CN103977588A - 利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统 - Google Patents

Abstract

一种利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统，包括焦炉烟囱、引风机、再生釜，再生釜包括壳体和设置在壳体内的换热管，在壳体上设置物料进口、物料出口、排渣口以及连通换热管的烟气进、出口；引风机的输入口连通焦炉烟囱中下部，输出口连通再生釜上的烟气进口，再生釜上的烟气出口通过管道连通焦炉烟囱中上部，其通过采用焦炉烟囱烟气替代蒸汽进行粗苯乳化物分离再生，可以实现烟气余热的全年回收利用，节省了蒸汽能源消耗，降低了生产成本；相对原粗苯乳化物再生分离技术，不再产生冷凝水，减少了冷凝水处理费用。

Description

利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统

技术领域

本发明涉及焦化技术领域，具体涉及到利用焦化炉烟气余热分离再生粗苯乳化物的系统。

背景技术

煤焦化、化学工业、医药工业等在生产过程中均产生大量的高浓度含酚废水。废水中的酚不仅会对农业和渔业造成巨大的损失，而且危害人体健康。若长期饮用被酚污染的水，会出现慢性中毒，引起头痛、头晕、疲劳、失眠、耳鸣、贫血以及神经系统病症，酚也是一种公认的致癌物。另一方面，有机酚类化产品用途相当广泛,是重要的化工原料。为了确保外排水合格和回收酚类化学品，国内外已经开发了多种高浓度含酚废水酚类物质回收工艺，常用方法主要有物理法、化学法和生化法。物理法和化学法主要包括吸附、萃取、气提及蒸馏、离子交换、膜分离、化学氧化、光催化氧化等方法。

在焦化行业，高浓度含酚废水主要来自于焦炉产生的剩余氨水、生化产品加工过程中产生的工艺废水、煤气终冷水、煤气水封水等，其主要含量见表1所示。

表1 大型焦化厂各种酚水的水质

为了对高浓度含酚废水进行深度处理，以达到外排或回用的目的，首先将高浓度含酚废水集中收集起来，先经重力沉降，除去其中所含的焦油渣、焦油、煤灰杂质等；再进行除油，除去其中含有的轻油；再进行溶剂脱酚，除去其中的酚类物质；再进行脱氨处理，分解和降低其中的游离氨、固定氨盐、硫化物、氰化物等，最后再送生化深处理工序进行深度处理。

在高浓度含酚废水溶剂脱酚工序，利用粗苯作为萃取剂萃取分离剩余氨水中酚类物质的萃取－洗涤工艺依然是应用最为广泛的方法。

经静止除油后的高浓度含酚废水进入萃取塔上部的废水分布器；粗苯萃取剂进入萃取塔下部的萃取剂分布器。在萃取塔内，萃取剂、高浓度含酚废水由于密度的不同在萃取塔内逆向流动而充分接触，高浓度含酚废水中的酚类物质便转移到萃取剂中。脱酚后的废水在萃取塔底部与萃取剂分离后，进入脱酚废水分离器，经脱酚废水中间槽、脱酚废水泵送往蒸氨工段；萃取酚类物质后的萃取剂在萃取塔顶部与废水分离后进入清洗塔，澄清后依次进入三个可以任意串联的碱洗塔，从最后一个碱洗塔顶部进入循环油槽，完成一次循环。在碱洗塔内，萃取剂从碱洗塔底部缓慢上升过程中与氢氧化钠溶液充分接触，酚类物质与碱反应，萃取剂从最后一个碱洗塔顶部流入萃取剂循环槽。

高浓度含酚废水与粗苯在萃取塔萃取过程中，高浓度含酚废水PH值在8-9，碱性条件下进行溶剂脱酚，容易使萃取剂发生乳化现象；萃取剂在循环使用过程中不可避免的含有焦油、酚盐等，也易造成乳化现象；此外筛板振幅或搅拌强度过大等也可能造成乳化现象。为保证萃取剂质量，减少萃取塔内的乳化，除去溶于萃取剂中的焦油、酚盐等高沸点杂质，需要进行萃取剂的再生。萃取剂的再生数量一般为循环量的2-3％。

