CN103848476A - 电捕焦油废水多相分离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明名称是电捕焦油废水多相分离工艺，属于煤化工技术领域。本发明涉及一种用于焦炉煤气经电捕焦油净化工段后产生的电捕焦油废水中轻质煤焦油的回收和电捕焦油尾气余热利用的工艺方法。该工艺方法包括一次电捕焦油，尾气控温，焦油废水处理等步骤。利用该工艺方法可以从电捕焦油废水中提取高附加值的轻质煤焦油，所得轻油含水量不超过3%，一次性实现轻油、水、重油和油渣的多相分离，同时综合利用电捕焦油尾气的热能，获得可观经济效益。可取代目前的沉降池，减少废水对环境的污染，降低治污成本。

Description

电捕焦油废水多相分离工艺

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，涉及一种用于焦炉煤气经电捕焦油净化工段后产生的电捕焦油废水中轻质煤焦油的回收和电捕焦油尾气余热利用的工艺方法。该工艺方法包括电捕焦油，尾气导入，焦油废水处理等步骤。该工艺方法主要目的是从电捕焦油废水中提取高附加值的轻质煤焦油，一次性实现轻油、水、重油和油渣的多相分离，同时对电捕焦油尾气的热能进行综合利用，获得可观的经济效益。并可取代目前的沉降池，消除废水对环境的污染，节约大笔治理污染费用。

背景技术

国内焦炉煤气的净化工艺形式很多，主要工艺技术是采用电捕焦油技术，该工艺产生大量的电捕焦油废水中，含有高附加值的轻质煤焦油，以及重油，水和油渣，对轻油的分离和提取成为新工艺技术开发的亮点。目前，国内最大的煤炭基地陕西省榆林市神木地区兰碳生产厂家对电捕焦油废水处理均采用的是人工沉降池法。年产5万吨兰碳厂的焦油废水沉降池，规格是长20米，宽12米，深4米。沉降池上方用蓝色塑料层覆盖以减少组分挥发。由电捕焦油器出来的焦油废水在沉降池中沉降24小时后，沉降出的轻油用管道抽取后进行深加工。该工艺占地耗时，环境污染严重。

从文献查新检索看，国内焦炉煤气净化工艺形式多样，主要形式是高温余热回收、除尘、捕雾、冷却、净化等工艺。通常由冷凝鼓风、除萘、电捕除焦、脱硫脱氰、脱氨、洗苯、脱硫回收等单元组成，在实际应用时再根据条件和需要采用不同工艺流程。轻质煤焦油(轻油)是指焦炉煤气在低温阶段冷凝下来的焦油，而对于轻质煤焦油(轻油)的回收应用上，文献中^[A2-A3]主要将用于煤气除萘工序中，如提出的“轻质焦油洗萘技术”，其轻油来源一般为初冷器冷凝液中的焦油、电捕焦油器中冷凝液中的焦油等。同时部分专利技术^[A6-A11]在煤气净化处理中，采用二级“电捕轻油器”来回收轻油。

A1-A4均为期刊论文类文献是对焦炉煤气净化工艺的综合介绍，较全面的介绍了焦炉煤气净化技术，但其对轻质焦油回收应用只是介绍了“轻油洗萘技术”。A3也是该技术的介绍，均未提出“电捕焦油器废水中轻油回收方案”，只是指出将“电捕焦油器液封槽提高，高于横管下段冷凝槽”方便轻油的自流。文献A4是山西化工院的焦炉煤气净化改进工艺，主要包括焦炉煤气的高温热回收、除尘、除焦油、冷却、净化等，也未看到轻油回收的具体工艺技术。目前涉及轻质焦油的提取和回收工艺的专利技术，采用的是“焦炉煤气经除尘脱硫产生的废水经沉淀池沉淀,分离出煤焦油。沉淀液送入过滤器分离出灰渣和碱水,碱水经溶液池返回洗气塔喷淋洗气;废气经脱水后再进入电捕焦油器,进一步回收煤焦油，该项目类同于“沉降池法”。大多采用了二级“电捕轻油器”的装置来回收轻质焦油。如采用“两段式煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、电捕轻油器、风冷器、间冷器和废热换热器”；净化冷却方法为“两段式煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、电捕轻油器、风冷器、间冷器、废热换热器”；轻油捕集单元为“急冷塔和一级电捕焦油器构成的焦油捕集单元、二级电捕轻油器构成”；采用“采用管路连接的提质炉、旋风除尘器、风冷器冷、电捕焦油器、间冷器、电捕轻油器和煤气风机”构成，都是采用电捕轻油器来进行轻质焦油的回收。

