CN105174588B - 焦化行业脱硫废水零排放处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦化行业脱硫废水零排放处理系统，包括顺次布置的沉淀池：脱硫废水于沉降池内通过沉降分离除去大部分悬浮物；氧化设备组合：使脱硫废水进行氧化反应，脱硫废水中的亚硫酸盐被氧化成对应的硫酸盐，废水中的硫代硫酸盐氧化成固体硫磺和对应的硫酸盐，且固体硫磺与脱硫废水完成固液分离；脱色设备组合：使氧化后的脱硫废水进行脱色反应以获得澄清废水；结晶提盐设备组合：将脱硫废水中的硫酸盐和硫氰酸盐分别结晶析出，析出的固体结晶盐通过离心分离获得；设备中的加热设备外接来自焦化行业焦炉尾气的余热回收所产生的热蒸汽。本发明结合烟气余热回收，实现了焦炉尾气余热、固体盐和高品质凝水的三重回收。

Description

焦化行业脱硫废水零排放处理系统

技术领域

本发明属于焦化行业脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种以焦炉尾气余热作为热源，对脱硫废水结晶处理以实现零排放的处理系统。

背景技术

随着国家资源节约和环境保护力度的加强，节能减排是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。“十一五”规划《纲要》提出了万元GDP能耗降低20%，主要污染物排放减少10%的目标。同时，明确提出要发展循环经济。

目前，国内焦化行业所产生的含硫氰酸盐的脱硫废水处理难度较大，去生化处理站会使微生物中毒而杀死菌种；有些厂家选择喷洒至煤场进行配煤炼焦，但由于每天废水产生量很大，不仅难以实现完全吸收这些废水，而且会影响焦炭本来的品质，多余的废水由于渗透还对地下水源形成污染。

本发明就是在以上背景之下开发新的符合国家环保、节能大政方针的焦化污水处理系统，特别是针对与含硫氰酸盐废水的零排放处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种适于焦化行业脱硫废水的处理系统，实现对脱硫废水的预处理、氧化、脱色、浓缩、结晶、重结晶等工序，最终得到符合国家工业盐一等品规格的硫氰酸盐和硫酸盐，整个系统中所涉及的加热装置均外接来自焦炉烟气的余热回收。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种焦化行业脱硫废水零排放处理系统，包括顺次布置的

沉淀池：脱硫废水于沉降池内通过沉降分离除去大部分悬浮物；

氧化设备组合：使脱硫废水进行氧化反应，脱硫废水中的亚硫酸盐被氧化成对应的硫酸盐，废水中的硫代硫酸盐氧化成固体硫磺和对应的硫酸盐，且固体硫磺与脱硫废水完成固液分离；

脱色设备组合：使氧化后的脱硫废水进行脱色反应以获得澄清废水；

结晶提盐设备组合：将脱硫废水中的硫酸盐和硫氰酸盐分别结晶析出，析出的固体结晶盐通过离心分离获得；

上述氧化设备组合、脱色设备组合和结晶提盐设备组合中的对应加热设备外接来自焦化行业焦炉尾气的余热回收所产生的热蒸汽。

具体地，所述氧化设备组合包括氧化反应釜、风机、离心机，所述氧化反应釜配置有蒸汽伴热夹套，蒸汽伴热夹套外接焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，所述风机用于向脱硫废水中持续曝气，所述离心机作为氧化反应结束后的固液分离。

具体地，所述脱色设备组合包括脱色釜、离心机、清液储罐、冷凝器，脱硫废水在脱色釜中通过活性碳吸附剂进行脱色，所述脱色釜配置蒸汽伴热夹套，蒸汽伴热夹套外接焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，脱色釜配置有抽真空系统，并通过与冷凝器的配合实现在脱色反应过程中对脱硫废水进行初步的闪蒸浓缩，所产生的二次蒸汽在冷凝器内变成凝水，离心机用于在脱色完成后分离活性炭吸附剂，所述清液储罐与离心机连接用于储存脱硫废水澄清液。

具体地，上述结晶提盐设备组合包括蒸发结晶设备组合、冷却结晶设备组合和重结晶设备组合。

蒸发结晶设备组合包括蒸发釜、转料罐、转料泵、离心机、凝水储罐，所述蒸发釜用于脱色后的脱硫废水清液的蒸发浓缩，蒸发釜配置蒸汽伴热夹套，蒸汽伴热夹套外接焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，蒸发浓缩所形成的二次蒸汽在冷凝器内变成凝水，并收集于凝水储罐内；离心机用于分离硫酸盐结晶固体和硫氰酸盐母液，所述转料罐与离心机连接用于储存硫氰酸盐母液，转料泵设置在离心机与转料罐之间的连接管路上。

