一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，包括步驟，對來自廢水槽的有機(jī)物廢水進(jìn)行機(jī)械過濾處理；通過柱塞泵變頻控制有機(jī)物廢水的流量和壓力，輸送至廢水預(yù)熱器中預(yù)熱；預(yù)熱后的有機(jī)物廢水輸送至煤氣發(fā)生爐，有機(jī)物廢水與煤粉在高溫煤氣發(fā)生爐中充分混合后，進(jìn)行燃燒氧化反應(yīng)過程，生成工業(yè)煤氣；本發(fā)明還公開了實(shí)現(xiàn)該有機(jī)物廢水無害化處理工藝的裝置。本發(fā)明的有益效果是，利用有機(jī)物廢水替代水蒸氣作為反應(yīng)原料，高溫煤氣發(fā)生爐中與煤粉充分混合，無需催化劑即可直接燃燒氧化生成工業(yè)煤氣，解決了有機(jī)物廢水難處理的問題，無害化處理過程實(shí)現(xiàn)廢水再利用，降低環(huán)保壓力，達(dá)到提高企業(yè)效益的目的。
【專利說明】一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含長鏈大分子有機(jī)物廢水的無害化處理工藝及其裝置，采用高溫 燃燒的方式，將廢水中的有機(jī)物直接轉(zhuǎn)化成有效氣體，并替代原料蒸汽生產(chǎn)煤氣，達(dá)到有機(jī) 物廢水回收再利用的目的。

【背景技術(shù)】
[0002] 在煤氣化、煤干餾、煉焦、煤炭液化或石油加工等工藝過程中一般伴隨含有機(jī)物的 廢水產(chǎn)生，其特點(diǎn)是一方面廢水量大，處理難度高，運(yùn)行成本高；另一方面，不經(jīng)深度處理而 排放的廢水對周圍環(huán)境乃至下游環(huán)境水體有嚴(yán)重的損害。廢水中通常含有油類、酚類及其 他廣泛系列的有機(jī)乳化物或水溶性有機(jī)物等。相對環(huán)保的要求，回收之后的廢水中有機(jī)物 含量還是異常的高，需要對其進(jìn)行有效的處理，不能隨意排放。目前人們大量采用生化或單 純?nèi)紵舭l(fā)處理的方法進(jìn)行含有機(jī)物廢水的深度處理，而含有長鏈大分子有機(jī)物的廢水很 難通過生化處理或低溫燃燒來破壞大分子的長鏈，并且會對現(xiàn)有生化處理裝置或燃燒蒸發(fā) 系統(tǒng)造成沖擊和影響。
[0003] 生化或改進(jìn)的生化技術(shù)進(jìn)行含有機(jī)物廢水的深度處理時，其設(shè)備的占地面積大， 處理成本高。還有人提出了固定床常用氣化爐或兩段式水煤氣爐的酚水蒸發(fā)和回爐方案， 但這種方案只局限于適用廢水量很少的低壓煤氣發(fā)生爐，只能處理部分廢水，且生產(chǎn)過程 和設(shè)備安全性仍存在問題?；钚蕴繉袡C(jī)物廢水中的有機(jī)物具有良好的選擇性吸收，但 其吸附容量低，且需要吸附-再生的復(fù)雜生產(chǎn)過程，其運(yùn)行成本很高。
[0004] 利用微生物技術(shù)對高濃度難降解有機(jī)污染廢水進(jìn)行處理時，往往因?yàn)槲廴疚飳ξ?生物有毒害作用或者生化性差，不能達(dá)到處理目的。而采用蒸發(fā)的方法對高污染有機(jī)廢水 進(jìn)行處理雖然已經(jīng)有所應(yīng)用，但是有機(jī)污染物在蒸發(fā)過程中只是以氣體的方式將污染轉(zhuǎn)移 至大氣，并未對有機(jī)污染物進(jìn)行最終處置。
[0005] 總而言之，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個技術(shù)問題是：如何實(shí)現(xiàn)無害 化處理含有機(jī)物的廢水，提高環(huán)保效益的同時實(shí)現(xiàn)有機(jī)物廢水的再利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝及 裝置，長鏈大分子有機(jī)物在高溫條件下燃燒分解生成C0 2和H20,并可繼續(xù)與02、C發(fā)生氧化 反應(yīng)生成C0、H2有效氣體成分；利用有機(jī)物廢水替代水蒸氣作為反應(yīng)原料，在高溫煤氣發(fā)生 爐中與煤粉充分混合，無需催化劑即可直接燃燒氧化生成工業(yè)煤氣，解決了有機(jī)物廢水難 處理的問題，無害化處理過程實(shí)現(xiàn)廢水再利用，降低環(huán)保壓力，達(dá)到提高企業(yè)效益的目的。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，包括以下步驟：