电捕轻油器回收工艺实质是二次电捕焦油工艺。从节能角度讲，该工艺不具备节能优势。因为一次电捕焦油后的产生焦油废水的含水量最高能达到60%，大大增加了二次电捕焦油的负荷，同时不能保证轻油中水的含量，需要后续的水净化工序。本发明用高效油水分离器取代沉淀池和电捕轻油器的工艺，对焦油废水的处理效率高，轻油产品质量好，明显优于其它方法，技术上具有先进性；实现轻油、水、重油和油渣多相组分的一次性分离，对轻油的高效回收，对电捕焦油尾气余热充分利用。

参考文献

A1焦炉煤气净化新技术综述       //徐翰初，韩永霞,安徽工业大学,山东冶金-2004.26(2).-1-6 

A2浅谈煤化工企业的废水处理　　 //刘亚洲,国电英力特能源化工集团股份有限公司,企业技术开发-2011(5).-86-86 

A3用轻质焦油进行洗萘的探讨　　 //李少源,南京钢铁联合有限公司炼铁新厂,南钢科技与管理-2005(2).-47-49 

A4焦炉煤气净化工艺研究　　 //牛燕霞,山西省化工设计院,科技情报开发与经济-2010(32).-191-193 

A5从燃煤锅炉和炉窑尾气中回收煤焦油并脱硫除尘的方法//任力军,申请号：201110023517.9  

A6一种煤炭气化冷却工艺方法及装置 //王明亮;成文明, 邹平三星机械制造有限公司,申请号：200810014016.2

A7一种热脏高温煤气净化冷却方法//赵友谊;纪淑芸, 邹平县华星热能环保设备有限公司,申请号：200810016214.2

A8一种煤炭气化冷却装置 //王明亮;成文明, 邹平三星机械制造有限公司,申请号：200820016751.2 

A9流化床裂解煤气净化和焦油回收系统 //岑可法;王源, 浙江大学;淮南矿业(集团)有限责任公司,申请号：200820039463.9

A10提质炉煤气净化设备系统//付钢锋;杜明芳, 山东义升环保设备有限公司,申请号：201020242800.1

A11固定床式煤炭气化设备系统//孙亮;付钢锋, 山东义升环保设备有限公司,申请号：201020669790.X

发明内容

   目前电捕焦油废水处理工艺主要是两种方法，一种是采用电捕轻油器的回收工艺，其实质是二次电捕焦油工艺。存在以下问题：一次电捕焦油后的产生焦油废水的含水量最高能达到60%，增加二次电捕焦油的负荷，同时所得轻油中水份含量高，不能满足轻油后期加工的需要。因此，无论从节能角度还是轻油质量角度讲，该工艺都存在不足。另一种是沉降法。目前采用的人工沉降池占地，耗时，效率低。这和焦油废水性状有关。焦油废水与一般的油水混合体系不同。一般油水体系经过一段时间的自然沉降后，根据密度不同，油在上层，水在下层。但呈红褐色的焦油废水经处理后，呈现四层状态，上层为轻油，中层为水层，下层为液态的重油和固体油渣层。同时由于电捕焦油废水粘度较大，轻油密度与水的密度相差小，所以轻油分离困难，甚至有时无法从重油和水相中分离出来。因此，采用现有的简单沉降槽或油水分离器，无法使焦油废水各相分离完全，轻油中水分含量高。本发明采用自行设计生产的高效油水分离器取代沉淀池和电捕轻油器，设计电捕焦油废水多相分离工艺，对焦油废水的处理效率高，轻油产品质量好，明显优于其它方法，技术上具有先进性；实现连续生产状态下的轻油、水、重油和油渣多相组分的一次性分离，对有效成分的高效回收，对电捕焦油尾气余热充分利用。

