CN101628200A

CN101628200A - 含多组分有机污染物废水脱硫装置及方法

Info

Publication number: CN101628200A
Application number: CN200910112380A
Authority: CN
Inventors: 王建春; 张原�; 林驰前; 林春源; 郑进朗; 张志文; 赖鼎东
Original assignee: Fujian Longking Desulphurization & Denitrification Engineering Co Ltd
Current assignee: Fujian Longking Desulphurization & Denitrification Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2029-08-13
Also published as: CN101628200B

Abstract

含多组分有机污染物废水脱硫装置及方法，涉及一种废水净化处理。提供一种可真正意义上实现钢铁厂以废治废，低成本、高效率地完成气、液污染物一体化治理的含多组分有机污染物废水脱硫装置及方法。脱硫装置设有烟道、循环流化床脱硫吸收塔、布袋除尘器、物料循环空气斜槽、吸收剂仓和脱硫工艺水箱。将废水暂存于工艺水箱；将待脱硫烟气进入吸收塔，与吸收剂和物料循环空气斜槽返回的循环物料混合后降温增湿，完成烟气脱硫反应和对废水中污染物组分的吸附脱除反应；吸收塔出口烟气进入布袋除尘器，烟气中未反应完全的物料灰被布袋捕集后，大部分通过物料循环空气斜槽与吸收剂仓加入的吸收剂进入吸收塔；清洁烟气自布袋除尘器经烟囱排出。

Description

含多组分有机污染物废水脱硫装置及方法

技术领域

本发明涉及一种废水净化处理，尤其是涉及一种采用干法脱硫技术，能够同时完成钢铁厂烧结烟气脱硫和含多组分有机污染物焦化废水净化的处理装置及方法。

背景技术

钢铁厂的焦化废水，氨氮含量高，生物难降解有机物高，其中以酚类化合物居多，约占总有机物的一半。焦化废水的预处理一般包括隔油池、蒸氨系统，经过预处理后，废水中的油含量在20mg/L以下，氨氮含量在200mg/L以下。但是在生物处理系统中，由于废水的可生化性较差，一般出水COD居高不下，难以达到排放标准。烧结(球团)厂是钢铁企业的污染大户，烧结工序排放的二氧化硫约占钢铁生产总排放量的60％以上，是造成酸雨的主要原因之一。针对上述含多组分有机污染物焦化废水和烧结烟气的同时治理，国内已有不少研究，但是实际可操作性差，大部分无法进行真正的大型工业化应用。

公开号为CN 1375349A的发明专利申请公开了一种焦化废水与烟道废气中和治理工艺，提出将焦化废水与烟道废气同时打入除尘脱硫装置内进行中和反应，烟气经除尘脱硫后排放，灰水经分离器沉淀分离后流入焦粉吸附过滤池，吸附过滤后回用。该工艺可处理焦化废水中的部分氨氮，但是对酚、氰等有机污染物仍然无法消除，而且整套脱硫工艺属于简易湿法类型，若不额外添加脱硫吸收剂，则效率极低，无法满足烟气处理要求。同时后续废水将造成二次污染，必须进一步处理。

程志久、解娟等在专利号为ZL 98101337.6、ZL02282461.8和ZL 03136952.9的中国专利中提出了一种废气脱硫及焦化废水处理的方法及其装置，利用焦化废水对废气在紊流脱硫塔内进行脱硫，又用烧结机带冷废气在喷雾干燥塔内对吸收了二氧化硫的焦化废水进行处理。该工艺虽然将废水进行汽化处理排出，但是其中所含的酚、氰等有机物并没有处理消除，只是从液态污染物转变成了气态污染物，即仅仅完成了污染物的转移，造成了二次污染，最终的废气排放仍然无法达标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可真正意义上实现钢铁厂以废治废，低成本、高效率地完成气、液污染物一体化治理的含多组分有机污染物废水脱硫装置及方法。

