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发布时间:2020-10-15 8:40:53  中国威廉希尔娱乐手机版下载处理工程网

  申请日20200807

  公开(公告)日20201013

  IPC分类号C02F9/10; C02F101/34; C02F101/16

  摘要

  本发明公开了一种热量耦合的酚氨废水处理装置,包括原料预热器、脱酸塔、脱氨塔、水塔、与萃取物罐前后串联的两级萃取塔,两级萃取塔连接有前后串联的两级溶剂回收塔;废水经脱酸塔脱除含硫组分;经脱氨塔脱除废水中的氨氮,依次经两级萃取塔萃取,废水中的酚被萃取到萃取相并从萃取塔塔顶采出,作为溶剂回收塔的进料,依次经过两级溶剂回收塔处理后,从后一级溶剂回收塔塔釜采出粗酚,溶剂回收塔塔顶采出溶剂;同时,从萃取塔塔釜采出的萃余相预热后,作为水塔的进料,从水塔塔顶采出的共沸物作为溶剂循环使用,从水塔塔釜采出净化水,经冷却后去生化处理工段。本发明利用热耦合技术,回收废水中的酚、氨,达到废水处理的节能目的。

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  权利要求书

  1.一种热量耦合的酚氨废水处理装置,包括原料预热器E1、脱酸塔T1、脱氨塔T2、水塔T5、萃取物罐V1和溶剂循环罐V3,其特征在于:

  与所述萃取物罐V1前后串联的两级萃取塔,两级萃取塔连接有前后串联的两级溶剂回收塔,所述两级萃取塔分别记为一级萃取塔T3和二级萃取塔T4,两级溶剂回收塔分别记为前一级溶剂回收塔T6和后一级溶剂回收塔T7;所述水塔T5设有冷凝器E14、再沸器E7、再沸器E8和预热器E5;所述前一级溶剂回收塔T6设有冷凝器E10和再沸器E11,所述后一级溶剂回收塔T7设有冷凝器E12和再沸器E13,所述前一级溶剂回收塔T6的进口与所述冷凝器E10之间设有溶剂回收塔预热器E9;

  所述原料预热器E1的冷流体进口与废水原料水管的排水口相连,所述原料预热器E1的冷流体出口连接至所述脱酸塔T1上部的进料口,废水原料水管还通过一旁路连接至所述脱酸塔T1顶部的进料口,所述脱酸塔T1的出料口连接至脱氨塔T2的进料口,所述脱氨塔T2的出口与所述原料预热器E1的热流体进口相连,所述原料预热器E1的热流体出口通过一个用于降温的冷凝器后连接至所述一级萃取塔T3的原料进口;

  所述一级萃取塔T3和二级萃取塔T4的萃取相出口均连接至萃取物罐V1的进口;

  所述萃取物罐V1的上层出口经过所述溶剂回收塔预热器E9后连接至所述前一级溶剂回收塔T6的进料口,所述前一级溶剂回收塔T6的塔顶溶剂采出口依次通过所述溶剂回收塔预热器E9和冷凝器E10后顺次连接至溶剂回收塔接收罐V5和溶剂储罐V4,所述前一级溶剂回收塔T6的塔釜出口分为A路和B路,A路连接至所述后一级溶剂回收塔T7的进料口,B路通过再沸器E11换热后返回该后一级溶剂回收塔T6塔内;

  所述萃取物罐V1的下层出口连接至废水收集罐V2的进口,所述废水收集罐V2的出口连接至所述一级萃取塔T3的原料进口;