[0009] (1)將含有機(jī)物的外來廢水通過管道或罐車輸送至廢水槽中；
[0010] (2)對步驟（1)中的有機(jī)物廢水進(jìn)行機(jī)械過濾，以除去有機(jī)物廢水中的懸浮物和 固體雜質(zhì)，過濾后有機(jī)物廢水中的雜質(zhì)含量< 1% ;
[0011] (3)經(jīng)步驟（2)過濾后的有機(jī)物廢水通過柱塞泵的變頻控制流量和壓力，并 將加壓后的有機(jī)物廢水輸送至廢水預(yù)熱器中進(jìn)行蒸汽預(yù)熱處理，預(yù)熱后蒸汽壓力為 0. 5-1. OMPa ；
[0012] (4)將經(jīng)步驟⑶預(yù)熱后的50?55°C有機(jī)物廢水輸送至煤氣發(fā)生爐的燒嘴第 一通道中，氧氣通入燒嘴第二通道，經(jīng)C0 2吹入的100?110°C煤粉在燒嘴第三通道，三 個通道的介質(zhì)從燒嘴噴出后進(jìn)入煤氣發(fā)生爐燃燒區(qū)發(fā)生燃燒氧化反應(yīng)，燃燒氧化反應(yīng)過 程生成工業(yè)煤氣；進(jìn)入煤氣發(fā)生爐的有機(jī)物廢水的流量低于5m 3/h，煤氣發(fā)生爐內(nèi)溫度為 950-105(TC，壓力 4. 5-5. OMPa。
[0013] 步驟⑴中，所述有機(jī)物廢水中含有己內(nèi)酰胺、丁酸、丁醛、辛稀醛、甲苯、環(huán)己酮、 環(huán)己酮肟、二甲基甲酰胺、二甲胺、N，N二甲基甲酰胺中的一種或多種，含有長鏈大分子的有 機(jī)物，具有環(huán)保處理難、處理費(fèi)用高等特點(diǎn)。
[0014] 步驟（3)中，有機(jī)物廢水經(jīng)柱塞泵加壓控制壓力5. 5-6. OMPa。
[0015] 步驟（4)中，產(chǎn)生的工業(yè)煤氣包括體積分?jǐn)?shù)為91% -93%的水煤氣、4% -10%的 0)2、1%-3%的甲燒，余量為氮?dú)狻?br> [0016] 一種有機(jī)物廢水的無害化處理裝置，包括依次順序連接的廢水槽、過濾器、柱塞 泵、廢水預(yù)熱器和煤氣發(fā)生爐，所述過濾器為壓力式過濾器，所述廢水預(yù)熱器上方設(shè)置有蒸 汽進(jìn)口，所述廢水預(yù)熱器下方設(shè)置疏水閥，所述煤氣發(fā)生爐的上部連接內(nèi)部設(shè)置有包括第 一通道、第二通道和第三通道的燒嘴，所述燒嘴的噴出口連接到輸送煤氣發(fā)生爐中，所述煤 氣發(fā)生爐與所述廢水預(yù)熱器之間的管道上設(shè)置有馳放氣出口。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：
[0018] 1、工藝流程簡單，需要控制的工藝參數(shù)少易調(diào)節(jié)，參數(shù)主要包括廢水流量、煤氣發(fā) 生爐壓力和溫度；
[0019] 2、含有機(jī)物的廢水直接替代蒸汽作為原料，節(jié)約蒸汽量、節(jié)約能源；
[0020] 3、有機(jī)物廢水與煤粉在高溫煤氣發(fā)生爐中的燃燒氧化反應(yīng)無需催化劑即可直接 反應(yīng)，節(jié)約成本；
[0021] 4、有效解決了有機(jī)物廢水中長鏈大分子有機(jī)物難處理的問題，變廢為寶、環(huán)保高 效，生產(chǎn)的煤氣純度較高，真正實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物廢水的無害化處理，達(dá)到提高企業(yè)效益的目 的，按照3m 3/h廢水產(chǎn)量來計算，每年可節(jié)約污水處理成本1125萬元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明中的煤氣發(fā)生爐的燒嘴示意圖；
[0024] 其中，1、第一通道,2、第二通道,3、第三通道。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，如圖1所示，包括以下步驟：
[0028] (1)將含有機(jī)物的外來廢水通過管道或罐車輸送至廢水槽中，有機(jī)物廢水中含有 己內(nèi)酰胺、丁酸、丁醛、辛稀醛、甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己酮肟、二甲基甲酰胺、二甲胺、甲基乙基甲 酰胺中的一種或多種，因廢水中含有長鏈大分子的有機(jī)物，環(huán)保處理難、處理費(fèi)用也較高；
[0029] (2)對步驟（1)中的有機(jī)物廢水進(jìn)行機(jī)械過濾處理，除去有機(jī)物廢水中的懸浮物 和固體雜質(zhì)，經(jīng)機(jī)械過濾器的機(jī)械過濾后有機(jī)物廢水中的雜質(zhì)含量〇. 08% ;
[0030] (3)經(jīng)步驟⑵過濾后的有機(jī)物廢水通過柱塞泵變頻控制流量4. 5m3/h，壓力 5. 5MPa，并將加壓后的有機(jī)物廢水輸送至廢水預(yù)熱器中進(jìn)行蒸汽預(yù)熱處理，蒸汽壓力為 0. 5MPa，廢水預(yù)熱器預(yù)熱后的有機(jī)物廢水溫度為50°C ;
[0031] (4)將經(jīng)步驟（3)預(yù)熱后的有機(jī)物廢水輸送至煤氣發(fā)生爐，控制煤氣發(fā)生爐內(nèi)溫 度為1050°C，壓力5. OMPa，有機(jī)物廢水中有機(jī)物在高溫條件下燃燒分解為水和二氧化碳， 而廢水氣化成水蒸氣與煤粉進(jìn)行氧化反應(yīng)過程，有機(jī)物分解成的水和二氧化碳作為有效氣 體，繼續(xù)參與氧化燃燒反應(yīng)生成工業(yè)煤氣。
[0032] 有機(jī)物廢水與煤粉經(jīng)高溫燃燒后，產(chǎn)生的殘渣隨爐渣通過煤氣發(fā)生爐的排渣口排 出，并輸送給制磚廠再次利用。
[0033] 在高溫條件下，無需任何催化劑進(jìn)行催化即可發(fā)生燃燒氧化反應(yīng)，有機(jī)物廢水和 煤粉發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)包括：
[0034] (1)有機(jī)物在高溫煤氣發(fā)生爐中的燃燒過程，分解為水和二氧化碳：
[0035] CH0 (有機(jī)物）+02 - C02+H20
[0036] (2)水蒸汽與煤粉在高溫煤氣發(fā)生爐中發(fā)生的反應(yīng)有：
[0037] H20+C - H2+C0
[0038] H2+02 - H20
[0039] C+C02 - 2C0
[0040] C0+02 - C02
[0041] 該有機(jī)物廢水無害化處理工藝中，經(jīng)檢測，產(chǎn)生的工業(yè)煤氣中包括：體積分?jǐn)?shù)為 91%的水煤氣、6%的C0 2、1%的甲烷，余量為氮?dú)?，煤氣發(fā)生爐內(nèi)流場穩(wěn)定，爐況運(yùn)行穩(wěn)定， 渣含碳量無明顯變化。
[0042] 一種有機(jī)物廢水的無害化處理裝置，包括依次順序連接的廢水槽、過濾器、柱塞 泵、廢水預(yù)熱器和煤氣發(fā)生爐，過濾器為壓力式過濾器，除去有機(jī)物廢水中的懸浮物和固體 雜質(zhì)；廢水預(yù)熱器上方設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，蒸汽從該進(jìn)口進(jìn)入廢水預(yù)熱器中對有機(jī)物廢水進(jìn) 行預(yù)熱，廢水預(yù)熱器下方設(shè)置疏水閥，預(yù)熱過程中的凝結(jié)水從疏水閥流出廢水預(yù)熱器；煤氣 發(fā)生爐的上部連接內(nèi)部設(shè)置有包括第一通道1、第二通道2和第三通道3的燒嘴，燒嘴的噴 出口連接到輸送煤氣發(fā)生爐中，有機(jī)物廢水從燒嘴進(jìn)入煤氣發(fā)生爐參與氧化燃燒反應(yīng)；另 夕卜，煤氣發(fā)生爐與廢水預(yù)熱器之間的管道上設(shè)置有馳放氣出口，用于釋放出煤氣發(fā)生爐中 不發(fā)生反應(yīng)的其他，如氮?dú)狻?br> [0043] 實(shí)施例2
[0044] 一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，如圖1所示，包括以下步驟：
