CN106380017B - 一种用于处置化工生产中母液的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工污泥处理技术领域，涉及到一种用于处置化工生产中母液的装置和方法。所述装置包括母液储槽，氧化剂槽A，催化剂槽A，氧化剂槽B，碳化反应器，氧化反应器，冷凝水储槽，结晶盐储槽，加热器A，加热器B，换热器C，换热器D，换热器E，换热器F，搅拌器A，搅拌器B，酸泵，射流器，催化剂槽B，电动阀A，电动阀B和真空泵A。与现有技术相比，本发明具有如下优点：母液分别在碳化反应器、氧化反应器中逐步被分解，投料方式灵活；尾气中的氮氧化物经过氧化反应器中的高温液体被还原成氮气，降低尾气处理；催化剂除采用浓硫酸外，还可根据有机物降解特点增加二氧化钛等催化剂。
Description
技术领域
本发明属于化工污泥处理技术领域，具体来说，涉及到一种用于处置化工生产中母液的装置和方法。
背景技术
化工生产过程，如染料企业，存在大量高浓度母液，COD浓度高于20g/L，含盐量高于5％，或者含酸5％以上，中和后含盐量更高。此类母液由于含盐量太高难以进入传统废水生物处理系统，因为废水生物处理一般要求总盐低于5g/L。为了解决这部分废水，企业较多采用蒸发工艺，如三效蒸发、机械式蒸汽再压缩技术(MVR)等，通过蒸发析盐来处理高盐废水，水蒸发后有机物浓度较低含盐量少可排放或进废水生物处理系统，结晶盐出售或作为危废填埋。例如，中国专利 (CN 103373710A)公开了一种回收废硫酸中的硫酸的装置及其回收方法，装置包括浓缩锅、分馏塔、稀硫酸预热器、浓硫酸冷却器、浓硫 酸缓冲槽、浓硫酸高位槽、废硫酸高位槽、药剂高位槽等。方法是： 浓硫酸缓冲槽内的浓硫酸在浓硫酸高位槽、预热器、分馏塔、浓缩锅、 浓硫酸冷却器中循环预热；硫酸蒸发后进入分馏塔，浓缩锅内的废硫 酸送至废硫酸高位槽，再进预热器；废硫酸进分馏塔；废硫酸提浓后 进浓缩锅，将药剂加入浓缩锅；热硫酸降温后进冷却器，再进浓硫酸缓冲槽，经泵部分送高位槽，部分送产品储罐。然而，由于三效蒸发、MVR技术针对高浓度COD废水时，容易产生结垢、污堵等问题，影响蒸发效果，并产生大量浓缩液难以处理。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种易处理、成本低的用于处置化工生产中母液的装置和方法。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的装置，所述装置包括碳化反应器5和氧化反应器6；所述碳化反应器5左侧分别连接母液储槽1、氧化剂槽A2、催化剂槽A3，右侧连接设有内置换热器E13的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D12和真空泵A22；所述碳化反应器5的上方瓶口处还设有搅拌器A15；所述碳化反应器5的底部出口管连接有结晶盐储槽8，该底部出口管的侧部依次连通酸泵17和射流器18；所述氧化反应器6左侧连接氧化剂槽A2、氧化剂槽B4、催化剂槽B19和电动阀A20，右侧连接设有内置换热器F14的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D12和真空泵A22；所述氧化反应器6的上方瓶口处还设有搅拌器B16；所述氧化反应器6的底部出口管连接射流器18，该射流器18连接到电动阀B21；所述换热器D12连接冷凝水储槽7；所述碳化反应器5和氧化反应器6分别设有加热器A9和加热器 B10；所述碳化反应器5和母液储槽1连接管道之间还设有换热器C11，所述电动阀A20还与碳化反应器5连通；所述碳化反应器5和氧化反应器6的尾气经真空泵A22合并，通出尾气。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的装置，所述碳化反应器采用高硼玻璃或搪玻璃材质制成；所述氧化反应器采用不锈钢、高硼玻璃或钽材质制成。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述方法的具体步骤包括：
