專利名稱：煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法
本方法屬于廢水處理技術(shù)，特別涉及焦化剩余氨水或全部焦化廢水等高濃度難降解有機(jī)廢水的處理方法。
焦化廢水，特別是剩余氨水含有酚類、氰化物、氨氮及苯系物等有毒有害物。焦化剩余氨水占焦化廢水總量的60％以上，其氨氮含量占70％以上，是冶金行業(yè)最難處理的一股廢水，長(zhǎng)期以來(lái)未取得突破。雖然國(guó)內(nèi)外處理焦化廢水的方法很多，但都是將其處理后外排，而外排水中的COD、氨氮等有害物都難以達(dá)標(biāo)，特別是其中的氨氮濃度平均高達(dá)252～375mg/l，是相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)(一級(jí))的17～25倍。英國(guó)等采用的硝化-反硝化法雖然脫氮效果好，但投資、運(yùn)行費(fèi)用太高。我國(guó)寶鋼采用的A/O法是該方法的一種，每噸廢水處理費(fèi)也高達(dá)7～10元，一般企業(yè)難以承受。
“含二氧化硫廢煙氣與含氰廢水的綜合治理方法”(申請(qǐng)?zhí)?7101217，公開號(hào)CN 1020875A)的處理物是錳鐵高爐煤氣洗滌水和含SO2煙氣，主要目的是去除洗滌水中的氰化物和煙氣中的SO2，其方法是使廢水與煙道氣在2個(gè)以上填料反應(yīng)塔中逆流接觸反應(yīng)，反應(yīng)需要催化劑并調(diào)解PH值，且填料塔阻力大，能量消耗大，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。“用煙道氣處理萱麻脫膠煮煉廢水的工藝及設(shè)備”(申請(qǐng)?zhí)?3106661公開號(hào)CN 1079448A)是在水浴沖擊式中和器內(nèi)以煙道氣中的SO2、CO、H2S等去降低萱麻脫膠煮煉廢水的堿度，同時(shí)削減煙氣中的有害氣體。兩篇文獻(xiàn)公開的方法都是廢水在液態(tài)下與煙道氣反應(yīng)并將處理后的水體外排。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使廢水處理后不外排，對(duì)水環(huán)境和大氣環(huán)境均無(wú)污染。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的總體方案是將廢水霧化后與煙道氣反應(yīng)，使之幾乎全部汽化后排空，反應(yīng)生成的硫酸鹽和廢水中的有機(jī)物濃縮于少量廢水中，再焚燒分解。
其實(shí)施方案可以是經(jīng)過(guò)除塵的煙道氣從塔頂鼓入噴霧干燥塔內(nèi)，廢水用泵壓入設(shè)置在塔內(nèi)上部的霧化器，廢水通過(guò)霧化器被霧化成霧狀，霧狀廢水與煙道氣同流接觸在塔內(nèi)下行的同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)的主要產(chǎn)物是硫酸鹽，即廢水中的氨氮與煙道氣中的SO2反應(yīng)的最終產(chǎn)物，其反應(yīng)式為
硫酸鹽和富集少量廢水中的有機(jī)物，可在塔底將其搜集后焚燒、分解。
霧狀廢水與煙道氣的物理反應(yīng)是煙道氣的熱量將霧狀廢水汽化，脫水后隨煙道氣從塔底導(dǎo)入煙囪排空。入塔廢水量即噴霧量視煙氣溫度而定，應(yīng)控制在塔的出口基本無(wú)水，也就是95％以上的廢水被汽化，換句話說(shuō)即塔底水量為噴霧量的5％以內(nèi)。煙氣出口溫度控制在露點(diǎn)以上，一般90～100℃為宜。為使廢水形成理想的霧狀，水壓應(yīng)控制在29×104～39×104Pa。
本發(fā)明方法所用的煙道氣可以是燃煤、燃油鍋爐，焦?fàn)t、燒結(jié)窯爐等煙道氣，這些煙氣都含有SO2，而且溫度都在100℃以上，足以將適量霧狀廢水汽化。
本發(fā)明方法所說(shuō)的廢水除了焦化剩余氨水和全部焦化廢水以外，也包括造紙黑液、洗毛等廢水，即本方法都可以處理這些廢水。之所以發(fā)明名稱只說(shuō)是焦化剩余氨水或全部焦化廢水的處理方法，是因?yàn)樵搹U水處理難度更大，而將其醒目地提出而已。
本方法的反應(yīng)時(shí)間2秒左右即可完成，時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)反應(yīng)更充分，但塔高和直徑則相應(yīng)增加，一般為1.5～3秒。
所用噴霧器是現(xiàn)有產(chǎn)品，可以根據(jù)反應(yīng)時(shí)間、壓力、噴霧量等設(shè)計(jì)需要選用。
本發(fā)明與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)解決方案相比，有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)將廢水霧化后汽化排空，即將廢水中的水份去除，而廢水中的有害物富集于少量被濃縮的廢水中，焚燒分解。工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，主要設(shè)備為一臺(tái)噴霧干燥塔，占地面積小；效果也很顯著，首先是環(huán)境效益好，無(wú)廢水排出，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，排氣中的酚、氰化物、苯系物、SO2等低于國(guó)家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大氣無(wú)污染。以廢水處理量為4m3/h，其中氨氮量為3000mg/l計(jì)，利用本方法則每年可減少排入水環(huán)境的焦化廢水量3.5萬(wàn)m3，其中氨氮量105噸，同時(shí)還減少排入大氣的SO2約190噸；其次，經(jīng)濟(jì)效益好，若按處理量4m3/h估算，用A/O法將氨氮等處理達(dá)標(biāo)，處理費(fèi)以7元/m3計(jì)，則每年需耗資123萬(wàn)元，而本方法只耗電約5萬(wàn)元/年，不考慮排污等費(fèi)用，僅廢水處理費(fèi)每年即可節(jié)約100余萬(wàn)元。我國(guó)冶金系統(tǒng)焦化廢水約1.5億噸/年，如用本方法處理，每年可節(jié)約50億元。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明工業(yè)性試驗(yàn)的工藝流程圖；圖2是排煙中的酚濃度與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系折線圖；圖3是排煙中的氰化氫濃度與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系折線圖；圖4是排煙中的SO2濃度與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系折線圖。
