申請(qǐng)日2014.01.28
公開(公告)日2014.05.14
IPC分類號(hào)C02F103/36; C02F9/10
摘要
本發(fā)明涉及一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝，包括如下步驟：a.調(diào)節(jié)pH值;b.脂肪酸凈化;c.蒸發(fā)結(jié)晶;d.元明粉漿液固-液分離;e.二次蒸汽除苯酚凈化;f.二次蒸汽壓縮;g.重復(fù)步驟c-f，然后收集苯酚鈉溶液、冷凝水和d步驟獲得的分離的固體。本發(fā)明還涉及一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理裝置，包括如下裝置：pH調(diào)節(jié)池、脂肪酸凈化器、廢料輸送泵、機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)和干燥機(jī)等裝置。本發(fā)明的回收工藝，操作簡(jiǎn)單、成本低，并且能夠?qū)崿F(xiàn)污染物質(zhì)的零排放，環(huán)保節(jié)能，同時(shí)回收裝置簡(jiǎn)單、易操作。
權(quán)利要求書
1.一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝，其特征在于包括如下步驟：
a.調(diào)節(jié)pH值：在廢水中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為8-13，所述廢水由蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生，所述廢水含有硫酸鈉、苯酚和脂肪酸雜質(zhì);
b.脂肪酸凈化：將經(jīng)過a步驟處理的廢水經(jīng)過氣浮方法或微濾方法處理，除去浮渣;
c.蒸發(fā)結(jié)晶：將經(jīng)過b步驟處理的廢水在機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)中以50-120℃的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)和結(jié)晶處理，獲得元明粉漿液、二次蒸汽以及冷凝水;
d.元明粉漿液固-液分離：將經(jīng)c步驟獲得的元明粉漿液進(jìn)行固液分離處理，得到分離的固體和分離的液體，然后將分離出的液體通過泵導(dǎo)入c步驟中的機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中;
e.二次蒸汽除苯酚凈化：將經(jīng)c步驟獲得的二次蒸汽通入蒸汽凈化器中進(jìn)行凈化處理，所述蒸汽凈化器中添加有氫氧化鈉溶液，得到苯酚鈉溶液和凈化的二次蒸汽;
f.二次蒸汽壓縮：將經(jīng)e步驟處理得到的凈化的二次蒸汽進(jìn)行壓縮處理，然后通入機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)中;
g.至少一次重復(fù)步驟c-f，然后收集苯酚鈉溶液、冷凝水和d步驟獲得的分離的固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝，其特征在于：將g步驟收集的分離的固體進(jìn)行干燥處理，制得干燥的元明粉，然后進(jìn)行包裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝，其特征在于：將g步驟收集的苯酚鈉溶液進(jìn)行回收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝，其特征在于：將所述c步驟獲得的冷凝水與由蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水通過換熱器進(jìn)行換熱，然后將換熱后的冷凝水收集。
5.一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理的裝置，其特征在于包括如下裝置：
pH調(diào)節(jié)池、脂肪酸凈化器、廢料輸送泵及機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng);所述pH調(diào)節(jié)池的出料口通過管道依次與脂肪酸凈化器和廢料輸送泵連接;
所述機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括：蒸發(fā)結(jié)晶器、濃縮液循環(huán)泵、離心機(jī)、真空泵、蒸汽凈化器、蒸汽壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)結(jié)晶器包括蒸發(fā)結(jié)晶室及與其上部開口連接的加熱室，所述加熱室設(shè)有第一進(jìn)料口、第一出料口、二次熱源入口和冷凝水出口，所述蒸發(fā)結(jié)晶室底部設(shè)有漿料出口以及離心機(jī)母液回流口，所述蒸發(fā)結(jié)晶室的側(cè)壁上設(shè)有第二進(jìn)料口、二次蒸汽出口，所述漿料出口通過管道與離心機(jī)連接，所述離心機(jī)設(shè)有漿料入口、離心機(jī)母液出口以及固體出料口，所述離心機(jī)母液出口通過管道依次與離心機(jī)母液回流泵、蒸發(fā)結(jié)晶室底部的離心機(jī)母液回流口連接，所述濃縮液循環(huán)泵通過三通管道和/或旁通管道分別與廢料輸送泵的出口、加熱室上的第一進(jìn)料口、蒸發(fā)結(jié)晶室側(cè)壁的第二進(jìn)料口連接，所述二次蒸汽出口通過管道依次與真空泵、蒸汽凈化器、蒸汽壓縮機(jī)和二次熱源入口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理的裝置，其特征在于：所述離心機(jī)的固體出料口通過管道與干燥包裝機(jī)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理的裝置，其特征在于：所述冷凝水出口通過管道與冷凝水回用泵連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理的裝置，其特征在于：所述蒸汽凈化器上設(shè)有一個(gè)溶液出料口，所述溶液出料口通過管道與苯酚鈉溶液回收泵連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理的裝置，其特征在于：所述管道上均設(shè)有閥門。
說明書
一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水回收工藝及裝置，具體涉及一種蓖麻油制癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝及裝置。
背景技術(shù)
以蓖麻油為原料，通過水解、以苯酚作為催化劑堿熱裂解、中和、脫色、酸化等工藝制癸二酸的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，每生產(chǎn)1噸癸二酸將產(chǎn)生約30噸的廢水且廢水具有如下特征：硫酸鈉30—350g/L、苯酚100—5000mg/L、脂肪酸雜質(zhì)50--25000 mg/L、COD5000--15000mg/L、PH值2—5。這種廢水含有對(duì)人體和環(huán)境有毒有害的苯酚和高濃度的硫酸鈉，屬極難處理的含酚含鹽廢水。如果直接排放，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。如果將苯酚和硫酸鈉分開單獨(dú)處理，除了處理成本高昂以外，還造成有用資源的浪費(fèi)，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N102372378A的發(fā)明專利申請(qǐng)文件，公開了一種種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水的處理方法：首先將鐵屑加入氧化池，形成固體的固定床層;然后將經(jīng)過濾除去固體雜物后的廢水排入氧化池，同時(shí)將濃度為30%的雙氧水氧化劑加入氧化池;由風(fēng)機(jī)將空氣送入氧化池;最后加硫酸并調(diào)節(jié)pH 值為3～4，進(jìn)行三相催化氧化反應(yīng)，其中催化劑活性組分為硫酸亞鐵，反應(yīng)溫度為50℃～60℃，反應(yīng)時(shí)間為4h～8h ;反應(yīng)完成后，將處理后的廢水排入廢水調(diào)節(jié)池，并加入絮凝劑，然后過濾去除懸浮物沉淀，得到處理好的廢水。
上述方法給廢液處理帶入了新的雜質(zhì)，同時(shí)還需要耗費(fèi)硫酸、雙氧水等，增加了成本，同時(shí)生成的懸浮物成分比較復(fù)雜，需要進(jìn)一步處理回收。為了使回收工藝更加簡(jiǎn)單，降低回收成本，公開號(hào)為101139148A的發(fā)明專利申請(qǐng)文件，公開了一種癸二酸生產(chǎn)廢水的處理方法及其專用萃取裝置：采用蓖麻油酸作為萃取劑提取禁排物，并借助專用的多級(jí)萃取裝置循環(huán)操作，實(shí)現(xiàn)禁排物與排放水的分離。
公開號(hào)為101654305A的發(fā)明專利申請(qǐng)文件，一種萃取蒸發(fā)結(jié)晶耦合資源化含酚硝液工藝。主要包括以下步驟： A、廢水預(yù)處理，首先含酚硝液進(jìn)入冷卻池(1)中，因冷卻而結(jié)晶的癸二酸回癸二酸制備工藝中重新純化，冷卻池(1)中的上層清液進(jìn)第一pH值調(diào)節(jié)池(2)，調(diào)節(jié)廢水的pH值為3-7，然后通過第一水泵(3)將含酚硝液打入萃取塔(6)中;B、苯酚萃取含酚硝液由萃取塔(6)的上部進(jìn)入，蓖麻油酸由萃取塔(6)下部進(jìn)入，通過逆流操作使油水兩相充分接觸，萃取塔(6)頂部排出含苯酚蓖麻油酸，進(jìn)入第一油水分離器(7)中，第一油水分離器(7)頂部排出的含苯酚蓖麻油酸回癸二酸制備工藝中的裂解步驟，第一油水分離器(7)底部排出的有機(jī)物回萃 取塔(6)上部，回流比為1∶1至1∶8，脫酚后的廢水由萃取塔(6)底部排 出并進(jìn)入第二油水分離器(8)中，分離出的含蓖麻油酸的溶液由第二油水分離 器(8)上部回萃取塔(6)下部，回流比為1∶1至1∶8，脫酚含硝廢水由第二油水分離器(8)底部排出;C、三效蒸發(fā)結(jié)晶 從第二油水分離器(8)底部排出的脫酚含硝廢水進(jìn)入第二pH值調(diào)節(jié)池(9) 中，調(diào)節(jié)廢水的pH值為8-13，然后通過第二水泵(10)進(jìn)入三效蒸發(fā)結(jié)晶器 進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶; D、回收硫酸鈉 由第一結(jié)晶器(12)、第二結(jié)晶器(14)、第三結(jié)晶器(16)底部排出的硫 酸鈉晶漿進(jìn)入硫酸鈉晶漿儲(chǔ)桶(20)進(jìn)行沉淀，從硫酸鈉晶漿儲(chǔ)桶(20)底部 排出的硫酸鈉晶漿通過離心機(jī)(21)的離心分離后，在干燥器(22)中干燥， 從而獲得硫酸鈉固體粉末。