1)使催化剂A自催化剂槽A3流入碳化反应器5，并开始升温至 100℃，母液自母液储槽1经换热器C11加热后流入装有搅拌器A15的碳化反应器5，在碳化反应器内的浓硫酸作用下脱水碳化，反应温度控制在 100-300℃左右；
2)碳化后母液经过酸泵17输送至氧化反应器6，同时打开电动阀A 20，开启搅拌器B16，通入氧化剂储槽2中的氧化剂A，发生氧化反应，去除水中的有机物，反应温度200-300℃左右，完成后液体自流回碳化反应器5；
3)碳化反应器和氧化反应器中的尾气中的冷凝水分别经过换热器E13和换热器F14 降温冷凝后进入冷凝水储槽，最终达标排放；碳化反应器5和氧化反应器6中的尾气通过真空泵A22抽吸进入射流器18同酸泵17输送的液流循环进入氧化反应器，去除尾气中的氮氧化物，最终尾气碱洗达标后排放；
4)碳化反应器产生的结晶盐从碳化反应器底部排入结晶盐储槽， 清洗后处置。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述碳化的过程中加入氧化剂A和催化剂A，降低反应难度，在氧化的过程中通入氧化剂B和催化剂B，提高氧化效率，降低反应温度和缩短反应时间。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述氧化剂 A为双氧水，氧化剂B为浓硝酸，催化剂A为浓硫酸，催化剂B为TiO2。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述催化剂 A的质量百分浓度为80％-95％。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述碳化和氧化的过程前，先停止母液储槽1的进料，再采用真空泵A22依次对碳化反应器5和氧化反应器6进行真空浓缩，抽真空至负的0.05-0.1MPa， 以降低反应器沸腾温度。
与现有技术相比，本发明所述的用于处置化工生产中母液的装置和方法具有如下优点：母液分别在碳化反应器、氧化反应器中逐步被分解，投料方式灵活；尾气中的氮氧化物经过氧化反应器中的高温液体被还原成氮气，降低尾气处理；催化剂除采用浓硫酸外，还可根据有机物降解特点增加二氧化钛等催化剂。
附图说明
图1：用于处置化工生产中母液的装置图；1-母液储槽，2-氧化剂槽A，3-催化剂槽A，4-氧化剂槽B，5-碳化反应器，6-氧化反应器， 7-冷凝水储槽，8-结晶盐储槽，9-加热器A，10-加热器B，11-换热器C，12-换热器D，13-换热器E，14-换热器F，15-搅拌器A，16-搅拌器B，17-酸泵，18-射流器，19-催化剂槽B，20-电动阀A，21-电动阀B，22-真空泵A。
具体实施内容
下面结合具体的实施例对本发明所述的用于处置化工生产中母液的装置和方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种用于处置化工生产中母液的装置，包括碳化反应器5和氧化反应器6；所述碳化反应器5左侧分别连接母液储槽1、氧化剂槽A2、催化剂槽A3，右侧连接设有内置换热器E13的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D12和真空泵A22；所述碳化反应器5的上方瓶口处还设有搅拌器A15；所述碳化反应器5的底部出口管连接有结晶盐储槽 8，该底部出口管的侧部依次连通酸泵17和射流器18；所述氧化反应器 6左侧连接氧化剂槽A2、氧化剂槽B4、催化剂槽B19和电动阀A20，右侧连接设有内置换热器F14的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D12和真空泵A22；所述氧化反应器6的上方瓶口处还设有搅拌器 B16；所述氧化反应器6的底部出口管连接射流器18，该射流器18连接到电动阀B21；所述换热器D12连接冷凝水储槽7；所述碳化反应器5和氧化反应器6分别设有加热器A9和加热器B10；所述碳化反应器5和母液储槽1连接管道之间还设有换热器C11；所述碳化反应器5和氧化反应器6的尾气经真空泵A22合并，通出尾气。所述碳化反应器采用高硼玻璃材质制成；所述氧化反应器采用不锈钢材质制成。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述方法的具体步骤包括：