冷却结晶设备组合包括结晶釜、母液罐、母液泵、离心机，所述结晶釜用于硫氰酸盐母液的冷却结晶，离心机用于分离硫氰酸盐结晶固体和母液，所述母液罐与离心机连接用于储存母液，所述母液泵设置在离心机与母液罐之间的连接管路上。

重结晶设备组合包括转料泵及配备的切换管路，设置在脱色设备组合、蒸发结晶设备组合、冷却结晶设备组合之间，使母液与脱色后的澄清脱硫废水混合以实现结晶循环。

与现有技术相比，本发明的优点在于：针对焦化行业脱硫废水的特征，制定了一种脱硫废水的零排放处理系统，通过对焦炉尾气余热的回收，并以余热回收产生的蒸汽作为脱硫废水处理工序中氧化、脱色、结晶等阶段的热源，达到节能减排的作用。结晶提盐设备组合实现了对脱硫废水氧化及脱色处理后再进行蒸发结晶，从而获得可回收利用的凝水和能够产生经济效益的工业精盐，减少了废水废物的排放。

附图说明

图1为本发明实施例中脱硫废水零排放处理工艺流程图；

图2为本发明实施例中脱色主体设置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，本实施例中针对焦化行业生产过程中产生的脱硫废水处理而提出的处理系统及工艺。一改传统多效热法及膜法的单一处理方式，结合烟气余热回收装置，实现焦炉尾气余热、固体盐和高品质凝水的三重回收。本发明与传统脱硫废水处理系统及方式进行相比，在达到同样处理效果时，处理成本更低，能耗降低50%以上，运行更加稳定。

对焦炉尾气尽心余热回收，余热回收所形成的高品质蒸汽作为脱硫废水处理工艺的热源。本实施例中脱硫废水的主要成分包括过饱和亚硫酸铵、硫酸铵、硫代硫酸铵和重金属及悬浮物。

本实施例中脱硫废水处理的具体系统结构及工艺如下描述：

（1）废水预处理：将脱硫废水打入沉降池，通过沉降分离作用除去大部分悬浮物。

（2）氧化：向脱硫废水中加入氧化剂（高锰酸钾），将废水中的亚硫酸盐氧化成对应的硫酸盐，将废水中的硫代硫酸盐氧化成固体硫磺和对应的硫酸盐，固体硫磺与脱硫废水固液分离；氧化的保持温度60至100℃范围内，连续氧化时间为12～15小时，废水中硫代硫酸盐的去除率能够达到95%～99%，获得的固体硫磺干燥后占废水总质量的2%～4%。

氧化工艺所涉及的氧化设备组合包括氧化反应釜、风机、离心机，所述反应釜采用蒸汽伴热，蒸汽是焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，风机用于在氧化过程中持续向脱硫废水中曝气，离心机作为氧化反应结束后的固液分离。

（3）脱色：向氧化后的脱硫废水中再加入活性炭吸附剂以获得澄清物料，脱色的保持温度60至80℃范围内，活性碳的投入比例为每升废水投入2至6g的活性炭吸附剂，脱色时间为2～5小时。

脱色工艺所涉及的脱色设备组合如图2所示，包括脱色釜1、离心机2、清液储罐、冷凝器，脱硫废水在脱色釜中通过活性碳吸附剂进行脱色，脱色釜采用蒸汽伴热，蒸汽是焦炉尾气余热回收形成的蒸汽，脱色釜配置有抽真空系统，通过与冷凝器的配合将脱色釜内真空降至40～70kPa，从而在脱色反应过程中对脱硫废水进行初步的闪蒸浓缩，二次蒸汽在冷凝器内变成凝水，收集回用，脱色完成后，活性炭吸附剂通过所述离心机分离，脱硫废水澄清液存入清液储罐。

（4）蒸发结晶工段：蒸发结晶设备组合包括蒸发釜、转料罐、转料泵、离心机、凝水储罐，脱色后的脱硫废水清液先打入蒸发釜，蒸发釜采用蒸汽伴热对釜内物料升温，蒸汽是焦炉尾气余热回收形成的蒸汽，蒸发釜配置有抽真空系统，打开蒸发釜的真空阀门，使脱硫废水在负压下蒸发浓缩，蒸发浓缩所产生的二次蒸汽经过冷凝器变成凝水，收集于凝水储罐内；蒸发结晶过程中体系的温度变化很重要，确保脱硫废水中硫酸盐结晶析出，硫氰酸铵保持溶解状态，蒸发结晶完成后，废水浓缩液经离心机获得固体硫酸盐和硫氰酸铵母液，固体硫酸铵占进料总量的10wt%～15wt%，硫氰酸铵母液通过转料泵存入转料罐内储存。