萃取塔、清洗塔放出的乳化物进入地下油槽，与需要再生的粗苯萃取剂进入再生系统进行再生,再生一般使用0.5MPa蒸汽进行加热，控制再生釜底温度80-120℃，再生釜柱出口温度控制在110℃,再生过程中蒸汽消耗量较大，成本较高。

另一方面，焦化厂焦炉炼焦过程中产生大量的焦炉烟气，焦炉烟气经蓄热室预热空气后，温度从1000℃降到300℃左右后经总烟道直接排到大气中。如果采取措施将这部分热量代替蒸汽再生高浓度含酚废水萃取过程中产生的粗苯乳化物，将会给企业节省大量蒸汽能耗费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够利用焦化炉烟气余热分离粗苯乳化物的系统，其不仅回收利用了烟气余热，而且替代了目前普遍采取的蒸汽分离方式，不生成冷凝水，不不进行冷凝水处理工序，减少了污染排放，降低生产成本。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案是：一种利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统，包括焦炉烟囱、引风机、再生釜、乳化物存储槽、乳化物输送泵、冷却器、真空泵、密封渣槽、油水分离器、粗苯萃取剂槽、萃取剂泵、高浓度酚水槽、酚水输送泵；

所述再生釜包括壳体和设置在壳体内的换热管，在所述壳体上设置物料进口、物料出口、排渣口以及连通换热管的烟气进、出口；

所述引风机的输入口连通焦炉烟囱中下部，输出口连通所述再生釜上的烟气进口，所述再生釜上的烟气出口通过管道连通焦炉烟囱中上部；

所述乳化物存储槽的排出口连通所述再生釜上的物料进口，且二者之间的连通管道上设置所述乳化物输送泵；

所述再生釜上的排渣口连通所述密封渣槽；

所述再生釜上的物料出口连通所述冷却器上的物料仓入口，所述冷却器上的物料仓出口连通所述油水分离器上的物料入口；

所述冷却器的物料仓腔连接真空泵；

所述油水分离器上的分离物输出口连通所述粗苯萃取剂槽的入口，所述粗苯萃取剂槽上的出口连接所述萃取剂泵，所述萃取剂泵再连通萃取塔；

所述油水分离器上的废水输出口连通所述高浓度酚水槽的入口，所述高浓度酚水槽上的出口连接所述酚水输送泵，所述酚水输送泵再连通萃取塔。

进一步，所述再生釜的壳体包括主壳体、左端盖及右端盖，所述换热管为U型管；所述再生釜还包括管板和设置在主壳体内的多个折流板；

所述主壳体的左、右两端开口，且边缘处设置连接法兰；

所述左端盖呈箱体结构，其开口处设置法兰与所述主壳体左端连接法兰密封连接，在所述左端盖的壁体的下部设置物料进口；

所述右端盖呈箱体结构，在其内腔中部设置有分隔板，在其壁体上对应所述分隔板分成的两腔分别设置烟气进口、烟气出口，其开口处设置法兰与所述主壳体右端连接法兰密封连接；

所述管板设置在所述主壳体右端口与右端盖之间，且所述右端盖内的分隔板端部连接所述管板；

所述管板上分布有多个通孔，所述换热管在所述壳体内左右向设置，且开口端与管板上的通孔配合；

所述的各换热管开口端的两端口分别对应所述右端盖上与烟气进口连通的腔室、与烟气出口连通的腔室；

在所述主壳体右端处壁体的上部设置物料出口，在所述主壳体右端处壁体的下部设置排渣口；

所述主壳体内壁的底面相对水平面向下倾斜；

所述折流板为半圆形，其径向尺寸为所述主壳体径向尺寸的1/2至2/3，在所述折流板上设置通孔，所述换热管穿过所述折流板上的通孔；

相邻两折流板左右相间，上下对应布置。

进一步，在所述主壳体的中部设置有环状的膨胀节。

本发明的有益效果是：

(Ⅰ)通过采用焦炉烟囱烟气替代蒸汽进行粗苯乳化物分离再生，可以实现烟气余热的全年回收利用，节省了蒸汽能源消耗，降低了生产成本；

(Ⅱ)该技术相对原粗苯乳化物再生分离技术，不再产生冷凝水，减少了冷凝水处理费用；

(Ⅲ)该技术主要针对烟囱及再生釜蒸部分进行修改，改造工程量不大，但环保及成本控制效果显著；

(Ⅳ)该系统结构简单，易实施，投资小，有较好的实用价值及经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中再生釜的结构示意图；