1)使催化剂A自催化剂槽A3流入碳化反应器5，并开始升温至 100℃，母液自母液储槽1经换热器C11加热后流入装有搅拌器A15的碳化反应器5，在碳化反应器内的浓硫酸作用下脱水碳化，反应温度控制在 100-150℃左右；
2)碳化后母液经过酸泵17输送至氧化反应器6，同时打开电动阀A 20，开启搅拌器B16，通入氧化剂储槽2中的氧化剂A，发生氧化反应，去除水中的有机物，反应温度200-250℃左右，完成后液体自流回碳化反应器5；
3)碳化反应器和氧化反应器中的尾气中的冷凝水分别经过换热器E13和换热器F14 降温冷凝后进入冷凝水储槽，最终达标排放；碳化反应器5和氧化反应器6中的尾气通过真空泵A22抽吸进入射流器18同酸泵17输送的液流循 环进入氧化反应器，去除尾气中的氮氧化物，最终尾气碱洗达标后排放；
4)碳化反应器产生的结晶盐从碳化反应器底部排入结晶盐储槽，清洗后处置。
所述碳化的过程中加入氧化剂A和催化剂A，降低反应难度，在氧化的过程中通入氧化剂B和催化剂B，提高氧化效率，降低反应温度和缩短反应时间。所述氧化剂A为双氧水，氧化剂B为浓硝酸，催化剂A 为浓硫酸，催化剂B为TiO2。催化剂A的质量百分浓度为95％。所述碳化和氧化的过程前，先停止母液储槽1的进料，再采用真空泵A22依次对碳化反应器5和氧化反应器6进行真空浓缩，抽真空至负的0.08MPa， 以降低反应器沸腾温度。
实施例2
一种用于处置化工生产中母液的装置，所述装置包括碳化反应器5 和氧化反应器6；所述碳化反应器5左侧分别连接母液储槽1、氧化剂槽 A2、催化剂槽A3，右侧连接设有内置换热器E13的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D12和真空泵A22；所述碳化反应器5的上方瓶口处还设有搅拌器A15；所述碳化反应器5的底部出口管连接有结晶盐储槽8，该底部出口管的侧部依次连通酸泵17和射流器18；所述氧化反应器6左侧连接氧化剂槽A2、氧化剂槽B4、催化剂槽B19和电动阀A20，右侧连接设有内置换热器F14的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D12和真空泵A22；所述氧化反应器6的上方瓶口处还设有搅拌器B16；所述氧化反应器6的底部出口管连接射流器18，该射流器18连接到电动阀B21；所述换热器D12连接冷凝水储槽7；所述碳化反应器5和氧化反应器6分别设有加热器A9和加热器B10；所述碳化反应器5和母液储槽1连接管道之间还设有换热器C11；所述碳化反应器5和氧化反应器6的尾气经真空泵A22合并，通出尾气。所述碳化反应器采用搪玻璃材质制成；所述氧化反应器采用钽材质制成。
本发明所述的一种用于处置化工生产中母液的方法，所述方法的具体步骤包括：
1)使催化剂A自催化剂槽A3流入碳化反应器5，并开始升温至 100℃，母液自母液储槽1经换热器C11加热后流入装有搅拌器A15的碳化反应器5，在碳化反应器内的浓硫酸作用下脱水碳化，反应温度控制在 250-300℃左右；
2)碳化后母液经过酸泵17输送至氧化反应器6，同时打开电动阀A 20，开启搅拌器B16，通入氧化剂储槽2中的氧化剂A，发生氧化反应，去除水中的有机物，反应温度250-300℃左右，完成后液体自流回碳化反应器5；
3)碳化反应器和氧化反应器中的尾气中的冷凝水分别经过换热器E13和换热器F14 降温冷凝后进入冷凝水储槽，最终达标排放；碳化反应器5和氧化反应器6中的尾气通过真空泵A22抽吸进入射流器18同酸泵17输送的液流循环进入氧化反应器，去除尾气中的氮氧化物，最终尾气碱洗达标后排放；