（5）冷却结晶工段所涉及的冷却结晶设备组合包括结晶釜、母液罐、母液泵、离心机，将蒸发结晶工段获得的硫氰酸铵母液注入结晶釜内，通过冷却介质（冷却水）对母液降温使硫氰酸铵结晶析出，然后通过离心机进行固液分离，获得固体硫氰酸铵和浓缩母液，获得的硫氰酸铵占进料总量的10wt%～15wt%，浓缩母液通过母液泵打入母液罐内储存。

（6）重结晶工段所涉及的重结晶设备组合包括转料泵及配备的切换管路，根据蒸发结晶和冷却结晶工段的出料品质（满足工业硫酸铵、硫氰酸铵的品质要求）及最终母液成分要求，可将循环母液打回脱色步骤的清液储罐中与脱色后的新鲜澄清脱硫废水混合后再依次进行蒸发结晶和冷却结晶，实现循环。

氧化设备组合以及结晶提盐设备组合的布置结构与脱色设备组合的布置结构类似，不同的主要是主反应罐的不同，本实施例中不作过多鳌述。

Claims (2)

1.一种焦化行业脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：包括顺次布置的

沉淀池：脱硫废水于沉降池内通过沉降分离除去大部分悬浮物；

氧化设备组合：使脱硫废水进行氧化反应，脱硫废水中的亚硫酸盐被氧化成对应的硫酸盐，废水中的硫代硫酸盐氧化成固体硫磺和对应的硫酸盐，且固体硫磺与脱硫废水完成固液分离；

脱色设备组合：使氧化后的脱硫废水进行脱色反应以获得澄清废水；所述脱色设备组合包括脱色釜、离心机、清液储罐、冷凝器，脱硫废水在脱色釜中通过活性炭 吸附剂进行脱色，所述脱色釜配置蒸汽伴热夹套，蒸汽伴热夹套外接焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，脱色釜配置有抽真空系统，并通过与冷凝器的配合实现在脱色反应过程中对脱硫废水进行初步的闪蒸浓缩，所产生的二次蒸汽在冷凝器内变成凝水，离心机用于在脱色完成后分离活性炭吸附剂，所述清液储罐与离心机连接用于储存脱硫废水澄清液；

结晶提盐设备组合：将脱硫废水中的硫酸盐和硫氰酸盐分别结晶析出，析出的固体结晶盐通过离心分离获得；所述结晶提盐设备组合包括蒸发结晶设备组合、冷却结晶设备组合和重结晶设备组合；

所述蒸发结晶设备组合包括蒸发釜、转料罐、转料泵、离心机、凝水储罐，所述蒸发釜用于脱色后的脱硫废水清液的蒸发浓缩，蒸发釜配置蒸汽伴热夹套，蒸汽伴热夹套外接焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，蒸发浓缩所形成的二次蒸汽在冷凝器内变成凝水，并收集于凝水储罐内；离心机用于分离硫酸盐结晶固体和硫氰酸盐母液，所述转料罐与离心机连接用于储存硫氰酸盐母液，转料泵设置在离心机与转料罐之间的连接管路上；

所述冷却结晶设备组合包括结晶釜、母液罐、母液泵、离心机，所述结晶釜用于硫氰酸盐母液的冷却结晶，离心机用于分离硫氰酸盐结晶固体和母液，所述母液罐与离心机连接用于储存母液，所述母液泵设置在离心机与母液罐之间的连接管路上；

所述重结晶设备组合包括转料泵及配备的切换管路，设置在脱色设备组合、蒸发结晶设备组合、冷却结晶设备组合之间，使母液与脱色后的澄清脱硫废水混合以实现结晶循环；

上述氧化设备组合、脱色设备组合和结晶提盐设备组合中的对应加热设备外接来自焦化行业焦炉尾气的余热回收所产生的热蒸汽。

2.根据权利要求1所述的焦化行业脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述氧化设备组合包括氧化反应釜、风机、离心机，所述氧化反应釜配置有蒸汽伴热夹套，蒸汽伴热夹套外接焦炉尾气余热回收形成的热蒸汽，所述风机用于向脱硫废水中持续曝气，所述离心机作为氧化反应结束后的固液分离。