CN104085954B - 电捕焦油废水多相分离器 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤化工回收技术领域，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多相组分有效分离的设备。该设备包括进出管口，稳流分散区、人字形分离聚集区、温度调控系统、自动液位监控系统。该设备可以在连续生产状态下，从电捕焦油废水中提取高附加值的轻质煤焦油，降低油中的含水量，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。本发明自动化程度高，分离效果好，主要适用于煤化工、石油化工、机械、餐饮等行业的污水除油过程。

Description

电捕焦油废水多相分离器

技术领域

本发明属于煤化工回收技术领域，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多相组分有效分离的设备。该设备包括进出管口，稳流分散区、人字形分离聚集区、温度调控系统、自动液位监控系统。该设备可以在连续生产状态下，从电捕焦油废水中提取高附加值的轻质煤焦油，降低油中的含水量，一次性实现轻油、水、重油和油渣的多相分离。本发明自动化程度高，分离效果好，主要适用于煤化工、石油化工、机械、餐饮等行业的污水除油过程。

背景技术

煤化工废水回收主要采用油水分离技术。油水分离的主要方法有重力分离法、离心分离法、电脱分离法、聚结分离法和化学处理法等。离心分离法和电脱分离法都需要外加动力设备、能耗高；化学处理法易引起二次污染，随着社会对环境护保的严格要求,应用也受到限制。目前，工业上应用广泛的是重力分离法、聚结分离法和将前两者结合于一体的波纹板聚结油水分离技术。

重力分离法在一定的压力和温度下,油水混相在分离器内流动过程中,由于油、水二相的密度差异,油滴在设备内上浮,水相则由于重力作用在设备内下沉。该法适用于油水密度相差较大的体系。

聚结分离法采用Stocks原理，即油滴的分离效率只与油水的物性、油滴粒径、处理量和油滴浮升面积有关。因此，采用多层波纹板组，通过缩短油滴浮升高度来提高油滴分离效率。同时，油水混相在板组内流动过程中，使油滴碰撞聚结的几率增大，小油滴在运动过程中不断聚结变大，在波纹板的下表面形成油膜，并沿板面移动，脱落，水相在重力作用下沉降，到达下层波纹板的上表面，最终更快地实现了油水分离。实际应用中，该技术也存在设计的分离器内部条件不理想，设备的有效利用率偏低，易堵塞，不好清理的问题。

国内焦炉煤气采用电捕焦油器净化后，产生大量的电捕焦油废水，其中含有高附加值的轻质煤焦油，以及重油、水和油渣。焦油废水与一般的油水混合体系不同：一般油水体系经过自然沉降后，油在上层，水在下层。但呈红褐色的焦油废水处理后，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。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。采用现有的简单沉降槽或油水分离器，不能使焦油废水各相组分分离完全，且轻油中水分含量很高。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，也就是重力法。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，沉降出的轻油和重油用管道抽取后进行深加工。该方法占地耗时，环境污染严重。因此，开发和设计高效油水分离器，对于提高资源的回收和利用具有重要的意义。

发明内容

本发明内容主要包括三个方面：

1.以温度调控为手段，改善流体物性和内在的分离环境，提高油水分离器的分离效率，实现轻油、水、重油和油渣多相组分的一次性分离。流体粘度是影响分离效率的原因之一，而焦油废水在20℃下，是凝固不流动。本发明首次提出通过改变温度的方式来提高油水分离效率，合适的温度条件对焦油废水的分离起关键作用。分离温度为25-80℃。

2.通过流体输入和输出区域的综合稳流分散设计，改善流体速度和状态，实现对轻油的高效回收。流体进入和排出箱体时，都会增加湍流状态，影响分离效果。进出综合稳流分散设计，有效减少体系湍流状态，提高分离效率。

3.通过对聚集板的人字形组装设计，提高油水分离效率，解决通道堵塞问题。人字形聚集板设计比波纹板技术更高效，且组装简单，不易堵塞。不同角度排列的每列聚集板之间有通道，轻油按附图2中的方向流动聚集。

本发明的技术方案为：

电捕焦油废水多相分离器包括以下几个部分：进出管口，进出稳流分散区、分离聚集区、温度调控系统、自动液位监控系统(说明书附图1)。进出管口包括废水进口，排气孔，轻油出口，重油出口，废水出口，油渣出口；进出稳流分散区包括输入条形和多孔栅栏（说明书附图3和4），输出多孔栅栏；分离聚集区包括油渣挡板，人字形聚集板（说明书附图2）；温度调控系统包括蛇管加热器和温度监控器；自动液位监控系统包括高低位液位探针和制动芯片。

附图说明

图1是电捕焦油废水多相分离器。1是废水入口，2是排气孔，3是轻油出口，4是水出口，5是重油出口，6是油渣出口，7是加热器，8是稳流栅栏，9是油渣挡板，10是液位监控器，11是水感应器，12是人字形分离聚集区。

图2是人字形分离聚集区左视图。分离板与水平面夹角为30-75°，图中向上箭头表示轻油的走向。

图3和图4分别是条形和多孔稳流栅栏，孔距为10-30cm。

具体实施方式

根据电捕焦油器中焦油废水排量，将焦油废水以1500kg/h流速泵入电捕焦油废水多相分离器中。废水先经条形栅栏和多空栅栏的稳流分散，然后通过油渣挡板，进入人字形分离组件区。轻油在人字形顶部的通道中集结后上升到顶部聚集区，重油在人字形底部的通道中集结后下降到底部聚集区。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：油泵将油抽出后，吸水阀关闭，控水阀和再循环阀开启，则干净水通过控水阀进入到处理器中，油泵停止工作。

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。

技术效果对比如表1所示。本发明对焦油废水的处理效率高，产品质量好，明显优于沉降池法。

表1废水处理技术对比

	人工沉降池	焦油废水多相分器
			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	蛇管加热器
加热介质	热水	尾气
			工作周期	24h	2h
轻油含水量	3-6%	<3%

Claims (7)

1.一种电捕焦油废水多相分离器，特征是包括进出管口，进出稳流分散区、人字形分离聚集区、温度调控系统、自动液位监控系统；进出稳流分散区包括输入条形和多孔栅栏、输出多孔栅栏；人字形分离聚集区包括油渣挡板、人字形聚集板；自动液位监控系统包括高低位液位探针和制动芯片；根据电捕焦油器中焦油废水排量，将焦油废水以1500kg/h流速泵入电捕焦油废水多相分离器中，废水先经条形栅栏和多孔栅栏的稳流分散，然后通过油渣挡板，进入人字形分离聚集区；轻油在人字形顶部的通道中集结后上升到顶部聚集区，重油在人字形底部的通道中集结后下降到底部聚集区；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。

2.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离器，其特征在于：所述多相分离器温度可控，操作温度在25-80℃之间。

3.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离器，其特征在于：所述人字形分离聚集区的分离板材为合成高分子材料、不锈钢，分离板与水平面夹角为30-75°。

4.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离器，其特征在于：所述条形和多孔栅栏的材质为高分子材料和不锈钢。

5.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离器，其特征在于：所述多相分离器由泵和探针控制各相进出过程，是连续化生产工艺。

6.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离器，其特征在于：所述进出管口包括废水进口，排气孔，轻油出口，重油出口，废水出口，油渣出口。

7.如权利要求1所述电捕焦油废水多相分离器，其特征在于：该多相分离器提取轻质煤焦油，轻质煤焦油中水分含量低于3%。