本发明的技术方案是采用钢铁厂含多组分有机污染物焦化废水作为工艺水，通过一套工艺设备同时完成烧结烟气脱硫和含多组分有机污染物焦化废水的净化处理。

本发明所述含多组分有机污染物废水脱硫装置设有烟道、循环流化床脱硫吸收塔、布袋除尘器、物料循环空气斜槽、吸收剂仓和脱硫工艺水箱；循环流化床脱硫吸收塔的烧结烟气进口通过烟道外接钢铁厂烧结烟气排气口，循环流化床脱硫吸收塔下部的吸收剂进口接吸收剂仓，循环流化床脱硫吸收塔上部的废水进口接脱硫工艺水箱，循环流化床脱硫吸收塔上部的烟气出口接布袋除尘器，布袋除尘器的物料出口接物料循环空气斜槽的物料进口，物料循环空气斜槽的物料出口与循环流化床脱硫吸收塔的返回循环物料进口连接，布袋除尘器的清洁烟气出口经烟囱排出，布袋除尘器产生的副产物通过物料出口外排进行综合利用。

本发明所述含多组分有机污染物废水脱硫方法包括以下步骤：

1)将含多组分有机污染物废水暂存于脱硫工艺水箱；

2)将待脱硫烟气由烟道进入循环流化床脱硫吸收塔，与从吸收剂仓加入的吸收剂和物料循环空气斜槽返回的循环物料混合后，通过来自脱硫工艺水箱喷入的雾化含多组分有机污染物废水降温增湿，完成对烧结烟气的脱硫反应和对废水中污染物组分的吸附脱除反应；

3)循环流化床脱硫吸收塔出口烟气进入布袋除尘器，烟气中未反应完全的物料灰被布袋捕集后，大部分通过物料循环空气斜槽与吸收剂仓加入的吸收剂一起进入循环流化床脱硫吸收塔继续参加反应，所述循环物料主要成分为未反应完全的吸收剂Ca(OH)₂；

4)清洁烟气自布袋除尘器的布袋净气室经由烟囱排出，完成烧结烟气的脱硫，同时完成了含多组分有机污染物废水的“零排放”以及废水中有机污染物的脱除。

在步骤1)中，所述含多组分有机污染物废水来自钢铁厂预处理后的焦化废水，或者来自造纸黑液、洗毛、印染等行业的高浓度难降解有机废水。

在步骤2)中，所述待脱硫烟气为来自钢铁企业烧结机厂的烧结机头烟气，所述吸收剂最好为Ca(OH)₂等，吸收剂Ca(OH)₂的用量根据烧结烟气量以及烟气中SO₂的浓度而定，按质量比，Ca/S最好为1.1～1.5。含多组分有机污染物废水用量根据原烟气温度和净烟气温度而定，水的总体用量控制在使净烟气温度为70～90℃。所述原烟气为未经处理的循环流化床脱硫吸收塔入口烧结烟气，净烟气为处理后达标排放的循环流化床脱硫吸收塔出口烟气，烧结烟气和含多组分有机污染物废水在循环流化床脱硫吸收塔内的反应过程持续时间可为4～8s，最好为6s。所述吸收剂主体为生石灰或消石灰，所述吸收剂可加入添加剂，所述添加剂可采用活性炭等。

在步骤3)中，循环流化床脱硫吸收塔出口烟气进入布袋除尘器，烟气中未反应完全的物料灰被布袋捕集后，大部分通过物料循环空气斜槽与吸收剂仓加入的吸收剂一起进入循环流化床脱硫吸收塔继续参加反应，如此循环可达数百次，少量作为副产物外排进行综合利用，所述副产物主要成分为CaSO₃·1/2H₂O和CaSO₄，还包含少量CaCO₃、CaCl₂、(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄以及未反应完全的CaO、Ca(OH)₂等，整体偏碱性，对吸附的酚、氰等有机污染物具有良好的稀释和固化作用，不存在二次污染，可综合应用于矿山填埋、制砖、铺路等用途。

本发明采用烧结烟气干法脱硫技术，采用钢铁厂含多组分有机污染物焦化废水作为工艺水，在循环流化床脱硫吸收塔内的反应机制是物料在循环流化床里，气固两相产生激烈的湍动与混合，充分接触，气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍，极大地强化了气固间的传质与传热，形成了具有巨大比表面积的料层。当喷入雾化含多组分有机污染物焦化废水时，烧结烟气中SO₂等酸性气体与吸收剂Ca(OH)₂等的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应；同时降低烟气温度至露点以上15℃左右，保证喷入的水能完全蒸发，达到焦化废水的“零排放”。焦化废水中包含的氨氮污染物可迅速与烟气中SO₂等酸性组分反应去除，酚、氰等有机污染物部分与吸收剂Ca(OH)₂发生中和反应，其余大部分吸附于大比表面积的吸收剂以及添加剂活性炭表面，最终随副产物灰外排。由于副产物灰的稀释、固化和混凝作用，酚、氰等有机污染物将不对环境产生二次污染。