技术方案：

本发明是电捕焦油废水多相分离工艺，主要包括以下过程：一次电捕焦油，尾气热利用和焦油废水处理（工艺流程示意图见说明书附图）。一次电捕焦油采用电捕焦油器将焦炉煤气净化后排出，进入废热交换器，为焦油废水处理器的控制热源，根据处理器温度要求调节水和气的流量；产生的电捕焦油废水进入焦油废水处理器，在其中经稳流分散，分离聚集，产生四相组分，轻油、水、重油和油渣，通过液面监控系统，分别从各自管口泵送排出。

 

附图说明

   附图是电捕焦油废水多相分离工艺流程图。主要设备是1电捕焦油器，2是废热交换器，3是焦油废水处理器。物料走向如附图所示。

 

具体实施方式

    如附图所示，焦炉煤气经电捕焦油器后，产生的焦油废水电捕焦油器右侧下出口排出，常规温度为50℃，以1500-2000kg/h流速泵入电捕焦油废水处理器。废水先经栅栏的稳流分散，然后通过油渣挡板，进入分离组件区。轻油集结后上升到轻油聚集区。水泵将分离的水经出水管口抽出，同时在排放管处设取样口。

   当电捕焦油废水处理器中的低位油面探针和高位油面探针检测到油时，水泵停机，油泵开始工作，将轻油从聚集区中经轻油出口抽出，进入轻油储槽。直到高位油面探针检测到水，油泵停机，水泵启动。可人工操作终止这个过程。重油和油渣此时可以从各自管口排出。如果当大量气体进入处理器时，使泵停机，将所有空气从排气孔排出后，泵启动。

   分离组件区的清洗过程简单：换热器热水通过控水阀从轻油口进入到处理器中，从重油和油渣出口排出。

   处理器开始工作前，设定好分离温度25-80℃，启动废热交换器，使处理器内部温度达到设定值。

   工艺效果对比如表1所示。本项目对废水的处理效率高，产品质量好，明显优于沉降池法。

   本发明针对煤化工企业存在的资源浪费和环境污染问题，提出电捕焦油废水和尾气余热的处理和综合利用的工艺方法，实现了连续工作状态下，从电捕焦油废水中提取高质量轻油，同时减少废水对环境的污染，为企业带来非常可观经济效益，同时节约大笔治理污染、保护环境的费用。本项目的研制对煤化工领域的污染治理提供了良好技术路线和方法。

   本工艺简单，易于实施。自2010年经陕西省榆林市神木县恒升煤化工有限公司，新疆维吾尔自治区拜城市众泰煤焦化有限公司等多家企业应用，企业累计销售额均达700万元以上，为企业创造了可观的社会效益和经济效益。

 

表1废水处理工艺对比

	人工沉降池法	焦油废水处理器法
			处理量	混合焦油36-46吨/日	混合焦油36-46吨/日
主要设备	沉淀池	处理器
			占地面积	4m×3m×3m	2m×1m×0.5m
数量	3-4个	1台
			加热方式	池中插加热管	夹套加热
加热介质	热水	尾气
			工作周期	24h	2h
轻油含水量	3-6%	<3%

Claims (6)

1.本发明属于煤化工技术领域，涉及一种电捕焦油废水中轻质煤焦油的回收和电捕焦油尾气余热利用的工艺方法。

2.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离工艺方法，特征是主要设备是电捕焦油器、废热交换器和电捕焦油废水处理器，不使用沉降池和电捕轻油器。

3.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离工艺方法，特征是用于焦炉煤气经电捕焦油净化工段后产生的焦油废水处理。

4.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离工艺方法，特征是以电捕焦油尾气余热为焦油处理器的热源。

5.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离工艺方法，特征是设定分离温度为25-80℃，启动废热交换器，使焦油废水处理器内部温度达到设定值。

6.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离工艺方法，特征是一次性实现轻油、水、重油和油渣的多相分离，提取轻质煤焦油，轻油中水分含量不高于3%。

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