  所述一级萃取塔T3的萃余相出口连接至所述与二级萃取塔T4的原料进口相连,所述二级萃取塔T4的萃余相出口通过预热器E5后连接至水塔T5的进料口,所述水塔T5的塔顶出口连接至所述溶剂循环罐V3的进口,所述溶剂循环罐V3的出口分别通过泵P10,P11连接至所述一级萃取塔T3和所述二级萃取塔T4塔底的溶剂进口;所述水塔T5的塔釜出口分为C路、D路和E路,C路采出净化水、并依次经过所述预热器E5换热和冷却器E6冷却后去生化处理工段,D路经过所述再沸器E7换热后返回到水塔T5,E7的加热侧介质经过冷凝给T5换热后连接至所述脱氨塔T2中侧线采出位置或者采出位置下方,E路经过所述再沸器E8换热后返回至水塔T5,E8为T5塔的开车阶段及补充热量的再沸器;

  所述后一级溶剂回收塔T7的塔顶溶剂采出口依次通过所述冷凝器E12后顺次连接至溶剂回收塔接收罐V6和溶剂储罐V4,所述后一级溶剂回收塔T7的塔釜出口分为两路,一路连接通过再沸器E13,并利用外接蒸汽为后一级溶剂回收塔T7补充热量,另一路采出产品粗酚。

  2.一种热量耦合的酚氨废水的处理方法,其特征在于,利用如权利要求1所述的热量耦合的酚氨废水处理装置,并包括以下步骤:

  废水脱酸:废水经脱酸塔T1蒸汽汽提脱除含硫化物组分;

  废水脱氨:所述脱氨塔是板式塔,经设有冷凝器的脱氨塔T2脱除废水中的氨,其中,自脱氨塔上部3-6块板处侧线采出的蒸汽经过换热,冷凝后的液体仍回到脱氨塔T2采出位置或者采出位置的下一层;

  粗酚萃取:脱硫脱氨后的废水依次经两级萃取塔萃取,萃取塔内脱硫脱氨后的废水与从萃取塔塔底进入的溶剂逆向接触,废水中的酚被萃取到萃取相并从萃取塔塔顶的萃取相出口采出储存至萃取物罐作为溶剂回收塔的进料;

  溶剂回收:萃取物罐V1中的萃取相经过前后串联的两级溶剂回收塔进行处理,在前一级溶剂回收塔T6的再沸器E11的加热热源处利用脱氨塔T2塔中上部蒸汽进行热耦合,经后一级溶剂回收塔T7处理后,分别从前后两级溶剂回收塔塔顶采出溶剂,从后一级溶剂回收塔T7的塔釜采出粗酚;

  从萃取塔塔釜采出的萃余相经预热器与水塔T5塔底换热后,作为设有两台再沸器的水塔T5的进料,从水塔T5的塔顶采出溶剂和水的共沸物,在溶剂循环罐V3分相后作为溶剂循环使用,从水塔T5塔釜采出净化水,经冷却后去生化处理工段。

  3.根据权利要求2所述的酚氨废水的处理方法,其特征在于,侧线蒸汽自脱氨塔T3采出至回到脱氨塔T2的路径有下述两种情形之一:

  一是,采出的蒸汽分为两股,一股与前一级溶剂回收塔T6的再沸器换热,一股经过水塔T5的一个再沸器E7换热,两股分别经过再沸器E7换热后的冷凝液合并回到脱氨塔T2中侧线采出位置或者采出位置的下方;

  二是,采出的蒸汽先与前一级溶剂回收塔T6的再沸器进行一次换热,换热后的冷凝水与蒸汽混合后再经过水塔T5的一个再沸器E7进行二次换热,二次换热后的冷凝液回到脱氨塔T2中侧线采出位置或者采出位置的下一层。

  4.根据权利要求2所述的酚氨废水的处理方法,其特征在于,脱氨塔为加压操作,所述前后串联的两级溶剂回收塔和水塔的操作压力均为负压;利用脱氨塔侧线蒸汽为负压操作的溶剂回收塔和水塔提供热量。

  5.根据权利要求2所述的酚氨废水的处理方法,其特征在于,水塔设有的两台再沸器,一台再沸器利用脱氨塔侧线蒸汽作为热源,另一台使用外部蒸汽或导热油作为热源。

  6.根据权利要求2所述的酚氨废水的处理方法,其特征在于,具体步骤如下:

  步骤一、废水脱酸:

  酚氨废水分两路进入脱酸塔T1,一路为常温,另一路进行换热处理,换热后的冷流体进入脱酸塔T1,冷流体温度为60-130℃,与其换热的热流体进入一级萃取塔T3,脱酸后的酚氨废水自脱酸塔T1釜底的出料口排出,脱酸后的酚氨废水的温度为125~145℃,塔底操作压力为210-410kPa(g);酸性气从塔顶排出,从而脱除含硫化物组分,脱酸塔塔顶的操作压力为200-400kPa(g),操作温度控制在90-115℃;

  步骤二、废水脱氨:

  经过步骤一脱酸后的酚氨废水在温度125~145℃进入脱氨塔T2;所述脱氨塔T2的出口与所述原料预热器E1的热流体进口相连;所述原料预热器E1的热流体出口连接至所述一级萃取塔T3的原料进口;

  脱氨塔T2塔底排出脱氨后的废水,通过原料预热器E1给原料预热,再经过一个冷却器将温度降为20~50℃送至一级萃取塔T3;

  脱氨塔第3-6块板处侧线采出蒸汽,温度150~200℃,作为水塔或者前一级溶剂回收塔T6塔釜再沸器的热源;冷凝后的液体仍回到脱氨塔采出位置或者采出位置的下一层;

  脱氨塔T2塔顶排出粗氨气,温度为135~145℃,粗氨气经过脱氨塔设有的冷凝器E3采用冷却水冷凝,温度控制在50~80℃;

  其中,脱氨塔T2塔顶的操作压力为350~500kPa(g),操作温度为135~163℃;脱氨塔再沸器E4采用饱和蒸汽作为热源;

  步骤三、粗酚萃取:

  脱硫脱氨后的废水依次经一级萃取塔T3和二级萃取塔T4萃取回收酚,一级萃取塔T3和二级萃取塔T4内脱硫脱氨后的废水分别与从该萃取塔塔底进入的溶剂逆向接触,废水中的酚被萃取到萃取相并从该萃取塔塔顶的萃取相出口采出储存至萃取物罐V1;

  其中,一级萃取塔T3操作温度为20~50℃,操作压力0~50kPa(g);二级萃取塔T4操作温度20-60℃,操作压力为0~50kPa(g);

  步骤四、溶剂回收:

  萃取物罐V1中的萃取相作为溶剂回收塔的进料,经过前后串联的前一级溶剂回收塔T6和后一级溶剂回收塔T7进行处理,在前一级溶剂回收塔T6设有的再沸器E11加热热源处利用脱氨塔T2塔中上部蒸汽进行热耦合,后一级溶剂回收塔T7处理后,从后一级溶剂回收塔T7的塔釜采出粗酚,分别从前后两级溶剂回收塔塔顶采出溶剂;前一级溶剂回收塔T6操作温度为20~120℃,操作压力40-70kPa(a),前一级溶剂回收塔T6塔釜处的再沸器E11采用脱氨塔T2上部采出蒸汽作为加热热源;后一级溶剂回收塔T7的操作温度为60~230℃,操作压力为20-40kPa(a)后一级溶剂回收塔T7的塔釜再沸器E13采用饱和水蒸气或导热油作为加热热源;

  从二级萃取塔T4塔釜采出的萃余相经预热器E5与水塔T5塔底换热后,温度到达70~95℃,并作为设有再沸器E7和再沸器E8的水塔T5的进料,通过精馏,从水塔T5塔顶采出溶剂和水的共沸物,在溶剂循环罐V3分相后作为溶剂循环使用,从水塔T5塔釜采出净化水,经冷却后去生化处理工段;其中,水塔T5的操作压力为50-80kPa(a),水塔T5的操作温度为50~120℃,水塔T5塔底再沸器E7利用脱氨塔T2上部采出蒸汽,再沸器E8以饱和水蒸气为加热热源。

