CN105712422A - 一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法 - Google Patents

一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法。其特征在于含有以下工艺步骤：将高硫煤置于燃烧炉中进行富氧燃烧，通过喷枪喷入氧化性气体维持炉内富氧环境，待燃烧炉内温度升至700?1550℃后，向燃烧炉中加入有机高盐废水，控制燃烧时间为30?90min，高温作用下高盐废水中水完全汽化，有机物则在炉内氧化分解成为二氧化碳、水及少许无机物灰，燃烧所释放NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，燃烧炉中熔融硅酸盐倾倒出冷却后可作为建筑材料制备添加剂。本方法提出一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水，以实现煤化工有机高盐废水的无害化处置和高硫煤的资源化利用，适用范围广。

Description

一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法
技术领域
本发明涉及一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，属于危废无害化环保领域。
背景技术
通常高盐废水是指含有机物和总溶解固体(TDS)的质量分数大于3.5％的废水。因为在这类废水中，除了含有有机污染物，还含有大量可溶性的无机盐，如Cl-、Na+、SO4 2-、Ca2+，这类废水一般是生化处理的极限。目前高盐废水处理方法主要有生化处理法、蒸发浓缩法和多效蒸馏法。随着生化技术的进步与发展，耐盐嗜盐菌的成功分离、培养、驯化使得采用生化方法处理浓盐废水成为可能，特别是利用耐盐嗜盐菌种，采用物化-生化耦合工艺技术，更加促进了浓盐废水处理的工程化。生化技术的发展，虽然提高了菌种的环境适应性，可以降低浓盐废水中的COD含量。但是，由于耐盐嗜盐菌的环境适应性有一定限度，仍然有大量的浓盐废水面临有效处理的难题。只有将浓盐废水中的COD去除，同时将浓盐水的可溶性盐类物质分离处理，才是浓盐废水的最终处置目标。为此，有人提出了“浓盐水低温热利用-蒸发-结晶工艺”技术处理此类废水。然而，最终结果并不是得到该工艺技术期望得到的结果-工业盐和回用淡水。这是因为废水中的盐类物质多为氯盐，在水中的溶解度特别大，采用浓缩、降温的结晶方法，根本无法高效分离出盐类物质，无法实现高盐废水的无害化处置。
基于此，本发明首先提出一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的新思路，利用高硫煤富氧燃烧释放热量将加入到燃烧炉中的高盐废水中余量水气化，实现脱水，通过喷枪向燃烧炉中鼓入氧化性气体进行有机物COD的富氧燃烧，实现有机高盐废水中有机物COD的无害化处置，并将所产生富含NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气进行净化处理，通过高硫煤中SiO2组分与所处理物料中钠盐和钙盐结合形成硅酸盐，冷却后做建筑材料制备添加剂，方法实现了煤化工有机高盐废水的无害化和资源化处置，所发明工艺操作简单，具有较好的工业应用前景。
发明内容
本发明通过以下技术方案实现：
(1)将高硫煤置于燃烧炉中进行富氧燃烧，通过喷枪喷入氧化性气体维持炉内富氧环境；
(2)燃烧炉内温度升至700-1550℃后，向燃烧炉中加入有机高盐废水，控制燃烧时间为30-90min，高温作用下高盐废水中水完全汽化，有机物则在炉内氧化分解成为二氧化碳、水及少许无机物灰，同时在烟气中产生部分NOX，SOX和HCl有毒物质，盐类则在高硫煤中二氧化硅组分的作用下转变成硅酸钠、硅酸钙；
(3)燃烧所释放NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，燃烧炉中熔融硅酸盐倾倒出冷却后可作为建筑材料制备添加剂。
所述步骤(1)中的氧化性气体为氧气、空气，鼓入压力为 0.1-1.5MPa，煤化工有机高盐废水COD含量大于500mg/L，含水率为1％-35％；
所述步骤(2)中高硫煤SiO2百分质量含量为25-45％，高硫煤和高盐废水的添加配比为5∶1-15∶1。
本发明利用有机高盐废水中有机物COD等易于燃烧气化和高硫煤SiO2百分质量含量较高的特点，提出一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水，以实现煤化工有机高盐废水的无害化处置和高硫煤的资源化利用，本发明具有的有益效果和优点是：
(1)通过有机高盐废水喷淋和高温气化法脱除有机高盐废水中余量水，水脱除彻底。
(2)利用有机高盐废水中有机物COD易于燃烧的特点，提出富氧燃烧法对其进行无害化处理，方法使用范围广。
(3)利用高硫煤中SiO2百分质量含量较高的特点，燃烧过程中将高盐废水中盐类矿相重构制成硅酸盐，并最终作为建筑材料制备添加剂，实现了高盐废水中盐类的资源化利用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
实施例1
将500Kg高硫煤加入到燃烧炉中，通过喷枪喷入氧气进行富氧燃烧，氧气喷入压力为1.2MPa，炉内温度达1500℃后将煤化工有机 高盐废水(COD含量10000mg/L，含水率35％)100Kg通过喷淋方式加入到燃烧炉中，喷淋压力为0.1MPa，高盐废水中余量水通过气化方式开始脱除，同时高盐废水中COD有机物进行富氧燃烧脱除，盐类则发生硅酸盐化反应生成硅酸钠、硅酸钙，燃烧时间60min后，熔融硅酸盐倾倒进入中间包转移，所产生NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，经检测熔融燃烧处理后熔融硅酸盐COD含量为8mg/L，可作为建筑材料制备添加剂。
实施例2
将700Kg高硫煤加入到燃烧炉中，通过喷枪喷入氧气进行富氧燃烧，氧气喷入压力为1.5MPa，炉内温度达1500℃后将煤化工有机高盐废水(COD含量5000mg/L，含水率27％)140Kg通过喷淋方式加入到燃烧炉中，喷淋压力为0.08MPa，高盐废水中余量水通过气化方式开始脱除，同时高盐废水中COD有机物进行富氧燃烧脱除，盐类则发生硅酸盐化反应生成硅酸钠、硅酸钙，燃烧时间80min后，熔融硅酸盐倾倒进入中间包转移，所产生NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，经检测熔融燃烧处理后熔融硅酸盐COD含量为5mg/L，可作为建筑材料制备添加剂。
实施例3
将400Kg高硫煤加入到燃烧炉中，通过喷枪喷入空气进行富氧燃烧，空气喷入压力为1.5MPa，炉内温度达1450℃后将煤化工有机高盐废水(COD含量3000mg/L，含水率5％)100Kg通过进料器加入到燃烧炉中，高盐废水中余量水通过气化方式开始脱除，同时高盐废 水中COD有机物进行富氧燃烧脱除，盐类则发生硅酸盐化反应生成硅酸钠、硅酸钙，燃烧时间60min后，熔融硅酸盐倾倒进入中间包转移，所产生NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，经检测熔融燃烧处理后熔融硅酸盐COD含量为4mg/L，可作为建筑材料制备添加剂。