由此可见，本发明具有以下突出优点：

1)可以实现钢铁厂含多组分有机污染物焦化废水“零排放”；

2)脱硫效率高，烧结烟气完全达标排放；

3)整个过程不产生二次污染，真正实现以废治废，资源综合利用；

4)系统设备简单，投资及运行维护费用较低；

5)具有普适性，技术经济性优，十分适合钢铁厂气、液污染物一体化治理，同时可用于治理造纸黑液、洗毛、印染等高浓度难降解有机废水，市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明所述含多组分有机污染物废水脱硫装置的结构组成示意图。在图1中，各标记的定义为：1烟道、2循环流化床脱硫吸收塔、3布袋除尘器、4物料循环空气斜槽、5吸收剂仓、6脱硫工艺水箱。

具体实施方式

图1给出本发明所述含多组分有机污染物废水脱硫装置实施例，该装置设有烟道1、循环流化床脱硫吸收塔2、布袋除尘器3、物料循环空气斜槽4、吸收剂仓5、脱硫工艺水箱6、相关支架和连接管道；循环流化床脱硫吸收塔2的烧结烟气进口通过烟道1外接钢铁厂烧结烟气排气口，循环流化床脱硫吸收塔2下部的吸收剂进口接吸收剂仓5，循环流化床脱硫吸收塔2上部的废水进口接脱硫工艺水箱6，循环流化床脱硫吸收塔2上部的烟气出口接布袋除尘器3，布袋除尘器3的物料出口接物料循环空气斜槽4的物料进口，物料循环空气斜槽4的物料出口与循环流化床脱硫吸收塔2的返回循环物料进口连接，布袋除尘器3的清洁烟气出口经烟囱排出，布袋除尘器3产生的副产物通过物料出口7外排进行综合利用。

以下给出采用图1所述含多组分有机污染物废水脱硫装置进行脱硫的实施例。

实施例1

某钢厂使用本发明所述含多组分有机污染物废水脱硫装置，同时进行含多组分有机污染物焦化废水的净化和烧结烟气脱硫，烧结机头废烟气量为400,000m³/h，含硫量5,000mg/m³，其脱硫增湿降温工艺用水量为15t/h，钢厂预处理后的含多组分有机污染物焦化废水产生量为10t/h，配净水5t/h稀释后水量可满足脱硫用水的需求。具体实施如下：

1)来自钢厂的预处理后含多组分有机污染物焦化废水引致脱硫工艺水箱6，流量为10t/h；将工艺净水引入脱硫工艺水箱，流量≥5t/h。

2)来自钢铁厂烟气量为400,000m³/h，含硫量为5,000mg/m³的烧结烟气由烟道1进入循环流化床脱硫吸收塔2，与从吸收剂仓5加入的Ca(OH)₂吸收剂和物料循环空气斜槽4返回的循环物料混合后，通过来自脱硫工艺水箱6喷入的雾化含多组分有机污染物焦化废水降温增湿，完成对烧结烟气的脱硫反应和对废水中污染物组分的吸附脱除反应，整体反应时间约为6S。吸收剂Ca(OH)₂的耗量为2.2～3.2t/h，水耗量为15t/h，原烟气温度约150℃，净烟气温度约75℃。

3)脱硫吸收塔出口烟气进入布袋除尘器3，烟气中未反应完全的物料灰被布袋捕集后，大部分通过物料循环空气斜槽4与吸收剂仓5加入的吸收剂一起进入脱硫吸收塔2继续参加反应，少量作为副产物外排进行综合利用。

4)清洁烟气自布袋除尘器3的布袋净气室经由烟囱排出。

经检测出口净烟气SO₂浓度达400mg/m³以下，脱硫效率高达92％以上，净烟气中挥发酚含量小于0.001mg/m³，氨含量小于0.7mg/m³，各项参数均远低于环保排放标准。外排的副产物灰大部分以CaSO₃·1/2H₂O和CaSO₄形式存在，还包含少量CaCO₃、CaCl₂、(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄以及未反应完全的CaO、Ca(OH)₂等，整体偏碱性，对吸附的酚、氰等有机污染物具有良好的稀释和固化作用，不存在二次污染，可综合应用于矿山填埋、制砖、铺路等用途。