但上述方法，基本上是采用萃取劑提取苯酚，需要加入萃取劑，給廢水中帶來了新的雜質(zhì)，同時(shí)采用的全蒸發(fā)法或者三效蒸發(fā)法需要提供大量的產(chǎn)生蒸汽的熱能，并且其中的回收裝置過于復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理方法成本過高、并且會(huì)帶入新的雜質(zhì)等問題，本發(fā)明提供了一種低耗能、回收產(chǎn)品純度高、操作簡(jiǎn)單的回收處理工藝，同時(shí)本發(fā)明還提供一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝，包括如下步驟：
a.調(diào)節(jié)pH值：在廢水中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為8-13，該步驟可以在各種大容器中進(jìn)行，如pH調(diào)節(jié)池，所述廢水由蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生，所述廢水含有硫酸鈉、苯酚和脂肪酸雜質(zhì);所述廢水在加入氫氧化鈉后，脂肪酸發(fā)生皂化反應(yīng)。
b.脂肪酸凈化：將經(jīng)過a步驟處理的廢水經(jīng)過氣浮方法或微濾方法處理，廢液形成高度分散的小水泡，形成水-氣-顆粒三相混合體系，脂肪酸鈉附著在氣泡上并上浮到水面形成浮渣層，然后刮去浮渣層，即除去脂肪酸雜質(zhì)，該步驟可以在氣浮機(jī)等脂肪酸凈化器裝置中進(jìn)行。
c.蒸發(fā)結(jié)晶：將經(jīng)過b步驟處理的廢水在機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)中以50-120℃的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)和結(jié)晶處理，獲得元明粉漿液、二次蒸汽以及冷凝水。二次蒸汽中含有苯酚。
d.元明粉漿液固-液分離：將經(jīng)c步驟獲得的元明粉漿液進(jìn)行固液分離處理，該固液分離處理可以采用離心機(jī)等裝置進(jìn)行，得到分離的固體和分離的液體，然后將分離出的液體通過泵導(dǎo)入c步驟中的機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中;
e.二次蒸汽除苯酚凈化：將經(jīng)c步驟獲得的二次蒸汽通入蒸汽凈化器中進(jìn)行凈化處理，所述蒸汽凈化器中添加有氫氧化鈉溶液，得到苯酚鈉溶液和凈化的二次蒸汽;
f.二次蒸汽壓縮：將經(jīng)e步驟處理得到的凈化的二次蒸汽進(jìn)行壓縮處理，然后通入機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)中，作為蒸發(fā)的熱源;
廢水在機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)內(nèi)主要發(fā)生如下的變化過程: 1.在蒸發(fā)器的加熱室，蒸汽熱源與廢水換熱后成為冷凝水，而廢水受熱蒸發(fā)時(shí)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槎握羝�、同時(shí)廢水受到濃縮;2.二次蒸汽先除酚凈化后再經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)壓縮以提高蒸汽的溫度、壓力然后作為蒸發(fā)的熱源。由于二次蒸汽中含有大量的苯酚，為保證冷凝水的水質(zhì)和減少對(duì)冷凝水再次進(jìn)行除苯酚處理，所以必須對(duì)二次蒸汽進(jìn)行除酚凈化，利用氫氧化鈉與苯酚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成苯酚鈉的原理，用氫氧化鈉作為二次蒸汽中苯酚的凈化劑，回收苯酚鈉;3.廢水不斷被蒸發(fā)濃縮，當(dāng)廢水中的硫酸鈉濃度超過其當(dāng)時(shí)溫度下的飽和濃度時(shí)，硫酸鈉不斷結(jié)晶析出和長(zhǎng)大形成大小不一的顆粒狀硫酸鈉(元明粉)晶體，晶體在自重的作用下在結(jié)晶器的底部富集而形成元明粉漿料。
g.至少一次重復(fù)步驟c-f，然后收集苯酚鈉溶液、冷凝水和d步驟獲得的分離的固體。進(jìn)行此步驟，濃縮的元明粉漿液離心分離后將母液繼續(xù)返回蒸發(fā)結(jié)晶器中，然后隨著蒸發(fā)結(jié)晶器中的廢液通過濃縮液循環(huán)泵導(dǎo)入到加熱室頂部實(shí)現(xiàn)循環(huán)，并在期間穿過加熱室時(shí)實(shí)現(xiàn)熱交換，受熱蒸發(fā)進(jìn)一步進(jìn)行濃縮結(jié)晶，循環(huán)多次使得廢水中的硫酸鈉結(jié)晶析出;二次蒸汽中含有的苯酚通過氫氧化鈉溶液后生成苯酚鈉，蒸汽多次循環(huán)后使得二次蒸汽中的苯酚絕大部分被氫氧化鈉溶液吸收
