40～70kPa，從而在脫色反應(yīng)過程中對脫硫廢水進(jìn)行初步的閃蒸濃縮，二次蒸汽在冷凝器內(nèi)變成凝水，收集回用，脫色完成后，活性炭吸附劑通過所述離心機(jī)分離，脫硫廢水澄清液存入清液儲罐。
進(jìn)一步地，所述步驟(3)包括蒸發(fā)結(jié)晶工段、冷卻結(jié)晶工段和重結(jié)晶工段，具體操作如下：
蒸發(fā)結(jié)晶工段的主要設(shè)備包括蒸發(fā)釜、轉(zhuǎn)料罐、轉(zhuǎn)料泵、離心機(jī)、凝水儲罐，脫色后的脫硫廢水清液先打入蒸發(fā)釜，蒸發(fā)釜采用蒸汽伴熱對釜內(nèi)物料升溫，蒸汽是焦?fàn)t尾氣余熱回收形成的蒸汽，蒸發(fā)釜配置有抽真空系統(tǒng)，打開蒸發(fā)釜的真空閥門，使脫硫廢水在負(fù)壓下蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過冷凝器變成凝水，收集于凝水儲罐內(nèi);蒸發(fā)結(jié)晶過程中體系的溫度變化很重要，確保脫硫廢水中硫酸鹽結(jié)晶析出，硫氰酸鹽保持溶解狀態(tài)，蒸發(fā)結(jié)晶完成后，廢水濃縮液經(jīng)離心機(jī)獲得固體硫酸鹽和硫氰酸鹽母液，硫氰酸鹽母液通過轉(zhuǎn)料泵存入轉(zhuǎn)料罐內(nèi)儲存。
冷卻結(jié)晶工段的主要設(shè)備包括結(jié)晶釜、母液罐、母液泵、離心機(jī)，將蒸發(fā)結(jié)晶工段獲得的硫氰酸鹽母液注入結(jié)晶釜內(nèi)，通過冷卻介質(zhì)(冷卻水)對母液降溫使硫氰酸鹽結(jié)晶析出，然后通過離心機(jī)進(jìn)行固液分離，獲得固體硫氰酸鹽和濃縮母液，濃縮母液通過母液泵打入母液罐內(nèi)儲存。
重結(jié)晶工段的主要設(shè)備包括轉(zhuǎn)料泵及配備的切換管路，根據(jù)蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶工段的出料品質(zhì)(滿足工業(yè)硫酸鹽、硫氰酸鹽的品質(zhì)要求)及最終母液成分要求，可將循環(huán)母液打回脫色步驟的清液儲罐中與脫色后的新鮮澄清脫硫廢水混合后再依次進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶，實現(xiàn)循環(huán)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：針對焦化行業(yè)脫硫廢水的特征，制定了一種脫硫廢水的零排放處理工藝，通過對焦?fàn)t尾氣余熱的回收，以余熱回收產(chǎn)生的蒸汽作為脫硫廢水處理工序中氧化、脫色、結(jié)晶等階段的熱源，達(dá)到節(jié)能減排的作用。對脫硫廢水氧化及脫色處理后再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，從而獲得可回收利用的凝水和能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的工業(yè)精鹽，減少了廢水廢物的排放。