实施例2

某钢厂使用本发明所述含多组分有机污染物废水脱硫装置，同时进行含多组分有机污染物焦化废水的净化和烧结烟气脱硫，烧结机头废烟气量为2,400,000m³/h，含硫量1,200mg/m³，其脱硫增湿降温工艺用水量为37t/h；钢厂预处理后的含多组分有机污染物焦化废水产生量为28t/h，配净水9t/h稀释后水量可满足脱硫用水的需求。具体实施如下：

1)来自钢厂的预处理后含多组分有机污染物焦化废水引致脱硫工艺水箱6，流量为28t/h；将工艺净水引入脱硫工艺水箱，流量≥9t/h。

2)来自钢铁厂烟气量为2,400,000m³/h，含硫量为1,200mg/m³的烧结烟气由烟道1进入循环流化床脱硫吸收塔2，与从吸收剂仓5加入的Ca(OH)₂吸收剂和物料循环空气斜槽4返回的循环物料混合后，通过来自脱硫工艺水箱6喷入的雾化含多组分有机污染物焦化废水降温增湿，完成对烧结烟气的脱硫反应和对废水中污染物组分的吸附脱除反应，整体反应时间约为6S。吸收剂Ca(OH)₂的耗量为2.1～2.8t/h，水耗量为37t/h，原烟气温度约130℃，净烟气温度约75℃。

4)清洁烟气自布袋除尘器3的布袋净气室经由烟囱排出。

经检测出口净烟气SO₂浓度达100mg/m³以下，脱硫效率高达91.7％以上，净烟气中挥发酚含量小于0.003mg/m³，氨含量小于0.6mg/m³，各项参数均远低于环保排放标准。

Claims

1.含多组分有机污染物废水脱硫装置，其特征在于设有烟道、循环流化床脱硫吸收塔、布袋除尘器、物料循环空气斜槽、吸收剂仓和脱硫工艺水箱；循环流化床脱硫吸收塔的烧结烟气进口通过烟道外接钢铁厂烧结烟气排气口，循环流化床脱硫吸收塔下部的吸收剂进口接吸收剂仓，循环流化床脱硫吸收塔上部的废水进口接脱硫工艺水箱，循环流化床脱硫吸收塔上部的烟气出口接布袋除尘器，布袋除尘器的物料出口接物料循环空气斜槽的物料进口，物料循环空气斜槽的物料出口与循环流化床脱硫吸收塔的返回循环物料进口连接，布袋除尘器的清洁烟气出口经烟囱排出，布袋除尘器产生的副产物通过物料出口外排进行综合利用。

2.如权利要求1所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将含多组分有机污染物废水暂存于脱硫工艺水箱；

3.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤1)中，所述含多组分有机污染物废水来自钢铁厂预处理后的焦化废水，或者来自造纸黑液、洗毛、印染行业的高浓度难降解有机废水。

4.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤2)中，所述待脱硫烟气为来自钢铁企业烧结机厂的烧结机头烟气。

5.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤2)中，所述吸收剂为Ca(OH)₂。

6.如权利要求5所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤2)中，吸收剂Ca(OH)₂的用量根据烧结烟气量以及烟气中SO₂的浓度而定，按质量比，Ca/S为1.1～1.5。

7.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤2)中，含多组分有机污染物废水用量根据原烟气温度和净烟气温度而定，水的总体用量控制在使净烟气温度为70～90℃。

8.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤2)中，所述原烟气为未经处理的循环流化床脱硫吸收塔入口烧结烟气，净烟气为处理后达标排放的循环流化床脱硫吸收塔出口烟气，烧结烟气和含多组分有机污染物废水在循环流化床脱硫吸收塔内的反应过程持续时间为4～8s。

9.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤2)中，所述吸收剂加入添加剂，所述添加剂采用活性炭。

10.如权利要求2所述的所述含多组分有机污染物废水脱硫方法，其特征在于在步骤3)中，循环流化床脱硫吸收塔出口烟气进入布袋除尘器，烟气中未反应完全的物料灰被布袋捕集后，大部分烟气中未反应完全的物料灰通过物料循环空气斜槽与吸收剂仓加入的吸收剂一起进入循环流化床脱硫吸收塔继续参加反应，少量烟气中未反应完全的物料灰作为副产物外排进行综合利用。