Claims (8)

1.一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于含有以下工艺步骤：将高硫煤置于燃烧炉中鼓入空气、氧气进行富氧燃烧，其后将一定比例有机高盐废水加入到富氧燃烧炉中，高温作用下高盐废水中水雾完全汽化，有机物则在炉内氧化分解成为二氧化碳、水和少许无机物灰，同时在烟气中产生部分NOX，SOX和HCl有毒物质，盐类则在高硫煤中二氧化硅组分的作用下转变成硅酸钠、硅酸钙，可作为建材添加料，所产生富含NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后排入空气，方法实现了煤化工有机高盐废水的无害化和资源化。
2.根据权利要求1所述，一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：所处理煤化工有机高盐废水COD含量大于500mg/L。
3.根据权利要求1所述，一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：高硫煤和有机高盐废水的添加比例为5∶1-15∶1。
4.根据权利要求1所述，一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：高盐废水的含水率为1-35％。
5.根据权利要求1所述的一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：富氧燃烧过程中所通入氧化性气体为空气、氧气，鼓入压力为0.1-1.5MPa。
6.根据权利要求1所述的一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：所产生富含NOX，SOX和HCl有毒物质的烟气经净化处理后再排入空气。
7.根据权利要求1所述的一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：所用高硫煤中SiO2百分质量含量为25-45％。
8.根据权利要求1所述的一种高硫煤富氧燃烧法资源化处理煤化工有机高盐废水的方法，其特征在于：富氧燃烧温度控制在700-1550℃之间，燃烧时间为30-90min。
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