图中：1焦炉烟囱  2引风机  3再生釜  31主壳体  32左端盖  33右端盖  34管板  35换热管  36折流板  37膨胀节  4乳化物存储槽  5乳化物输送泵  6冷却器  61真空泵  7密封渣槽  8油水分离器  9粗苯萃取剂槽  10萃取剂泵  11高浓度酚水槽  12酚水输送泵。

具体实施方式

为便于理解本发明的技术方案，下面结合附图对其中所涉及的技术内容作进一步说明。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，根据实际情况，在本系统中各部件之间的连接管道上，根据具体需要必然设置有开关阀和/或流量控制阀，因为其为本领域人员公知，所以在对本发明的描述中，并没有具体说明，但这不应当认为会对本发明的保护及公开充分性形成影响。

如图1所示，一种利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统，包括焦炉烟囱1、引风机2、再生釜3、乳化物存储槽4、乳化物输送泵5、冷却器6、真空泵61、密封渣槽7、油水分离器8、粗苯萃取剂槽9、萃取剂泵10、高浓度酚水槽11、酚水输送泵12。

所述的乳化物存储槽4、乳化物输送泵5、冷却器6、真空泵61、密封渣槽7、油水分离器8、粗苯萃取剂槽9、萃取剂泵10、高浓度酚水槽11、酚水输送泵12等均为现有设备。其中乳化物存储槽4的入口连接系统乳化物源，粗苯萃取剂槽9连通外来萃取剂源，高浓度酚水槽11连通外来高浓度酚水源。

所述再生釜3包括壳体和设置在壳体内的换热管，在所述壳体上设置物料进口、物料出口、排渣口以及连通换热管的烟气进、出口。

所述引风机2的输入口连通焦炉烟囱1下部，所述引风机2的输出口连通所述再生釜3上的烟气进口，所述再生釜3上的烟气出口通过管道连通焦炉烟囱1上部。所述引风机2与所述再生釜3上烟气进口之间的管道上设置流量调节阀，通过控制该流量调节阀来控制输送入再生釜3内的烟气量，最终实现对再生釜3内部蒸馏温度的调节控制。

所述乳化物存储槽4的排出口连通所述再生釜3上的物料进口，且二者之间的连通管道上设置所述乳化物输送泵5。所述再生釜3上的排渣口连通所述密封渣槽7。所述再生釜3上的物料出口连通所述冷却器6上的物料仓入口，所述冷却器6上的物料仓出口连通所述油水分离器8上的物料入口。所述冷却器6的物料仓腔连接真空泵61。

所述油水分离器8上的分离物输出口连通所述粗苯萃取剂槽9的入口，所述粗苯萃取剂槽9上的出口连接所述萃取剂泵10，所述萃取剂泵10再连通萃取塔。所述油水分离器8上的废水输出口连通所述高浓度酚水槽11的入口，所述高浓度酚水槽11上的出口连接所述酚水输送泵12，所述酚水输送泵12再连通萃取塔。

如图2所示，为再生釜3的一种具体结构。所述再生釜3的壳体包括主壳体31、左端盖32及右端盖33，所述换热管35为U型管。所述再生釜3还包括管板34和设置在主壳体31内的多个折流板36。

所述主壳体31呈圆柱状筒体，其左、右两端开口，且端口边缘处设置连接法兰。

所述左端盖32呈箱体结构，其开口处设置法兰与所述主壳体31左端连接法兰之间密封连接，在所述左端盖32壁体的下部设置物料进口。

所述右端盖33呈箱体结构，在其内腔中部设置有分隔板，在其壁体上对应所述分隔板分成的两腔分别设置烟气进口、烟气出口，所述右端盖33开口处设置法兰与所述主壳体31右端连接法兰之间密封连接。所述管板34设置在所述主壳体31右端口与右端盖33之间，且所述右端盖33内的分隔板端部连接所述管板34。即管板34为圆形板，其边缘被密封夹持在所述主壳体31右端法兰与右端盖33法兰之间。

