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用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔及萃取脱酚处理方法
时间:2023-08-07 17:16 点击次数:91

  本发明公开了用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔及萃取脱酚处理方法。填料萃取塔的蜂窝格栅填料层是在萃取塔的空腔中包括多块矩形板片和矩形隔板,每块矩形板片和矩形隔板上都设有多个舌型孔;相邻的两块块矩形板片间距为50~70mm,矩形隔板插入矩形板片间,矩形板片与矩形隔板之间为整体结构;萃取脱酚处理方法包括污水从上段放大段与蜂窝格栅填料层之间的分布器进入萃取塔,与从下分布器进入的萃取溶剂进行逆流萃取,萃取温度为30~60℃。本发明采用填料萃取塔实现高浓度含酚煤气化废水工业应用,具有萃取效率高、处理量大、操作简单,操作费用低、易于安装与维护等特点。总酚脱除率高达93%以上。

  1、用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔,包括上段放大段、下段放大段、蜂 窝格栅填料层、分布器和上界面测量装置;所述蜂窝格栅填料层位于上段放大 段和下段放大段之间,在上段放大段与蜂窝格栅填料层以及蜂窝格栅填料层与 下段放大段之间都设有分布器;上段放大段、下段放大段、蜂窝格栅填料层高 度比为:6∶(17~19)∶5,外径比为:13∶11∶13;进料连接填料萃取塔的上段放大段 与蜂窝格栅填料层之间的分布器;上界面测量装置位于上段放大段内,对上放 大段两相界面进行界面控制;

  其特征在于:所述蜂窝格栅填料层是在萃取塔的空腔中包括多块矩形板片 和矩形隔板,每块矩形板片和矩形隔板上都设有多个舌型孔;相邻的两块块矩 形板片间距为50~70mm,矩形隔板插入矩形板片间,矩形板片与矩形隔板之间 为整体结构;矩形板片与垂直方向倾斜30~60度范围,多块矩形板片之间平行 排列,在矩形板片间隔50~70mm纵向距离插入矩形隔板,矩形板片与矩形隔板 之间相互交叉,成“X”型;填料空隙率大于94.5%;

  所述分布器采用列管式分布器,多对支管平行间隔分布,通过中央主管连 接并连通,主管和支管上都均匀开有多个小孔,开孔的孔径为8~14mm;在主管 中部设有进料口;

  所述上界面测量装置采用干簧管式磁控界面仪、磁致伸缩式界面仪、短波 油水界面监测仪、电容式油水界面仪或射频导纳式界面仪。

  2、根据权利要求1所述的用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔,其特征在于: 所述蜂窝格栅填料层分为若干段,每段填料层制成高度为300mm的一块。

  3、根据权利要求1所述的用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔,其特征在于: 所述矩形板片和矩形隔板由不锈钢制成,厚度为2.5mm。

  4、根据权利要求1所述的用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔,其特征在于: 填料萃取塔的上段放大段萃取相出口通过管道连接溶剂回收塔,溶剂回收塔塔 顶通过管道与溶剂罐连通,溶剂回收塔塔底与后续粗酚回收装置通过管道连接; 填料萃取塔塔底水相连接后续水处理装置;溶剂罐连接填料萃取塔蜂窝格栅填 料层与下段放大段之间的分布器。

  5、应用权利要求1所述的填料萃取塔的萃取脱酚处理方法,其特征在于: 经脱除酸性气和氨、并冷却到30~60℃的污水从上段放大段与蜂窝格栅填料层之 间的分布器进入萃取塔,与从下分布器进入的萃取溶剂进行逆流萃取,萃取温 度为30~60℃;在上放大段,萃取相和水分层后,萃取相泵入溶剂回收塔中,通 过溶剂回收塔,进行精馏分离粗酚与溶剂,溶剂回收塔13塔顶操作压力为0.1~ 0.2MPa,温度为55~120℃,塔底为0.1~0.2MPa,温度为200~220℃,回流比 0.2~0.6;分离回收溶剂回送至溶剂罐供循环使用,粗酚进入后续粗酚储罐;萃 取塔的萃余相从塔底部进入后续处理装置。

  6、根据权利要求5所述的应用填料萃取塔的萃取脱酚处理方法,其特征在 于:定期通过管道向溶剂罐中补充新鲜溶剂。

  本发明涉及用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔以及应用该装置萃取煤气化 废水脱酚的方法。

  煤气化废水来自于煤气洗涤时产生的高污染废水,水质成份复杂,污染物 质主要有氨、二氧化碳、单元酚、多元酚、脂肪酸等,硫化氢含量较少,另外 还含有少量焦油、粉煤灰等物质。废水CODcr值高,难以生物降解。而其中特 别是酚类,种类繁多,浓度较高。例如中煤龙化哈尔滨气化厂每小时产生100 吨煤气化废水,其酚含量高达4500~7000mg/L,而其中多元酚含量达1500~3500 mg/L,CODcr超过20000mg/L。酚类是对所有生活个体都有毒害的原型质毒物, 当浓度高于1mg/L时可直接导致生物的死亡,严重危害生态和环境。高浓度含 酚废水处理一直是我国废水处理和环境保护的难题。对于该类高含酚废水酚的 回收和脱除,国内外普遍采用溶剂萃取法与生化处理相结合的方式来处理。而 现有工艺一般采用转盘萃取塔、二异丙醚为溶剂来进行萃取脱酚。存在有萃取 塔效率较低、萃取设备易堵塞等问题。例如,哈尔滨气化厂煤气化废水经过萃 取塔萃取后,总酚仍高达1400mg/L,CODcr高达6000mg/L,既造成了酚的浪费, 同时该废水进入后续生化处理工段后,严重超出生化处理负荷,难以达到废水 排放指标,对松花江下游水体水质造成严重威胁。

