一種部分氧化環(huán)境中熱解濕式氧化脫硫混合廢液的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理焦化脫硫廢液工藝，特別是一種在部分氧化環(huán)境中熱解氨堿法、鈉堿法脫硫混合廢液的無害化處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國焦化工業(yè)快速發(fā)展，已成為全球第一產(chǎn)焦大國。2014年中國焦炭產(chǎn)量4.769億噸，在煉焦過程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣已成為一種大噸位的能源和化工原料。在煉焦過程中，原料煤中約30 %?35 %的硫轉(zhuǎn)化成H2S等硫化物，與NH#P HCN等一起形成煤氣中的雜質(zhì)。煤氣若不脫除硫化氫和氰化氫，在輸送過程中會嚴(yán)重腐蝕設(shè)備；作為民用燃料則會污染環(huán)境損害人體健康；作為冶金燃料使用則會嚴(yán)重影響鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量；形成的含氰廢水也難以處理。因此，脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫與氰化氫是煤氣凈化階段必不可少的環(huán)節(jié)。
[0003]我國多數(shù)焦化企業(yè)采用濕式氧化脫硫脫氰工藝。此工藝產(chǎn)生的脫硫廢液中不僅含有大量的硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽以及硫酸鹽等，同時(shí)含有酚類、含氮化合物以及少量烴類等有機(jī)物，屬于含多種有毒物質(zhì)的高污染廢液。其外排會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
[0004]現(xiàn)有公開號為CN101798533A公開了“一種焦?fàn)t煤氣脫硫廢液處理辦法”的發(fā)明專利，該工藝是將脫硫廢液運(yùn)輸至煤塔上頂部，在煤塔頂部布置環(huán)形的噴灑管，將脫硫廢液噴灑到煉焦煤中，使其在焦?fàn)t中高溫分解。此方法雖可以將脫硫廢液的氰化物做無害化處理，杜絕脫硫廢液直排對環(huán)境造成的污染，避免局部煤水分較高導(dǎo)致結(jié)塊，堵塞溜槽的情況，但其實(shí)質(zhì)與配煤煉焦是一樣的，仍會導(dǎo)致入爐煤水分增加，導(dǎo)致煉焦能耗增加，且仍存在泄漏等安全隱患以及工作環(huán)境差等問題。
[0005]現(xiàn)有公開號為CN203668307U公開了“一種焦化脫硫廢液熱解回收裝置”的發(fā)明專利，其設(shè)計(jì)工藝方法為將脫硫廢液由加壓栗送入霧化噴射器，噴入導(dǎo)煙管前部，噴入的脫硫廢液霧滴在導(dǎo)煙管內(nèi)荒煤氣的高溫環(huán)境下瞬間汽化，隨荒煤氣一起進(jìn)入炭化室，采用炭化室的高溫反應(yīng)熱作為熱源熱解脫硫廢液中的鹽類。此方法避免了將脫硫廢液直接兌入配煤后進(jìn)入焦?fàn)t時(shí)由于脫硫廢液的蒸發(fā)及鹽的分解而引起煉焦過程中的大量能源消耗。但這種工藝可能會造成廢液蒸汽接觸炭化室爐壁，產(chǎn)生腐蝕，而且操作不具有連續(xù)性，且不適于處理鈉堿法產(chǎn)生的廢液。
[0006]以上工藝僅限于處理氨堿法脫硫工藝的脫硫廢液處理，鈉堿法脫硫廢液熱解所需溫度要求更高，且經(jīng)熱解后會有鈉鹽的生成，生成的鈉鹽累積在焦炭中影響焦炭質(zhì)量，從而導(dǎo)致上述工藝不能處理鈉堿法脫硫廢液。