本發(fā)明中，優(yōu)選的是，將g步驟收集的分離的固體進(jìn)行干燥處理，制得干燥的元明粉，然后進(jìn)行包裝;
本發(fā)明中，優(yōu)選的是，將g步驟收集的苯酚鈉溶液進(jìn)行回收。
本發(fā)明中，優(yōu)選的是，將所述c步驟獲得的冷凝水與由蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水通過換熱器進(jìn)行換熱，然后將換熱后的冷凝水收集。
一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理的裝置，包括如下裝置：
pH調(diào)節(jié)池、脂肪酸凈化器、廢料輸送泵及機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng);所述pH調(diào)節(jié)池的出料口通過管道依次與脂肪酸凈化器和廢料輸送泵連接;
所述機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括：蒸發(fā)結(jié)晶器、濃縮液循環(huán)泵、離心機(jī)、真空泵、蒸汽凈化器、蒸汽壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)結(jié)晶器包括蒸發(fā)結(jié)晶室及與其上部開口連接的加熱室，所述加熱室設(shè)有第一進(jìn)料口、第一出料口、二次熱源入口和冷凝水出口，所述蒸發(fā)結(jié)晶室底部設(shè)有漿料出口以及離心機(jī)母液回流口，所述蒸發(fā)結(jié)晶室的側(cè)壁上設(shè)有第二進(jìn)料口、二次蒸汽出口，所述漿料出口通過管道與離心機(jī)連接，所述離心機(jī)設(shè)有漿料入口、離心機(jī)母液出口以及固體出料口，所述離心機(jī)母液出口通過管道依次與離心機(jī)母液回流泵、蒸發(fā)結(jié)晶室底部的離心機(jī)母液回流口連接，所述濃縮液循環(huán)泵通過三通和/或旁通管道分別與廢料輸送泵的出口、加熱室上的第一進(jìn)料口、蒸發(fā)結(jié)晶室側(cè)壁的第二進(jìn)料口連接，所述二次蒸汽出口通過管道依次與真空泵、蒸汽凈化器、蒸汽壓縮機(jī)和二次熱源入口連接。蒸發(fā)結(jié)晶器，可以為大容器。
優(yōu)選的是，所述離心機(jī)的固體出料口通過管道與干燥包裝機(jī)連接。
優(yōu)選的是，所述冷凝水出口通過管道與冷凝水回用泵連接。
優(yōu)選的是，所述二次蒸汽凈化器上設(shè)有一個(gè)溶液出料口，所述溶液出料口通過管道與苯酚鈉溶液回收泵連接。
優(yōu)選的是，所述管道上均設(shè)有閥門。
本發(fā)明提供了一種蓖麻油制備癸二酸產(chǎn)生的廢水回收處理工藝及裝置，相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下技術(shù)效果：
在機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中，濃縮的元明粉漿液離心分離后將母液繼續(xù)返回蒸發(fā)結(jié)晶器中，然后隨著蒸發(fā)結(jié)晶器中的廢液通過濃縮液循環(huán)泵導(dǎo)入到加熱室頂部實(shí)現(xiàn)循環(huán)，并在期間穿過加熱室時(shí)實(shí)現(xiàn)熱交換，受熱蒸發(fā)進(jìn)一步進(jìn)行濃縮結(jié)晶，循環(huán)多次使得廢水中的硫酸鈉結(jié)晶析出;二次蒸汽中含有的苯酚通過氫氧化鈉溶液后生成苯酚鈉，蒸汽多次循環(huán)后使得二次蒸汽中的苯酚絕大部分被氫氧化鈉溶液吸收;然后，凈化的蒸汽通過蒸汽壓縮機(jī)壓縮、升溫后通入加熱室中的熱交換器，蒸汽放熱冷凝形成的冷凝水可以收集利用;然后收集回用元明粉、苯酚鈉溶液和冷凝水，實(shí)現(xiàn)了廢水的資源化回用和有毒有害廢水的零排放，既降低了生產(chǎn)成本又保護(hù)了環(huán)境。
通過機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)對(duì)廢水的蒸發(fā)結(jié)晶回用處理，并沒有帶入現(xiàn)有回收工藝中其他成分的添加，減少了工藝步驟和提取成本;本發(fā)明中采用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)對(duì)廢液進(jìn)行濃縮，只需使用相對(duì)少的能量，即在壓縮熱泵情況下的壓縮機(jī)葉輪的機(jī)械能，能量被加入工藝加熱介質(zhì)中并進(jìn)入連續(xù)循環(huán)，大幅降低了回收工藝所需能耗;此外，本發(fā)明中的回收處理裝置，設(shè)備較傳統(tǒng)設(shè)備更簡(jiǎn)單、易操作。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
