CN215161178U - 一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，包括由给料仓、炭化炉、活化炉和冷却器依次连接构成的一步法制焦设备，一步法制焦设备的出口连通吸附分离器入口，吸附分离器中盛装有煤热解废水，吸附分离器的水出口连通对吸附后水进行深化处理的水处理单元，吸附分离器的废焦出口连通制浆罐入口，制浆罐的水煤浆出口连通气化炉入口，气化炉的合成气出口连通激冷罐入口，激冷罐出口输出的是冷却后的能作为燃料或化工原料气使用的合成气；本实用新型采用一步法制备的活性焦处理煤热解废水，降低了废水的处理成本，产生的废焦可与水混合制成水煤浆，进入气化炉转化成一氧化碳和氢气为主的合成气。实现了废焦资源化再利用。

Description

一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统

技术领域

本实用新型涉及煤化工废水处理技术领域，特别涉及一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统。

背景技术

煤热解废水具有成分复杂、危害大、可生化性差等特点，一直是国内外废水处理领域的一大难题。目前工业上常见的煤热解废水处理方法有：膜分离法、混凝沉淀法，电化学以及高级氧化法等，但都处理效果不佳。

于是针对这一问题，对煤热解废水展开了基础及应用研究，采用吸附法处理煤热解废水。吸附法具有操作简单、吸附效果好等优点广泛用于对各种废水处理。比较常用的吸附剂有：活性炭、粉煤灰、树脂等，但吸附效果较好的吸附剂大多存在着价格昂贵、再生利用困难等问题。因此，寻找一种廉价、高效的新型吸附剂作为现有吸附剂的替代品尤为重要。基于上述背景，本实用新型提出采用一步法制备的煤基活性焦处理煤热解废水，来探究其对污染物的去除效果。

与此同时吸附剂的再生利用问题，一直以来是吸附法处理废水面临的一大难题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，采用一步法制备的煤基活性焦处理热解废水，探究其对污染物的吸附性能，同时就吸附剂的再生利用问题，提出将处理完废水的活性焦与水或有机废液结合，制成水煤浆通入气化炉，转化成以一氧化碳和氢气为主的合成气。该系统不仅有效降低了废水的处理成本，而且实现了废焦资源化再利用，具有明显的经济效益和社会效益。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，包括由给料仓1、炭化炉2、活化炉3和冷却器4依次连接构成的一步法制焦设备，一步法制焦设备的出口即冷却器4活性焦出口连通吸附分离器5入口，吸附分离器5中盛装有煤热解废水，吸附分离器5的水出口连通对吸附后水进行深化处理的水处理单元，吸附分离器5的废焦出口连通制浆罐6入口，制浆罐6的水煤浆出口连通气化炉7入口，气化炉7的合成气出口连通激冷罐8入口，激冷罐8出口输出的是冷却后的能作为燃料或化工原料气使用的合成气。

优选的，所述制浆罐6中设置有搅拌装置用于搅拌以使得废焦与水或有机废液混合均匀。

所述合成气的主要成分为一氧化碳和氢气。

原料煤由给料仓1进入炭化炉2，在炭化炉2中原料煤在隔绝空气下加热，使其发生热解，以减少原料煤的非碳成分。炭化炉2出来的炭材料进入活化炉3，在活化炉3中炭材料与气体(氧气或水蒸气)发生反应，使炭材料表面被侵蚀，得到孔隙发达的炭材料。从活化炉3出来的炭材料进入冷却器4，在冷却器4中炭材料进行冷却，得到可供后续使用的活性焦。将生产出的活性焦投入盛装有煤热解废水的吸附分离器5中，在吸附分离器5中活性焦对煤热解废水进行吸附处理并进行分离，处理后的水进入下一水处理单元进行深化处理。吸附完煤热解废水的废焦进入制浆罐6，在制浆罐6中废焦与水或有机废液混合制成水煤浆。随后水煤浆进入气化炉7，在气化炉7中水煤浆发生气化生成以一氧化碳和氢气为主的合成气，经过激冷罐8冷却后的合成气可作为燃料或化工原料气使用。

所述一步法制焦设备消耗的主要原料为煤，吨焦的煤耗小于1.3。制备工艺简单、且在制焦工艺中不需要添加粘结剂，有效降低了成本(≈1500元/吨)。生产得到的活性焦具有明显的分级孔结构、足够大的比表面积(＞450m²/g)、良好的机械强度以及热稳定性。