所述管板34上分布有多个通孔，所述换热管35在所述壳体内左右向设置，且开口端与管板34上的通孔配合。而且，所述的各换热管35开口端的两端口分别对应右端盖33上与烟气进口连通的腔室、与烟气出口连通的腔室。

在所述主壳体31右端处壁体的上部设置物料出口，在所述主壳体31右端处壁体的下部设置排渣口。为了保证蒸馏后残留渣体充分排出，使所述主壳体31内壁的底面相对水平面向下倾斜，倾斜角度控制在10°至20°。

所述折流板36为半圆形，其径向尺寸为所述主壳体31径向尺寸的1/2至2/3，在所述折流板36上设置通孔，所述换热管35穿过所述折流板36上的通孔。相邻两折流板36左右相间，上下对应布置。折流板36的设置，目的是保证送入的物料流体的湍流性以及减缓物料流体的轴向流速，保证物料流体充分与换热管35内的烟气进行换热，实现对物料流体的充分蒸馏。

为了克服热胀冷缩带来的壳体变形，在所述主壳体31的中部设置有环状的膨胀节37。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (3)

1.一种利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统，包括乳化物存储槽、乳化物输送泵、冷却器、真空泵、密封渣槽、油水分离器、粗苯萃取剂槽、萃取剂泵、高浓度酚水槽、酚水输送泵，其特征是：

还包括焦炉烟囱、引风机和再生釜；

所述再生釜包括壳体和设置在壳体内的换热管，在所述壳体上设置物料进口、物料出口、排渣口以及连通换热管的烟气进、出口；

所述引风机的输入口连通焦炉烟囱中下部，输出口连通所述再生釜上的烟气进口，所述再生釜上的烟气出口通过管道连通焦炉烟囱中上部；

所述乳化物存储槽的排出口连通所述再生釜上的物料进口，且二者之间的连通管道上设置所述乳化物输送泵；

所述再生釜上的排渣口连通所述密封渣槽；

所述再生釜上的物料出口连通所述冷却器上的物料仓入口，所述冷却器上的物料仓出口连通所述油水分离器上的物料入口；

所述冷却器的物料仓腔连接真空泵；

所述油水分离器上的分离物输出口连通所述粗苯萃取剂槽的入口，所述粗苯萃取剂槽上的出口连接所述萃取剂泵，所述萃取剂泵再连通萃取塔；

所述油水分离器上的废水输出口连通所述高浓度酚水槽的入口，所述高浓度酚水槽上的出口连接所述酚水输送泵，所述酚水输送泵再连通萃取塔。

2.根据权利要求1所述的利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统，其特征是：

所述再生釜的壳体包括主壳体、左端盖及右端盖，所述换热管为U型管；

所述再生釜还包括管板和设置在主壳体内的多个折流板；

所述主壳体的左、右两端开口，且端口边缘处设置连接法兰；

所述左端盖呈箱体结构，其开口处设置法兰与所述主壳体左端连接法兰密封连接，在所述左端盖壁体的下部设置物料进口；

所述右端盖呈箱体结构，在其内腔中部设置有分隔板，在其壁体上对应所述分隔板分成的两腔分别设置烟气进口、烟气出口，所述右端盖开口处设置法兰与所述主壳体右端连接法兰密封连接；

所述管板设置在所述主壳体右端口与右端盖之间，且所述右端盖内的分隔板端部与所述管板之间密封连接；

所述管板上分布有多个通孔，所述换热管在所述壳体内左右向设置，且开口端与管板上的通孔配合；

所述的各换热管开口端的两端口分别对应所述右端盖上与烟气进口连通的腔室、与烟气出口连通的腔室；

在所述主壳体右端处壁体的上部设置物料出口，在所述主壳体右端处壁体的下部设置排渣口；

所述主壳体内壁的底面相对水平面向下倾斜；

所述折流板为半圆形，其径向尺寸为所述主壳体径向尺寸的1/2至2/3，在所述折流板上设置通孔，所述换热管穿过所述折流板上的通孔；

相邻两折流板左右相间，上下对应布置。

3.根据权利要求2所述的利用烟气余热分离粗苯乳化物的系统，其特征是：在所述主壳体的中部设置有环状的膨胀节。