  中国专利2.1涉及到了一种采用静态混合器和填料萃取塔共同 使用进行萃取脱酚的方法,中国专利2.7也涉及到采用填料萃取塔 进行萃取脱酚方法,但上述专利并未涉及到本发明所采用的特定填料萃取塔。

  本发明的目的在于针对现有煤气化废水萃取脱酚工艺设备缺点,提供一种 处理量大、萃取效率高、易于安装维护的用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔。

  用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔,包括上段放大段、下段放大段、蜂窝 格栅填料层、分布器和上界面测量装置;所述蜂窝格栅填料层位于上段放大段 和下段放大段之间,在上段放大段与蜂窝格栅填料层以及蜂窝格栅填料层与下 段放大段之间都设有分布器;上段放大段、下段放大段、蜂窝格栅填料层高度 比为:6∶(17~19)∶5,外径比为:13∶11∶13;进料连接填料萃取塔的上段放大段与 蜂窝格栅填料层之间的分布器;上界面测量装置位于上段放大段内,对上放大 段两相界面进行界面控制;

  所述蜂窝格栅填料层是在萃取塔的空腔中包括多块矩形板片和矩形隔板, 每块矩形板片和矩形隔板上都设有多个舌型孔;相邻的两块块矩形板片间距为 50~70mm,矩形隔板插入矩形板片间,矩形板片与矩形隔板之间为整体结构; 矩形板片与垂直方向倾斜30~60度范围,多块矩形板片之间平行排列,在矩形 板片间隔50~70mm纵向距离插入矩形隔板,矩形板片与矩形隔板之间相互交叉, 成“X”型;填料空隙率大于94.5%;

  所述分布器采用列管式分布器,多对支管平行间隔分布,通过中央主管连 接并连通,主管和支管上都均匀开有多个小孔,开孔的孔径为8~14mm;在主管 中部设有进料口;

  所述上界面测量装置采用干簧管式磁控界面仪、磁致伸缩式界面仪、短波 油水界面监测仪、电容式油水界面仪或射频导纳式界面仪。

  填料萃取塔的上段放大段萃取相出口通过管道连接溶剂回收塔,溶剂回收 塔塔顶通过管道与溶剂罐连通,溶剂回收塔塔底与后续粗酚回收装置通过管道 连接;填料萃取塔塔底水相连接后续水处理装置;溶剂罐连接填料萃取塔蜂窝 格栅填料层与下段放大段之间的分布器。

  应用填料萃取塔的萃取脱酚处理方法:经脱除酸性气和氨、并冷却到 30~60℃的污水从上段放大段与蜂窝格栅填料层之间的分布器进入萃取塔,与从 下分布器进入的萃取溶剂进行逆流萃取,萃取温度为30~60℃;在上放大段,萃 取相和水分层后,萃取相泵入溶剂回收塔中,通过溶剂回收塔,进行精馏分离 粗酚与溶剂,溶剂回收塔13塔顶操作压力为0.1~0.2MPa,温度为55~120℃, 塔底为0.1~0.2MPa,温度为200~220℃,回流比0.2~0.6;分离回收溶剂回送 至溶剂罐供循环使用,粗酚进入后续粗酚储罐;萃取塔的萃余相从塔底部进入 后续处理装置。

  本发明针对特定的煤气化废水体系,设计了适于该体系的填料萃取塔,以 及萃取塔填料、分布器的适宜参数。相对于现有转盘萃取塔,具有如下优点:

  (1)处理量大:相邻的两块块矩形板片间距为50~70mm,填料空隙率大, 每块矩形板片和矩形隔板上都设有多个舌型孔,舌型孔向塔板液流出口处张开, 张角约20°左右。舌片与板面成一定的角度,按一定规律排布,这样具有开孔 率较大,因此可采用较大空速,生产能力大;传质效率高;塔板压降小。

  (2)萃取效率高:填料层填料薄片对分散相有切割破碎作用,可以促进液 滴的分散,增加液液传质面积,提高传质效率;填料的规整排列可以使塔内流 体分布均匀,抑制了流体轴相返混现象,也提高了两相间传质的效率。

  (3)耐腐蚀、强度高、易于安装维护:蜂窝格栅填料层分为若干段,每段 填料层制成高度为300mm的一块,这样易于安装和维护,所述矩形板片和矩形 隔板由不锈钢制成,厚度为2.5mm,具有耐腐蚀、强度高等优点。

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