[0045] (1)將含有機(jī)物的外來廢水通過管道或罐車輸送至廢水槽中，有機(jī)物廢水中含有 己內(nèi)酰胺、丁酸、丁醛、辛稀醛、甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己酮肟、二甲基甲酰胺、二甲胺、甲基乙基甲 酰胺中的一種或多種，因廢水中含有長鏈大分子的有機(jī)物，環(huán)保處理難、處理費(fèi)用也較高；
[0046] (2)對步驟（1)中的有機(jī)物廢水進(jìn)行機(jī)械過濾處理，除去有機(jī)物廢水中的懸浮物 和固體雜質(zhì)，經(jīng)機(jī)械過濾器的機(jī)械過濾后有機(jī)物廢水中的雜質(zhì)含量〇. 05% ;
[0047] (3)經(jīng)步驟⑵過濾后的有機(jī)物廢水通過柱塞泵變頻控制流量3m3/h，壓力 6. OMPa，并將加壓后的有機(jī)物廢水輸送至廢水預(yù)熱器中進(jìn)行蒸汽預(yù)熱處理，蒸汽壓力為 1. OMPa，廢水預(yù)熱器預(yù)熱后的有機(jī)物廢水溫度為55°C ;
[0048] (4)將經(jīng)步驟（3)預(yù)熱后的有機(jī)物廢水輸送至煤氣發(fā)生爐，控制煤氣發(fā)生爐內(nèi)溫 度為950°C，壓力4. 5MPa，有機(jī)物廢水中有機(jī)物在高溫條件下燃燒分解為水和二氧化碳，而 廢水氣化成水蒸氣與煤粉進(jìn)行氧化反應(yīng)過程，有機(jī)物分解成的水和二氧化碳作為有效氣 體，繼續(xù)參與氧化燃燒反應(yīng)生成工業(yè)煤氣。該有機(jī)物廢水無害化處理工藝中，經(jīng)檢測，產(chǎn)生 的工業(yè)煤氣中包括：體積分?jǐn)?shù)為93%的水煤氣、4%的C0 2、2%的甲烷，余量為氮?dú)?，煤氣發(fā) 生爐內(nèi)流場穩(wěn)定，爐況運(yùn)行穩(wěn)定，渣含碳量無明顯變化。
[0049] 該有機(jī)物廢水的無害化處理裝置如實(shí)施例1所述，不再贅述。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] (1)將含有機(jī)物的外來廢水通過管道或罐車輸送至廢水槽中，有機(jī)物廢水中含有 己內(nèi)酰胺、丁酸、丁醛、辛稀醛、甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己酮肟、二甲基甲酰胺、二甲胺、甲基乙基甲 酰胺中的一種或多種，因廢水中含有長鏈大分子的有機(jī)物，環(huán)保處理難、處理費(fèi)用也較高；
[0052] (2)對步驟（1)中的有機(jī)物廢水進(jìn)行機(jī)械過濾處理，除去有機(jī)物廢水中的懸浮物 和固體雜質(zhì)，經(jīng)機(jī)械過濾器的機(jī)械過濾后有機(jī)物廢水中的雜質(zhì)含量〇. 03% ;
[0053] (3)經(jīng)步驟⑵過濾后的有機(jī)物廢水通過柱塞泵變頻控制流量lm3/h，壓力 5. 3MPa，并將加壓后的有機(jī)物廢水輸送至廢水預(yù)熱器中進(jìn)行蒸汽預(yù)熱處理，蒸汽壓力為 0. 6MPa，廢水預(yù)熱器預(yù)熱后的有機(jī)物廢水溫度為53°C ;
[0054] (4)將經(jīng)步驟（3)預(yù)熱后的有機(jī)物廢水輸送至煤氣發(fā)生爐，控制煤氣發(fā)生爐內(nèi)溫 度為1000°C，壓力4. 8MPa，有機(jī)物廢水中有機(jī)物在高溫條件下燃燒分解為水和二氧化碳， 而廢水氣化成水蒸氣與煤粉進(jìn)行氧化反應(yīng)過程，有機(jī)物分解成的水和二氧化碳作為有效氣 體，繼續(xù)參與氧化燃燒反應(yīng)生成工業(yè)煤氣。該有機(jī)物廢水無害化處理工藝中，經(jīng)檢測，產(chǎn)生 的工業(yè)煤氣中包括：體積分?jǐn)?shù)為92%的水煤氣、6%的C0 2、1%的甲烷，余量為氮?dú)?，煤氣發(fā) 生爐內(nèi)流場穩(wěn)定，爐況運(yùn)行穩(wěn)定，渣含碳量無明顯變化。
[0055] 該有機(jī)物廢水的無害化處理裝置如實(shí)施例1所述，不再贅述。