  说明书

  一种热量耦合的酚氨废水处理装置及其方法

  技术领域

  本发明涉及一种煤化工中含酚含氨废水处理方法,具体的是一种利用热耦合技术,回收废水中的酚、氨,达到废水处理目的的节能方法。

  背景技术

  现有处理酚氨废水的工艺大部分只是将脱氨塔釜出料与进料换热回收部分热量,热量利用率低,能耗较高。公布号为CN102259943A的专利文献中公开了一种节能的酚氨废水回收处理方法,提出将脱氨塔塔顶蒸汽给酚塔和水塔再沸器供热,省去脱氨塔冷凝器。此工艺路线虽然能够达到节能目的,但是脱氨塔塔顶蒸汽氨含量高,温度相对较低,对接受热量的酚塔和水塔的负压度要求较高;脱氨塔塔顶蒸汽能够提供的热量取决于脱氨塔进料和回流比的大小,并不一定能完全满足酚塔和水塔的热量需求,甚至不一定满足单独酚塔的热量需求,酚塔和水塔缺少备用外部供热。

  发明内容

  针对上述现有技术,本发明提供一种热量耦合的酚氨废水处理方法,是利用热耦合技术,回收废水中的酚、氨,在废水处理过程能够充分的利用脱氨塔中上部的高品位热能,节省掉水塔再沸器和酚塔的再沸器部分热量,从而达到在酚氨废水处理中节能的目的。本发明提供的方法是设置两台串联溶剂回收塔和一台水塔,均为负压操作,降低了塔釜的温度;同时,将脱氨塔的中上部蒸汽引出,作为水塔或者一级溶剂回收塔塔釜再沸器的热源,通过脱氨塔与一级溶剂回收塔塔、水塔进行热耦合,充分利脱氨塔上部高品位热能,从而达到节能的目的。

  为了解决上述技术问题,本发明提出的一种热量耦合的酚氨废水处理装置,包括原料预热器E1、脱酸塔T1、脱氨塔T2、水塔T5、萃取物罐V1和溶剂循环罐V3;与所述萃取物罐V1前后串联的两级萃取塔,两级萃取塔连接有前后串联的两级溶剂回收塔,所述两级萃取塔分别记为一级萃取塔T3和二级萃取塔T4,两级溶剂回收塔分别记为前一级溶剂回收塔T6和后一级溶剂回收塔T7;所述水塔T5设有冷凝器E14、再沸器E7、再沸器E8和预热器E5;所述前一级溶剂回收塔T6设有冷凝器E10和再沸器E11,所述后一级溶剂回收塔T7设有冷凝器E12和再沸器E13,所述前一级溶剂回收塔T6的进口与所述冷凝器E10之间设有溶剂回收塔预热器E9;

  所述原料预热器E1的冷流体进口与废水原料水管的排水口相连,所述原料预热器E1的冷流体出口连接至所述脱酸塔T1上部的进料口,废水原料水管还通过一旁路连接至所述脱酸塔T1顶部的进料口,所述脱酸塔T1的出料口连接至脱氨塔T2的进料口,所述脱氨塔T2的出口与所述原料预热器E1的热流体进口相连,所述原料预热器E1的热流体出口通过一个用于降温的冷凝器后连接至所述一级萃取塔T3的原料进口;

  所述一级萃取塔T3和二级萃取塔T4的萃取相出口均连接至萃取物罐V1的进口;

  所述萃取物罐V1的上层出口经过所述溶剂回收塔预热器E9后连接至所述前一级溶剂回收塔T6的进料口,所述前一级溶剂回收塔T6的塔顶溶剂采出口依次通过所述溶剂回收塔预热器E9和冷凝器E10后顺次连接至溶剂回收塔接收罐V5和溶剂储罐V4,所述前一级溶剂回收塔T6的塔釜出口分为A路和B路,A路连接至所述后一级溶剂回收塔T7的进料口,B路通过再沸器E11换热后返回该后一级溶剂回收塔T6塔内;