[0007]現(xiàn)有公開號為CN102503031A公開了 “一種焦化脫硫廢液處理工藝”，該發(fā)明是將過濾后的廢液進(jìn)行減壓蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度為80?98°C，蒸發(fā)所得濃縮液進(jìn)一步濃縮干燥，制得混合鹽；再將蒸發(fā)的蒸汽送入催化熱解爐中進(jìn)行催化熱解處理；熱解的冷凝液調(diào)節(jié)pH后進(jìn)行吹脫；吹脫后的液體經(jīng)冷卻、中和后，送入生化污水處理，吹脫后的氣體經(jīng)硫銨工段回收其中的氨后并入煤氣管網(wǎng)。此工藝是針對脫硫廢液中的CODcr、氨氮和硫化物而進(jìn)行的，對于脫硫廢液中的混合鹽還需要進(jìn)行分別提純，工藝相對繁瑣。
[0008]現(xiàn)有公開的文獻(xiàn)中，包括公開號為CN102295379A公開的“一種處理濕式氧化法脫硫廢液的方法”，公開號為CN102503031A公開的“一種焦化脫硫廢液處理工藝”等均涉及回收副鹽，這種方法雖可以減少脫硫廢液的排放，回收有價(jià)值的化工產(chǎn)品，但此種工藝一般要經(jīng)多效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備及大量蒸汽熱源才能實(shí)現(xiàn)副鹽分步回收，使處理成本增加；且回收副鹽純度難以保證，往往造成產(chǎn)品積壓，經(jīng)濟(jì)價(jià)值有限。
[0009]現(xiàn)今對于眾多焦化企業(yè)而言，單獨(dú)的氨法脫硫已經(jīng)不能滿足環(huán)保方面對于廢氣中so2排放的要求，因此，部分焦化企業(yè)選擇同時(shí)采用鈉堿法和氨法脫硫，從而產(chǎn)生了同時(shí)含有銨鹽和鈉鹽的混合脫硫廢液。而上述工藝中，無論是配煤煉焦法還是高溫?zé)峤夥?，都會造成分解產(chǎn)物鈉鹽在焦炭中的積累，進(jìn)而影響焦炭質(zhì)量，而對于提鹽技術(shù)處理脫硫廢液混合液的工藝尚未有人提及，且鈉鹽和氨鹽的同時(shí)存在也會增加廢液中提鹽的復(fù)雜性，加之提鹽技術(shù)本身處理成本高且鹽有價(jià)無市的現(xiàn)狀導(dǎo)致提鹽技術(shù)并非首選，現(xiàn)有工藝中針對上述混合廢液的有效處理還缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種部分氧化環(huán)境中熱解氨堿法、鈉堿法焦化脫硫廢液混合液的工藝，以克服現(xiàn)有工藝中配煤煉焦法、高溫?zé)峤夥▽τ谔幚韽U液種類的局限性，以及提鹽技術(shù)造成的提鹽產(chǎn)物有價(jià)無市且無法實(shí)現(xiàn)混合脫硫廢液有效處理等問題。
[0011 ] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0012]—種部分氧化環(huán)境中熱解濕式氧化脫硫混合廢液的工藝，所述工藝是按下列步驟進(jìn)tx的:
[0013]A、氨堿法、鈉堿法脫硫產(chǎn)生的混合脫硫廢液由儲槽[1]經(jīng)離心栗[2]送入過濾精度為100 μm，過濾溫度范圍為5?80°C的自清洗過濾裝置[3]實(shí)現(xiàn)過濾，濾渣送入硫回收裝置[4]回收硫；
[0014]B、將步驟A所得濾液送入蒸發(fā)預(yù)熱器[5]進(jìn)行減壓蒸發(fā)，[5]為間接換熱器，所用的熱源來自廢熱鍋爐或廠內(nèi)0.2?0.3MPa的飽和蒸汽，減壓蒸發(fā)的真空度為0.038MPa?0.057MPa，得到約為75?85°C的濃縮率為40?60%的脫硫廢液濃縮液和水蒸汽；
[0015]C、步驟B中所得的蒸汽經(jīng)冷凝器[6]冷凝處理后送至激冷室[14];