所述吸附分离器即将产生的活性焦投入煤热解废水中，当操作温度为25℃、投加量为10.0g/L，吸附时间为30min，水浴振荡速度为400r/min时，废水中的COD(化学需氧量)去除率为50％，且活性焦与废水易于分离。经吸附后的水进入下一水处理单元进行深化处理。

煤热解废水的基本性质为：pH为6.4-6.7、COD为5993mg/L、BOD为2280mg/L、氨氮为161mg/L、挥发酚为427.5mg/L。

本实用新型的优点是：本系统提出采用一步法制备的煤基活性焦处理煤热解废水，不仅保证了吸附性能而且有效降低了废水的处理成本。与此同时吸附剂的再生利用问题，一直以来是吸附法处理有机废水面临的一大难题。所以，本实用新型提出将处理完废水的活性焦与水或有机废液结合，通过制浆罐制成水煤浆。通入气化炉，转化成以一氧化碳和氢气为主的合成气。此系统不仅有效降低了废水的处理成本，而且还实现了废焦资源化再利用，具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型系统示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型内容、特点及工作过程，结合附图做进一步说明：

如图1所示，本实用新型一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，包括由给料仓1、炭化炉2、活化炉3和冷却器4依次连接构成的一步法制焦设备，一步法制焦设备的出口即冷却器4活性焦出口连通吸附分离器5入口，吸附分离器5中盛装有煤热解废水，吸附分离器5的水出口连通对吸附后水进行深化处理的水处理单元，吸附分离器5的废焦出口连通制浆罐6入口，制浆罐6的水煤浆出口连通气化炉7入口，气化炉7的合成气出口连通激冷罐8入口，激冷罐8出口输出的是冷却后的能作为燃料或化工原料气使用的合成气。具体的，一步法制焦设备采用氧气和水蒸气对原料煤进行活化，实现炭化活化一体化，快速制备活性焦，该工艺不仅反应时间短，而且在保证粉焦良好性能的条件下大幅降低了制焦成本。吸附后的活性焦能够与水或废液通过浆液制备系统制成水煤浆，进入气化炉发生气化转化成可燃气体一氧化碳和氢气。

本实用新型一种活性焦吸附煤热解废水及资源化处理系统的工作过程如下：

原料煤经过晾晒、破碎和研磨处理，经给料仓1进入到一步法制焦设备中。

然后进入炭化炉2使原料煤发生热解，得到适合活化工艺的炭材料。然后炭材料进入活化炉3，在氧气及水蒸气的作用下，将炭化物加热活化，使炭材料表面被侵蚀，得到孔隙发达的炭材料。并接着进入冷却单元4进行冷却，最终得到孔结构和性能满足要求的活性焦。

活性焦然后进入吸附分离器5，即将产生的活性焦投入煤热解废水中，热解废水的基本性质为：pH为6.4-6.7、COD为5993mg/L、BOD为2280mg/L、氨氮为161mg/L、挥发酚为427.5mg/L。当操作温度为25℃、活性焦投加量为10.0g/L，吸附时间为30min，水浴振荡速度为400r/min时，废水中的COD(化学需氧量)去除率为50％。经吸附后的水进入下一水处理单元进行深化处理。

吸附废水后的活性焦与水或废液通过制浆罐6制成水煤浆，水煤浆通入气化炉7中发生气化反应，反应生成的气体经过激冷罐8发生冷却，从而得到可燃气体一氧化碳和氢气。

以上所述仅为本实用新型的优选实施案例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，其特征在于：包括由给料仓(1)、炭化炉(2)、活化炉(3)和冷却器(4)依次连接构成的一步法制焦设备，一步法制焦设备的出口即冷却器(4)活性焦出口连通吸附分离器(5)入口，吸附分离器(5)中盛装有煤热解废水，吸附分离器(5)的水出口连通对吸附后水进行深化处理的水处理单元，吸附分离器(5)的废焦出口连通制浆罐(6)入口，制浆罐(6)的水煤浆出口连通气化炉(7)入口，气化炉(7)的合成气出口连通激冷罐(8)入口，激冷罐(8)出口输出的是冷却后的能作为燃料或化工原料气使用的合成气。

2.根据权利要求1所述的一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，其特征在于：所述制浆罐(6)中设置有搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的一种活性焦吸附煤热解废水及其资源化利用系统，其特征在于：所述合成气的主要成分为一氧化碳和氢气。

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