CN110885156A - 以废弃酸液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以废弃酸洗液为原料处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统及处理方法，该系统包括废酸预处理槽、脱硫废液储存槽、反应槽、固液分离器、萃取塔与及萃取液再生塔；废酸预处理槽、脱硫废液储存槽分别通过管路与反应槽连接，反应槽出口与固液分离器通过管路连接，固液分离器底部开有物料出口与萃取塔通过管路连接，萃取塔与萃取液再生塔通过输送管路连接。采用系统可利用钢铁企业废弃酸液有效去除脱硫脱氰废液中高浓度氰化物和硫化物，减少废水对生化系统的毒害。
Description
技术领域
本发明涉及一种以废弃酸洗液为原料处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统及处理方法，属于工业废液废渣综合利用及化工生产技术领域。
背景技术
真空碳酸钾法处理焦炉煤气脱硫脱氰工艺是一项成熟的技术，该工艺的真空解吸过程中，由于酸性气体中的水蒸气冷凝产生了含高浓度的氰化物和硫化物废液，其主要成分是氰化钾和硫化钾，如果这部分废液直接排入焦化废水生化处理系统进行处理，脱硫废液中的高浓度氰化物和硫化物会对生化系统的微生物产生较强的生物毒性和抑制性，影响生化系统的正常运行，因此在脱硫废液排入生化处理系统前必须进行处理。
公开号为85100375A及公告号为102267778B的发明专利都提到在废液中加入可溶性铁盐，对硫化物和氰化物分别沉淀后离心分离，除去氰化物和硫化物后的废液排入焦化废水生化处理系统进行处理。这种方法可有效去除高浓度氰化物和硫化物，减少废水对生化系统的毒害，同时使废水中有价值的物质资源回收；但现有的脱硫废液处理工艺中需要加入可溶性铁盐，这必然会增加水处理成本。
钢铁企业通常使用酸对金属表面进行处理，从而产生了大量含有Fe2-和游离酸的酸洗废弃液，如果任意排放会造成严重的污染。因此研究将酸洗废液中的Fe2+氧化为Fe3+,利用Fe3+的氧化性处理焦炉煤气脱硫废液，达到以废治废的目的，减少外排污染，是实现废物综合利用的有效举措。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统及处理方法，采用该系统，利用钢铁企业废弃酸液有效去除脱硫脱氰废液中高浓度氰化物和硫化物，减少废水对生化系统的毒害，在降低处理成本的同时实现酸洗废液的再利用。
本发明所采取的技术方案如下：
以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，包括废酸预处理槽、脱硫废液储存槽、反应槽、固液分离器、萃取塔、萃取液再生塔；废酸预处理槽、脱硫废液储存槽分别通过管路与反应槽连接，反应槽出口与固液分离器通过管路连接，固液分离器底部开有物料出口与萃取塔通过管路连接，萃取塔与萃取液再生塔通过输送管路连接。
上述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，所述固液分离器底部开有液体出口通过管路连接废水收集槽，，萃取塔底部开有物料出口和液体出口，物料出口通过管路连接固体收集槽，液体出口通过输送管路与萃取液再生塔连接，萃取液再生塔底部开口与固体收集槽通过排放管路连接，顶部开口与萃取塔通过再生管道连接。
上述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，所述废酸预处理槽内部设有加热棒。
上述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，所述废酸预处理槽、脱硫废液储存槽与反应槽之间的管路上分别安装液体泵，反应槽与固液分离器之间、固液分离器与萃取塔之间的管路上分别安装泥浆泵，萃取塔与萃取液再生塔之间的输送管路、再生管道上分别安装有液体泵。
上述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌棒、电机、安装座和冷却水管，电机固定于安装座上，搅拌棒与电机的电机轴同轴线固定，冷却水管沿搅拌棒周向螺旋布置，两端穿过安装座并固定于安装座中。