[0016]D、步驟B得到的濃縮液經(jīng)加壓栗[15]加壓至0.1?1.5MPa后隨煤氣和氧氣經(jīng)三通道組合式壓力霧化噴嘴[12]噴入高溫?zé)峤夥磻?yīng)器[11]，[11]中由進(jìn)氣比為100:40?60的煤氣與氧氣的部分氧化反應(yīng)形成900°C?1200°C的還原環(huán)境；
[0017]E、在步驟C中的高溫還原環(huán)境中，來自預(yù)熱蒸發(fā)器[5]的混合廢液濃縮液得以熱解處理，其中由三通道霧化噴嘴進(jìn)入熱解反應(yīng)器的氣液比為140?160:1?3，熱解過程產(chǎn)生熱解氣與熔融鹽；
[0018]F、步驟C中產(chǎn)生的熱解氣上行由熱解反應(yīng)器[11]氣體出口 [10]導(dǎo)出，經(jīng)壓縮機(jī)
[9]送入廢熱鍋爐[8]生產(chǎn)飽和蒸汽，由廢熱鍋爐導(dǎo)出的熱解氣進(jìn)入氣液分離器[7]，分離后的氣體送入脫硫工段凈化處理，分離液與廢熱鍋爐產(chǎn)生的冷凝液混合后直接送至生化處理工段；
[0019]G、步驟C中得到的產(chǎn)物熔融鹽由熱解反應(yīng)器[11]液相產(chǎn)物出口 [13]進(jìn)入激冷室[14]，并通過工廠新鮮水及由冷凝器[6]來的冷凝液進(jìn)行激冷，激冷后形成的堿液送脫硫工段作堿源；激冷過程產(chǎn)生的水蒸氣送入冷凝器[6]冷凝后循環(huán)使用；
[0020]一種如上述技術(shù)方案所述的部分氧化環(huán)境中熱解濕式氧化脫硫混合廢液的工藝，所述工藝是按下列步驟進(jìn)行的:
[0021]A、氨堿法、鈉堿法脫硫產(chǎn)生的混合脫硫廢液由儲槽[1]經(jīng)離心栗[2]送入過濾精度為100 μm，過濾溫度范圍為5?80°C的自清洗過濾裝置[3]實(shí)現(xiàn)過濾，濾渣送入硫回收裝置[4]回收硫；
[0022]B、將步驟A所得濾液送入蒸發(fā)預(yù)熱器[5’ ]，與從熱解反應(yīng)器導(dǎo)出的經(jīng)壓縮機(jī)[9]由蒸發(fā)預(yù)熱器[5’ ]底部進(jìn)入的熱解氣進(jìn)行直接接觸式蒸發(fā)預(yù)熱，同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱解氣的冷卻和脫硫廢液的濃縮與預(yù)熱，得到約為75?85°C的濃縮率為40?60%的脫硫廢液濃縮液和蒸汽；
[0023]C、步驟B中熱解氣攜帶蒸發(fā)蒸汽由預(yù)熱器出口導(dǎo)出后進(jìn)入冷凝器[7’ ]進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體送入脫硫階段凈化處理，液體則送入激冷室[14];
[0024]D、步驟B中得到的濃縮液經(jīng)加壓栗[15]加壓至0.1?1.5MPa后隨煤氣和氧氣經(jīng)三通道組合式壓力霧化噴嘴[12]噴入高溫?zé)峤夥磻?yīng)器[11]，[11]由進(jìn)氣比為100:40?60的煤氣與氧氣的部分氧化反應(yīng)形成900°C?1200°C的還原環(huán)境；
[0025]E、在步驟D中的高溫還原環(huán)境中，來自預(yù)熱蒸發(fā)器[5’]的混合廢液濃縮液得以熱解處理，其中由三通道霧化噴嘴進(jìn)入熱解反應(yīng)器的氣液比為140?160:1?3，熱解過程產(chǎn)生熱解氣與熔融鹽；
[0026]F、步驟E中得到的產(chǎn)物熔融鹽由熱解反應(yīng)器[11]液相產(chǎn)物出口 [13]進(jìn)入激冷室