實(shí)施例1首鋼焦化廠的剩余氨水，其氨氮濃度約0.3％，揮發(fā)酚濃度250～1118mg/l，煙道氣來(lái)自20t/h層鏈工業(yè)鍋爐，燒煤量2～3t/h，24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，煤的含硫量0.4～1.2％，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量60000m3/h，煙囪高度50米，出口內(nèi)徑2米。
將上述剩余氨水經(jīng)集水池用泵打入噴霧干燥塔(塔高15m，直徑1.2m)，廢水在霧化器作用下被霧化后與煙道氣在塔內(nèi)同流反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為1.5秒。試驗(yàn)結(jié)果與排放煙氣中的主要污染物濃度測(cè)定結(jié)果列于表1和表2。
表1汽化試驗(yàn)結(jié)果
表2 排放煙氣中主要污染物濃度測(cè)定結(jié)果
由表1可見，本試驗(yàn)中，噴霧量控制在1000l/h以內(nèi)，廢水幾乎全部汽化。
由表2可見，處理后的外排煙氣中主要污染物濃度均低于大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2方案同實(shí)施例1，排煙中各種污染物濃度與時(shí)間的關(guān)系，分別列于表3～表5，相應(yīng)關(guān)系曲線見圖2～圖4。
由這些表和圖可以看出，各種污染物濃度均低于相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在約20分鐘以后是基本穩(wěn)定的。
表3 排煙中的揮發(fā)酚濃度與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系表
表4 排煙中的氰化物濃度與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系表
<p>表5 排煙中的SO2濃度與試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系表
實(shí)施例3本方法用于造紙黑液噴霧脫硫，試驗(yàn)結(jié)果列于表6。
表6 造紙黑液噴霧脫硫試驗(yàn)結(jié)果
實(shí)施例4本方法用于洗毛廢水噴霧脫硫，試驗(yàn)結(jié)果列于表7。
表7洗毛廢水噴霧脫硫試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法，是使煙道氣與廢水反應(yīng)，其特征是廢水是在霧化狀態(tài)下與煙道氣反應(yīng)，將廢水幾乎全部汽化，廢水中的有機(jī)物和生成的硫酸鹽濃縮于少量廢水中，再焚燒分解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的方法，其特征是所說(shuō)反應(yīng)是在噴霧干燥塔內(nèi)進(jìn)行的，經(jīng)過(guò)除塵的煙道氣從塔頂鼓入塔內(nèi)，廢水泵入設(shè)置在塔內(nèi)上部的霧化器，廢水被霧化，霧狀廢水與煙道氣同流接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和汽化反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)的主要產(chǎn)物硫酸鹽及廢水中的有機(jī)物被濃縮于少量廢水中，煙道氣從塔底導(dǎo)入煙囪排出，噴霧量控制在塔底水量為噴霧量的5％以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的方法，其特征是煙氣在塔內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為1.5～3秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的方法，其特征是所說(shuō)水壓為29×104～39×104Pa，煙道氣出口溫度控制在露點(diǎn)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所說(shuō)的方法，其特征是噴霧干燥塔高15m，直徑1.2m，反應(yīng)時(shí)間1.5秒，煙氣出口溫度105℃，噴霧量1000l/h，水壓為39.2×104Pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的方法，其特征是煙道氣可以是燃煤、燃油鍋爐，燒結(jié)、焦化等煙道氣，廢水可以是焦化剩余氨水、全部焦化廢水、造紙黑液、洗毛廢水等高濃度難降解有機(jī)廢水。
全文摘要
煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法,是將廢水在噴霧干燥塔中用霧化器使其霧化,霧狀廢水與煙道氣在塔內(nèi)同流接觸反應(yīng),煙氣將霧狀廢水幾乎全部汽化后隨煙氣排出。本方法處理的廢水不外排,不污染水體和大氣,環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著,工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,占地面積小。本方法也可用于處理造紙黑液、洗毛等高濃度難降解有機(jī)廢水。
文檔編號(hào)B01D53/78GK1207367SQ9810133
公開日1999年2月10日 申請(qǐng)日期1998年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月8日
發(fā)明者程志久, 殷廣瑾, 楊麗琴, 王瑋, 于游天, 柴正和, 劉宏團(tuán), 甘金團(tuán), 程丹丹, 楊景玲, 王雄, 郭家珍, 孫新熙 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部建筑研究總院, 北京國(guó)緯達(dá)環(huán)?？萍加邢薰?