上述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，所述搅拌装置还包括支架、滑移卡座和伸缩杆，所述支架包括一个横梁，滑移卡座与横梁滑动连接，安装座顶部与伸缩杆底部固定，伸缩杆顶部与滑移卡座固定。
上述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，所述支架还包括2根竖梁，横梁两端与竖梁的顶端固定，2根竖梁之间的垂直距离大于废酸预处理槽的宽度。
采用上述系统处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，包括以下步骤：
a．将盐酸酸洗废液与废铁、氧化铁皮等含铁物料置于废酸预处理槽中，启动加热棒，加热浓缩至总铁浓度15-25wt%，冷却至室温后添加强氧化剂，使料液中的二价铁离子全部氧化为三价铁离子；
b．将脱硫废液储存槽中储存的脱硫废液注入反应槽中，随后加入经步骤a预处理后的酸洗废液，调整溶液的pH值在3-5之间；
c．酸洗废液中的三价铁离子与脱硫废液中硫化物发生氧化还原反应，反应生成单质硫沉淀，同时溶液中的三价铁离子被还原为二价铁离子，与氰化物反应生成亚铁氰化物沉淀；将反应完成后的废液、单质硫、亚铁氰化物沉淀的混合体抽入固液分离器中，离心分离去除固液混合体中的单质硫及亚铁氰化物沉淀，并将单质硫及亚铁氰化物抽入萃取塔内，分离后的废水排至废水收集槽；
d. 在萃取塔中使用萃取剂对单质硫进行萃取，萃取后得到亚铁氰化物沉淀，固体氰化物排至固体收集槽内；
e. 萃取剂萃取出硫后进入萃取液再生塔内，解析出的单质硫收集至固体收集槽中，再生萃取剂返回至萃取塔内重复使用。
上述的处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，所述步骤a中盐酸酸洗废液与废铁、氧化铁皮等含铁物料反应温度60-100℃，反应时间4-8h；使用搅拌棒搅拌；加热浓缩至总铁浓度15-25%后，停止加热，向冷却水管中通入冷却水，冷却至室温后通过添加强氧化剂，使料液中的二价铁离子全部氧化为三价铁离子。
上述的处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，所述步骤b中通过添加碱液调整溶液的pH值在3-5之间，反应温度控制在30-50℃，搅拌10-30分钟。
上述的处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，所述步骤c中固液分离器分离后的废水排至废水收集槽，废水中残余氰化物可通过添加石灰乳去除，添加量控制在使溶液PH值在6-10，过滤后清液可排入焦化废水生化处理系统进行处理。
本发明的有益效果为：
利用本发明的废酸预处理槽首先将钢铁企业的废弃酸液与双氧水强氧化剂发生氧化反应，使废酸液中的二价铁离子全部氧化为三价铁离子，然后将预处理后的废酸液与脱硫脱氰废液在反应槽内发生氧化还原反应，并在萃取塔内完成氰化物的去除，在萃取液再生塔内实现硫化物的去除，同时实现萃取剂的重复利用。
利用本发明可有效去除脱硫脱氰废液中的氰化物和硫化物，减少废水对生化系统的毒害，同时实现了钢铁企业酸洗废液的重复利用，杜绝废酸外排造成的环境污染，达到以废治废的目的，同时不需加入任何药品，大幅节约了处理成本。
附图说明
图 1为本发明结构示意图；
图2为废酸预处理槽与搅拌装置结构示意图；
图中标记为：废酸预处理槽1、脱硫废液储存槽2、反应槽3、固液分离器4、萃取塔5、萃取液再生塔6、管路7、输送管路8、废水收集槽9、固体收集槽10、排放管路11、再生管道12、加热棒13、液体泵14、泥浆泵15、搅拌棒16、电机17、安装座18、冷却水管19、滑移卡座20、伸缩杆21、横梁22、竖梁23、废铁屑添加口24、废酸输送管25、双氧水输送管26。
具体实施方式
图1显示，本发明一种以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，包括废酸预处理槽1、脱硫废液储存槽2、反应槽3、固液分离器4、萃取塔5、萃取液再生塔6和搅拌装置；废酸预处理槽1、脱硫废液储存槽2和反应槽3均为矩形槽体；废酸预处理槽1、脱硫废液储存槽2分别通过管路7与反应槽3连接，2根管路7上分别安装有液体泵14，用以将废酸液和脱硫废液泵入反应槽3中；反应槽3的出口与固液分离器4通过管路7连接，管路7上安装泥浆泵15；固液分离器4的底部开有物料出口和液体出口，物料出口与萃取装置5通过管路7连接，管路7上安装泥浆泵15，液体出口通过管路7连接废水收集槽9；萃取装置5的底部开有物料出口和液体出口，物料出口通过管路7连接固体收集槽10，液体出口通过输送管路8与萃取液再生装置6连接，输送管路8上安装液体泵14；萃取液再生装置6底部开口与固体收集槽10通过排放管路11连接，顶部开口与萃取装置5通过再生管道12连接，再生管道12上安装液体泵14；