[14]，并通過工廠的新鮮水以及由冷凝器[6]來的冷凝液進(jìn)行激冷，激冷后形成的堿液送脫硫工段作堿源；激冷過程產(chǎn)生的水蒸氣送入冷凝器[6]冷凝后循環(huán)使用；
[0027]實(shí)施本發(fā)明上述所提供的一種部分氧化環(huán)境中熱解濕式氧化脫硫混合廢液的工藝的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下。
[0028]本工藝核心在于部分氧化環(huán)境下采用高溫?zé)峤夥ㄌ幚戆眽A法、鈉堿法混合脫硫廢液，將脫硫廢液中難處理的有害物質(zhì)有效分解為可處理產(chǎn)物，使脫硫廢液中的含氰副鹽等在高溫還原性氣氛中實(shí)現(xiàn)高效熱解，熱解氣及產(chǎn)物熔融鹽分別處理，有效避免了二者接觸發(fā)生的二次反應(yīng)；同時(shí)使脫硫廢液中濃縮的高濃度有機(jī)物在部分氧化環(huán)境中分解，實(shí)現(xiàn)脫硫廢液的全組分處理；同時(shí)合理利用了熱解產(chǎn)生的高溫?zé)峤鈿馔ㄟ^直接或間接法對脫硫廢液進(jìn)行蒸發(fā)預(yù)熱處理；此外，本工藝可用于濕式氧化法脫硫中鈉堿法、氨堿法兩種工藝產(chǎn)生的混合廢液的處理，此工藝簡單經(jīng)濟(jì)有效，能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢液零排放，符合環(huán)境保護(hù)的相關(guān)政策要求。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的第一工藝流程圖1。
[0030]圖2是本發(fā)明的第二工藝流程圖1I。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做出進(jìn)一步地說明。
[0032]實(shí)施本發(fā)明上述所提供的一種還原性氣氛下熱解脫硫廢液的方法，該方法主要包括:過濾工序、蒸發(fā)預(yù)熱濃縮工序、加壓進(jìn)料工序、還原性環(huán)境中高溫?zé)峤夤ば颍瑹峤猱a(chǎn)物回收循環(huán)工序。具體工藝步驟如下。
[0033]首先將脫硫廢液引入過濾裝置，經(jīng)過濾后的廢液送入蒸發(fā)預(yù)熱器中進(jìn)行減壓蒸發(fā)預(yù)熱，所得預(yù)熱后的濃縮液隨著焦?fàn)t煤氣與氧氣加壓霧化噴入高溫?zé)峤庋b置。此處高溫?zé)峤庋b置由焦?fàn)t煤氣等富氫氣體與氧氣系數(shù)為0.6?0.8的氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量能量提供900?1200°C的高溫還原環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)對濃縮脫硫廢液的還原氣氛下的熱解處理，熱解產(chǎn)物包括熱解氣體和產(chǎn)物鹽，其中熱解氣用于蒸發(fā)預(yù)熱脫硫廢液之后經(jīng)過氣液分離后送往脫硫工段凈化處理，熱解產(chǎn)物鹽則由上述蒸發(fā)預(yù)熱過程產(chǎn)生得蒸汽經(jīng)冷凝形成的激冷液以及新鮮水的激冷作用下形成堿液提供脫硫堿源。
[0034]本發(fā)明是針對濕法脫硫中氨堿法、鈉堿法產(chǎn)生的混合廢液所提供的一種處理工藝，流程簡單，能源利用率高，處理效果優(yōu)良。
[0035]脫硫廢液濃縮液在還原氣氛和900°C?1200°C條件下，發(fā)生熱解反應(yīng)，不僅徹底分解其中有機(jī)物質(zhì)，更對脫硫廢液中的主要副鹽也有有效地?zé)峤?，使其轉(zhuǎn)化為易處理的熱解氣以及可循環(huán)利用的熱解鹽類物質(zhì)。熱解氣主要為H2S、NH3、N2、C