  所述萃取物罐V1的下层出口连接至废水收集罐V2的进口,所述废水收集罐V2的出口连接至所述一级萃取塔T3的原料进口;

  所述一级萃取塔T3的萃余相出口连接至所述与二级萃取塔T4的原料进口相连,所述二级萃取塔T4的萃余相出口通过预热器E5后连接至水塔T5的进料口,所述水塔T5的塔顶出口连接至所述溶剂循环罐V3的进口,所述溶剂循环罐V3的出口分别通过泵P10,P11连接至所述一级萃取塔T3和所述二级萃取塔T4塔底的溶剂进口;所述水塔T5的塔釜出口分为C路、D路和E路,C路采出净化水、并依次经过所述预热器E5换热和冷却器E6冷却后去生化处理工段,D路经过所述再沸器E7换热后返回到水塔T5,E7的加热侧介质经过冷凝给T5换热后连接至所述脱氨塔T2中侧线采出位置或者采出位置下方,E路经过所述再沸器E8换热后返回至水塔T5,E8为T5塔的开车阶段及补充热量的再沸器;

  所述后一级溶剂回收塔T7的塔顶溶剂采出口依次通过所述冷凝器E12后顺次连接至溶剂回收塔接收罐V6和溶剂储罐V4,所述后一级溶剂回收塔T7的塔釜出口分为两路,一路连接通过再沸器E13,并利用外接蒸汽为后一级溶剂回收塔T7补充热量,另一路采出产品粗酚。

  同时,本发明中还提出了利用上述的酚氨废水处理装置进行酚氨废水的处理方法,包括以下步骤:

  废水脱酸:废水经脱酸塔T1蒸汽汽提脱除含硫化物组分;

  废水脱氨:所述脱氨塔是板式塔,经设有冷凝器的脱氨塔T2脱除废水中的氨,其中,自脱氨塔上部3-6块板处侧线采出的蒸汽经过换热,冷凝后的液体仍回到脱氨塔T2采出位置或者采出位置的下一层;

  粗酚萃取:脱硫脱氨后的废水依次经两级萃取塔萃取,萃取塔内脱硫脱氨后的废水与从萃取塔塔底进入的溶剂逆向接触,废水中的酚被萃取到萃取相并从萃取塔塔顶的萃取相出口采出储存至萃取物罐作为溶剂回收塔的进料;

  溶剂回收:萃取物罐V1中的萃取相经过前后串联的两级溶剂回收塔进行处理,在前一级溶剂回收塔T6的再沸器E11的加热热源处利用脱氨塔T2塔中上部蒸汽进行热耦合,经后一级溶剂回收塔T7处理后,分别从前后两级溶剂回收塔塔顶采出溶剂,从后一级溶剂回收塔T7的塔釜采出粗酚;从萃取塔塔釜采出的萃余相经预热器与水塔T5塔底换热后,作为设有两台再沸器的水塔T5的进料,从水塔T5的塔顶采出溶剂和水的共沸物,在溶剂循环罐V3分相后作为溶剂循环使用,从水塔T5塔釜采出净化水,经冷却后去生化处理工段。

  进一步讲,本发明所述的酚氨废水的处理方法,蒸汽自脱氨塔T3采出至回到脱氨塔T2的路径有下述两种情形之一:一是,采出的蒸汽分为两股,一股与前一级溶剂回收塔T6的再沸器换热,一股经过水塔T5的一个再沸器E7换热,两股分别经过再沸器E7换热后的冷凝液合并回到脱氨塔T2中侧线采出位置或者采出位置的下方;二是,采出的蒸汽先与前一级溶剂回收塔T6的再沸器进行一次换热,换热后的冷凝水与蒸汽混合后再经过水塔T5的一个再沸器E7进行二次换热,二次换热后的冷凝液回到脱氨塔T2中侧线采出位置或者采出位置的下一层。