图1和图2显示，废酸预处理槽1的内部设有2根加热棒13；
图2显示，搅拌装置包括搅拌棒16、电机17、安装座18、冷却水管19、支架、滑移卡座20和伸缩杆21，电机17固定于安装座18上，搅拌棒16与电机17的电机轴同轴线固定，冷却水管19沿搅拌棒16的周向螺旋布置，两端穿过安装座18并固定于安装座18中；支架包括一根横梁22和2根竖梁23，横梁22的两端与竖梁23的顶端固定，滑移卡座20与横梁22滑动连接，安装座18的顶部与伸缩杆21的底部固定，伸缩杆21的顶部与滑移卡座20固定；2根竖梁23之间的垂直距离大于废酸预处理槽1的宽度，目的为保证支架能够横跨于废酸预处理槽1上，使搅拌棒16伸入废酸预处理槽1内对酸液进行搅拌；滑移卡座20的作用为通过在横梁22上的滑动调整搅拌棒16在废酸预处理槽1中的位置，保证最佳搅拌效果；伸缩杆21的作用是实现搅拌棒在废酸预处理槽1中的深度调节，同样能保证搅拌效果。
在本实施例中，废酸预处理槽1、脱硫废液储存槽2、反应槽3的材质均为外层钢结构内部为PE的高效防腐材质。
固液分离器4为泥浆脱水专用离心机，型号为：LW550-600；
萃取塔5的为离心分离萃取机，型号为：CWL-650M；
萃取液再生塔6为有机溶剂再生器，型号为：T-80。
参看图1和图2，采用本系统进行脱硫脱氰废液处理的方法为：
a、将废铁屑通过废铁屑添加口24加入废酸预处理槽1中，将废酸液通过废酸输送管25加入废酸预处理槽1中，启动加热棒13开始加热，将搅拌装置的支架横跨于废酸预处理槽1的上方，使搅拌棒16没入废酸液中，通过调整滑移卡座20在横梁22上的位置使搅拌棒16处于最佳搅拌位置，开启电机17启动搅拌棒16，使废酸液和废铁屑充分反应后, 加热浓缩至总铁浓度15-25%wt时关闭加热棒13停止加热,向冷却水管19中通入冷却水，冷却水通过布设于搅拌棒16周向的冷却水管19与高温酸液进行热交换，热交换后的热水通过冷却水管19的另一端排出，浓缩液体冷却至室温后关闭冷却水，同时关闭搅拌装置；冷却至室温后通过添加强氧化剂H2O2，使料液中的二价铁离子全部氧化为三价铁离子；
b、脱硫废液通过液体泵14泵入到反应槽3内，之后向反应槽3内加入经步骤a预处理后的废酸液，添加NaOH来调整溶液的pH值在3-5之间，反应温度控制在30-50℃，搅拌10-30分钟；
c、两种溶液发生氧化还原反应生成单质硫和亚铁氰化物Fe4[Fe(CN)6]3沉淀，反应完成后的废液、单质硫、亚铁氰化物沉淀的混合体通过泥浆泵15输送至固液分离器4内，分离后的废水通过固液分离器4底部的液体出口排至废水收集槽9，废水中残余氰化物可通过添加石灰乳去除，添加量控制在使溶液PH值在6-10，过滤后清液可排入焦化废水生化处理系统进行处理；单质硫及亚铁氰化物通过泥浆泵15经管路7进入萃取塔5内；
d、单质硫可溶于萃取剂中，固体亚铁氰化物通过萃取塔5底部的物料出口经管路7排至固体收集槽10内；
e、萃取剂萃取出单质硫后通过液体泵15经输送管路8进入萃取液再生塔6内，解析出的单质硫通过萃取液再生塔6底部的出口经排放管路11收集至固体收集槽10中，再生萃取剂通过液体泵14经再生管道12返回至萃取塔5内重复使用。从而完成对脱硫脱氰废液中固定氰化物和硫化物的去除，减少废水对生化系统的毒害。
Claims (10)
1.以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：包括废酸预处理槽（1）、脱硫废液储存槽（2）、反应槽（3）、固液分离器（4）、萃取塔（5）及萃取液再生塔（6）；废酸预处理槽（1）、脱硫废液储存槽（2）分别通过管路（7）与反应槽（3）连接，反应槽（3）的出口与固液分离器（4）通过管路（7）连接，固液分离器（4）的底部开有物料出口与萃取塔（5）通过管路（7）连接，萃取塔（5）与萃取液再生塔（6）通过输送管路（8）连接。