4)碳化反应器产生的结晶盐从碳化反应器底部排入结晶盐储槽，清洗后处置。
所述碳化的过程中加入氧化剂A和催化剂A，降低反应难度，在氧化的过程中通入氧化剂B和催化剂B，提高氧化效率，降低反应温度和缩短反应时间。所述氧化剂A为双氧水，氧化剂B为浓硝酸，催化剂A 为浓硫酸，催化剂B为TiO2。催化剂A的质量百分浓度为95％。所述碳化和氧化的过程前，先停止母液储槽1的进料，再采用真空泵A22依次对碳化反应器5和氧化反应器6进行真空浓缩，抽真空至负的0.1MPa， 以降低反应器沸腾温度。
Claims (2)
1.一种用于处置化工生产中母液的方法，其特征在于，所述方法采用的装置包括碳化反应器(5)和氧化反应器(6)；所述碳化反应器(5)左侧分别连接母液储槽(1)、氧化剂槽A(2)、催化剂槽A(3)，右侧连接设有内置换热器E(13)的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D(12)和真空泵A (22)；碳化反应器(5)的上方瓶口处还设有搅拌器A(15)；碳化反应器(5)的底部出口管连接有结晶盐储槽(8)，该底部出口管的侧部依次连通酸泵(17)和射流器(18)；所述氧化反应器(6)左侧连接氧化剂槽A(2)、氧化剂槽B(4)、催化剂槽B(19)和电动阀A(20)，右侧连接设有内置换热器F(14)的出口管，该出口管的侧部和顶部分别连接换热器D(12)和真空泵A(22)；所述氧化反应器(6)的上方瓶口处还设有搅拌器B(16)；所述氧化反应器(6)的底部出口管连接射流器(18)，该射流器(18)连接到电动阀B(21)；所述换热器D(12)连接冷凝水储槽(7)；所述碳化反应器(5)和氧化反应器(6)分别设有加热器A(9)和加热器B(10)；所述碳化反应器(5)和母液储槽(1)连接管道之间还设有换热器C(11)；所述电动阀A(20)还与碳化反应器(5)连通；所述碳化反应器(5)和氧化反应器(6)中的尾气经真空泵A(22)合并，通出尾气；
所述方法的具体步骤包括：
1）使催化剂A自催化剂槽A(3)流入碳化反应器(5)，并开始升温至100℃，母液自母液储槽(1)经换热器C(11)加热后流入装有搅拌器A(15)的碳化反应器(5)，在碳化反应器内催化剂A的作用下脱水碳化，反应温度控制在100-300℃；
2）碳化后母液经过酸泵(17)输送至氧化反应器(6)，同时打开电动阀A(20)，开启搅拌器B(16)，通入氧化剂槽B(4)中的氧化剂B，发生氧化反应，去除水中的有机物，反应温度200-300℃，完成后液体自流回碳化反应器(5)；
3）碳化反应器和氧化反应器中的尾气中的冷凝水分别经过换热器E(13)和换热器F(14)降温冷凝后进入冷凝水储槽，最终达标排放；碳化反应器(5)和氧化反应器(6)中的尾气通过真空泵A(22)抽吸进入射流器(18)同酸泵(17)输送的液流循环进入氧化反应器，去除尾气中的氮氧化物，最终尾气碱洗达标后排放；
4）碳化反应器产生的结晶盐从碳化反应器底部排入结晶盐储槽，清洗后处置；
其中，所述碳化的过程中加入氧化剂A和催化剂A，降低反应难度，在氧化的过程中通入氧化剂B和催化剂B，提高氧化效率，降低反应温度和缩短反应时间；所述氧化剂A为双氧水，氧化剂B为浓硝酸，催化剂A为浓硫酸，催化剂B为TiO2；所述催化剂A的质量百分浓度为80%-95%；
所述碳化和氧化的过程前，先停止母液储槽（1）的进料，再采用真空泵A(22)依次对碳化反应器(5)和氧化反应器(6)进行真空浓缩，抽真空至负的0.05-0.1MPa，以降低反应器沸腾温度。
2.根据权利要求1所述的用于处置化工生产中母液的方法，其特征在于，所述碳化反应器采用高硼玻璃或搪玻璃材质制成；所述氧化反应器采用不锈钢、高硼玻璃或钽材质制成。
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