[0056] 本發(fā)明工藝流程簡單，需要控制的工藝參數(shù)少、易調(diào)節(jié)；含有機(jī)物的廢水直接替代 蒸汽作為原料，節(jié)約蒸汽量、節(jié)約能源；高溫燃燒氧化反應(yīng)無需催化劑，節(jié)約成本；有效解 決了有機(jī)物廢水中長鏈大分子有機(jī)物難處理的問題，變廢為寶、環(huán)保高效，生產(chǎn)的煤氣純度 較高，真正實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物廢水的無害化處理，達(dá)到了提高企業(yè)效益的目的，按照3m 3/h廢水 產(chǎn)量來計算，每年可節(jié)約污水處理成本1125萬元。
[0057] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，其特征是，包括以下步驟： (1) 將含有機(jī)物的外來廢水輸送至廢水槽中； (2) 對步驟（1)中的有機(jī)物廢水進(jìn)行過濾，以除去有機(jī)物廢水中的懸浮物和固體雜質(zhì)， 過濾后有機(jī)物廢水中的雜質(zhì)含量<1% ; (3) 經(jīng)步驟（2)過濾后的有機(jī)物廢水通過柱塞泵的變頻控制流量和壓力，并將加壓后 的有機(jī)物廢水輸送至廢水預(yù)熱器中進(jìn)行蒸汽預(yù)熱處理，預(yù)熱后蒸汽壓力為〇. 5-1. OMPa ; (4) 將經(jīng)步驟（3)預(yù)熱后的50?55°C有機(jī)物廢水輸送至煤氣發(fā)生爐的燒嘴第一通道 中，氧氣通入燒嘴第二通道，經(jīng)C02吹入的100?110°C煤粉在燒嘴第三通道，三個通道的介 質(zhì)從燒嘴噴出后進(jìn)入煤氣發(fā)生爐燃燒區(qū)發(fā)生燃燒氧化反應(yīng)，燃燒氧化反應(yīng)過程生成工業(yè)煤 氣；進(jìn)入煤氣發(fā)生爐的有機(jī)物廢水的流量低于5m 3/h，煤氣發(fā)生爐內(nèi)溫度為950-1050°C，壓 力 4. 5-5. OMPa。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，其特征是，步驟（1)中，所 述有機(jī)物廢水中含有己內(nèi)酰胺、丁酸、丁醛、辛稀醛、甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己酮肟、N，N二甲基甲 酰胺中的一種或多種。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，其特征是，步驟（3)中，有 機(jī)物廢水經(jīng)柱塞泵加壓控制壓力5. 5-6. OMPa。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，其特征是，廢水預(yù)熱器預(yù) 熱后的有機(jī)物廢水溫度為50-55°C。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物廢水的無害化處理工藝，其特征是，步驟（4)中，產(chǎn) 生的工業(yè)煤氣包括體積分?jǐn)?shù)為91% -93%的水煤氣、4% -10%的C02、1 % -3%的甲烷，余量 為氮?dú)狻?br> 6. -種有機(jī)物廢水的無害化處理裝置，其特征是，包括依次順序連接的廢水槽、過濾 器、柱塞泵、廢水預(yù)熱器和煤氣發(fā)生爐，所述過濾器為壓力式過濾器，所述廢水預(yù)熱器上方 設(shè)置有蒸汽進(jìn)口，所述廢水預(yù)熱器下方設(shè)置疏水閥，所述煤氣發(fā)生爐的上部連接內(nèi)部設(shè)置 有包括第一通道、第二通道和第三通道的燒嘴，所述燒嘴的噴出口連接到輸送煤氣發(fā)生爐 中，所述煤氣發(fā)生爐與所述廢水預(yù)熱器之間的管道上設(shè)置有馳放氣出口。
【文檔編號】F23G7/04GK104194837SQ201410406467
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王延吉, 郭保方, 張寒修, 陳清祥, 張來明, 孫彩虹 申請人:魯西化工集團(tuán)股份有限公司煤化工二分公司