2.如权利要求1所述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：所述固液分离器（4）底部开有液体出口通过管路（7）连接废水收集槽（9），萃取塔（5）底部开有物料出口和液体出口，物料出口通过管路（7）连接固体收集槽（10），液体出口通过输送管路（8）与萃取液再生塔（6）连接，萃取液再生塔（6）底部开口与固体收集槽（10）通过排放管路（11）连接，顶部开口与萃取塔（5）通过再生管道（12）连接。
3.如权利要求1所述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：所述废酸预处理槽（1）的内部设有加热棒（13）。
4.如权利要求1所述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：所述废酸预处理槽（1）、脱硫废液储存槽（2）与反应槽（3）之间的管路（7）上分别安装液体泵（14），反应槽（3）与固液分离器（4）之间、固液分离器（4）与萃取塔（5）之间的管路（7）上分别安装泥浆泵（15），萃取塔（5）与及萃取液再生塔（6）之间的输送管路（8）、再生管道（12）上分别安装有液体泵（14）。
5.如权利要求1所述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌棒（16）、电机（17）、安装座（18）和冷却水管（19），电机（17）固定于安装座（18）上，搅拌棒（16）与电机（17）的电机轴同轴线固定，冷却水管（19）沿搅拌棒（16）的周向螺旋布置，两端穿过安装座（18）并固定于安装座（18）中。
6.如权利要求5所述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：所述搅拌装置还包括支架、滑移卡座（20）和伸缩杆（21），所述支架包括一个横梁（22），滑移卡座（20）与横梁（22）滑动连接，安装座（18）的顶部与伸缩杆（21）的底部固定，伸缩杆（21）的顶部与滑移卡座（20）固定。
7.如权利要求6所述的以废弃酸洗液处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的系统，其特征在于：所述支架还包括2根竖梁（23），横梁（22）的两端与竖梁（23）的顶端固定，2根竖梁（23）之间的垂直距离大于废酸预处理槽（1）的宽度。
8.采用如权利要求7所述的系统处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，包括以下步骤：
a．将盐酸酸洗废液与废铁、氧化铁皮等含铁物料置于废酸预处理槽（1）中，启动加热棒（13），加热浓缩至总铁浓度15-25wt%，冷却至室温后添加强氧化剂，使料液中的二价铁离子全部氧化为三价铁离子；
b．将脱硫废液储存槽（2）中储存的脱硫废液注入反应槽（3）中，随后加入经步骤a预处理后的酸洗废液，调整溶液的pH值在3-5之间；
c．将反应完成后的废液、单质硫、亚铁氰化物沉淀的混合体抽入固液分离器（4）中，离心分离去除固液混合体中的单质硫及亚铁氰化物沉淀，并将单质硫及亚铁氰化物抽入萃取塔（5）内，分离后的废水排至废水收集槽（9）；
d. 在萃取塔（5）中使用萃取剂对单质硫进行萃取，萃取后得到亚铁氰化物沉淀，固体氰化物排至固体收集槽（10）内；
e. 萃取剂萃取出硫后进入萃取液再生塔（6）内，解析出的单质硫收集至固体收集槽（10）中，再生萃取剂返回至萃取塔（5）内重复使用。
9.如权利要求8所述的处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，其特征在于：所述步骤a中盐酸酸洗废液与废铁、氧化铁皮等含铁物料反应温度60-100℃，反应时间4-8h；使用搅拌棒（16）搅拌；加热浓缩至总铁浓度15-25%后，停止加热，向冷却水管（19）中通入冷却水，冷却至室温后通过添加强氧化剂，使料液中的二价铁离子全部氧化为三价铁离子。
10.如权利要求8所述的处理焦炉煤气脱硫脱氰废液的方法，其特征在于：所述步骤b中通过添加碱液调整溶液的pH值在3-5之间，反应温度控制在30-50℃，搅拌10-30分钟；所述步骤c中固液分离器（4）分离后的废水排至废水收集槽（9），废水中残余氰化物可通过添加石灰乳去除，添加量控制在使溶液PH值在6-10，过滤后清液可排入焦化废水生化处理系统进行处理。
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