  本发明中所述的酚氨废水的处理方法中,脱氨塔为加压操作,所述前后串联的两级溶剂回收塔和水塔的操作压力均为负压;利用脱氨塔侧线蒸汽为负压操作的溶剂回收塔和水塔提供热量。

  水塔设有的两台再沸器,一台再沸器利用脱氨塔侧线蒸汽作为热源,另一台使用外部蒸汽或导热油作为热源。

  传统的酚氨废水处理过程主要是:经塔釜液预热的原料流股由泵送入脱酸塔T1上部,脱除废液中的含硫化氢和二氧化碳的酸性气体,酸性气体从T1塔顶排出至其他工段处理,脱除酸气的废水经原料换热冷却后由泵打入脱氨塔T2中上部,物料在塔内进行有效分离,精馏塔塔顶蒸汽经分缩器后采出的指定浓度的氨水,并由泵送入氨水产品罐;脱氨废水冷却后打入萃取脱酚塔上部,与塔底进入的溶剂充分接触,脱除其中的挥发酚;脱酚废水从塔底排出进入水塔,塔顶采出溶剂,塔釜排出符合要求的废水至下一工段进行后续处理;脱酚塔顶排出含酚溶剂至两级串联溶剂再生塔,塔顶采出再生溶剂,塔釜采出粗酚。

  本发明提出的酚氨废水处理工艺中,脱氨塔与一级溶剂回收塔塔、水塔进行热耦合,脱氨塔上部某一层位置侧线采出部分蒸汽(150-200℃左右);两级溶剂回收塔(酚塔)负压操作,分为串联的两个塔,第一台溶剂回收塔塔顶采出部分萃取剂,由于塔底仍有部分溶剂,温度较低(95-110℃左右),脱氨塔侧线蒸汽可为再沸器供热;水塔负压操作(塔釜85-100℃左右),设置两台再沸器,一台再沸器由脱氨塔侧线蒸汽直接供热或者给第一台溶剂回收塔供热后,另一台再沸器由水蒸气供热补充热量。脱氨塔侧线蒸汽换热后冷凝液由泵打回到采出层或者采出层下一层。

  本发明与现有技术相比的有益效果是:

  (1)本发明中,脱氨塔加压操作,利用脱氨塔侧线蒸汽为负压操作的溶剂回收塔、水塔提供热量。

  (2)本发明中,在脱氨塔上部第3-6块理论板处侧线采出高品位含氨蒸汽,脱氨塔参与热量耦合的蒸汽为侧线蒸汽而非塔顶蒸汽,由于在塔内氨浓度梯度从塔顶到塔底依次降低,侧线采出位置相对较低,因此氨含量低,从而对设备腐蚀性降低,可以降低设备材质,节省投资,侧线蒸汽的温度较塔顶蒸汽高,热量可利用率提高。

  (3)本发明中采用前后串联的两级溶剂回收塔,前一级溶剂回收塔的再沸器由侧线蒸汽供热进行热耦合,塔底液体由于还含有大量溶剂,溶剂沸点低而酚沸点较高,两级串联的前一级塔釜沸点较传统的单溶剂回收塔低,前一级塔不需要很高负压度即可利用脱氨塔侧线蒸汽,降低溶剂回收塔负压度要求,充分利用脱氨塔侧线蒸汽的热量;后一级溶剂回收塔采用外部蒸汽或者导热油供热。

  (4)本发明中水塔设置有两台再沸器,一台由脱氨塔侧线蒸汽或者侧线蒸汽给一级溶剂回收塔供热后的冷凝水供热,另一台使用外部蒸汽或导热油供热,可根据脱氨塔采出量和回流比调整造成热量充足或者不足的情况,使用外部蒸汽补充热量,使用灵活,既可充分利用脱氨塔热能,又能保证热量供应。(发明人张春璐;张兵)

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