專(zhuān)利名稱(chēng)：煤制油有機(jī)廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種煤制油有機(jī)廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，我國(guó)是一個(gè)“多煤少油氣”的國(guó)家，由于對(duì)石油需求的日益增長(zhǎng)，因此，利用相關(guān)技術(shù)將煤轉(zhuǎn)化為成品油是解決我國(guó)石油資源缺乏的一條重要途徑。煤制油(Coal-to-liquids，CTL)是以煤炭為原料，通過(guò)化學(xué)加工過(guò)程生產(chǎn)油品和石油化工產(chǎn)品的ー項(xiàng)技術(shù)，包括煤直接液化和煤間接液化兩種技術(shù)路線(xiàn)。煤的直接液化是將煤在高溫高壓條件下，通過(guò)催化加氫直接液化合成液態(tài)烴類(lèi)燃料，并經(jīng)進(jìn)一歩精制(脫除硫、氮、氧等原子)，成為需要的燃料油；煤炭間接液化技術(shù)則是將煤炭氣化生產(chǎn)合成氣，再經(jīng)費(fèi)-托(F-T)合成生產(chǎn)合成油，或者經(jīng)MTGエ藝合成汽油。
煤制油生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)煤變油的各エ序中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，此類(lèi)廢水主要含有醇、酮、醛、酸、酯等有機(jī)物質(zhì)，成分相當(dāng)復(fù)雜，難以通過(guò)常規(guī)的生化方法進(jìn)行處理。目前，處理這類(lèi)煤制油有機(jī)廢水的常規(guī)方法有蒸汽汽提和蒸汽汽提加多效蒸發(fā)濃縮等方法。對(duì)于蒸汽汽提方法，雖然可汽提出有機(jī)廢水中大部分有機(jī)物，但汽提后的廢水仍需要送污水處理，而汽提物也需要另行設(shè)計(jì)出路，整個(gè)エ藝要求的處理難度大，投資高、運(yùn)行成本高；而對(duì)于增加有多效蒸發(fā)濃縮步驟的蒸汽汽提方法，卻存在能耗高，蒸發(fā)后的廢水也需要進(jìn)行污水處理的缺陷。另ー方面，目前的廢水處理工藝僅僅著眼于廢水排放控制，對(duì)于廢水資源以及廢水中的有機(jī)物成分也沒(méi)有被有效利用，仍難免會(huì)有二次排放污染。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及對(duì)環(huán)保日益嚴(yán)格的要求，三廢的治理已經(jīng)成為煤化エ發(fā)展的重大課題。在治理有機(jī)廢水的同時(shí)，如何對(duì)廢水資源實(shí)現(xiàn)合理利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，廢物的資源化和再利用也是一重大課題?；谏鲜?，煤制油過(guò)程中產(chǎn)生的大量有機(jī)廢水是否能得到有效地處理，將影響著煤制油エ業(yè)發(fā)展，同時(shí)，廢水中有機(jī)物的資源化和再利用也是ー個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種煤制油有機(jī)廢水的處理方法，降低煤制油有機(jī)廢水排放的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了廢水資源的綜合利用。本發(fā)明提供一種煤制油有機(jī)廢水的處理方法，該處理方法包括以下對(duì)所述有機(jī)廢水進(jìn)行汽提的步驟將含烴氣體和煤制油有機(jī)廢水的原水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)飽和塔的下部和上部送入飽和塔，在飽和塔中實(shí)現(xiàn)含烴氣體對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行一次汽提，經(jīng)一次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出，富集有機(jī)物的含烴氣體則從塔頂排出；將水蒸汽和飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)汽提塔的下部和上部送入汽提塔，在汽提塔中實(shí)現(xiàn)水蒸汽對(duì)有機(jī)廢水的二次汽提，經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出，富集有機(jī)物的水蒸汽則從塔頂排出。
本發(fā)明的實(shí)施方案，設(shè)計(jì)并利用了相互串聯(lián)的飽和塔和汽提塔，對(duì)煤制油有機(jī)廢水分別利用含烴氣體和水蒸汽實(shí)施兩次汽堤，實(shí)踐證明能夠在顯著降低煤制油有機(jī)廢水的排放量和濃度的同時(shí)，回收廢水中的有機(jī)物資源，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢水的資源化，也降低了廢水處理的負(fù)荷和難度。本發(fā)明的實(shí)施方案中，可根據(jù)所處理廢水的性質(zhì)和處理要求，對(duì)飽和塔和汽提塔排出的經(jīng)一次汽提和二次汽提后的廢水分別進(jìn)行部分循環(huán)，即，從飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水，一部分與原水混合返回飽和塔，另一部分送入汽提塔進(jìn)行二次汽提；或者，從汽提塔底排出的經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水，一部分與所述一次汽提后的有機(jī)廢水混合返回汽提塔，其余輸送到后續(xù)水處理工序；也可以對(duì)飽和塔和汽提塔排出的廢水分別實(shí)施部分循環(huán)，提升對(duì)廢水汽提的效果。具體操作中，可以通過(guò)在飽和塔和/或汽提塔的出水管路上設(shè)置循環(huán)泵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飽和塔和汽提塔的部分廢水循環(huán)。在煤化工領(lǐng)域，各類(lèi)生產(chǎn)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生含碳資源的氣體，例如煤炭開(kāi)采中的煤層 氣，煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t氣等等，甚至在煤制油エ藝過(guò)程中也會(huì)排放出大量含碳的尾氣，這些含碳資源的氣體多以甲烷等低級(jí)烴類(lèi)物為主要成分。目前，通常以這類(lèi)氣體(本發(fā)明稱(chēng)為含烴氣體)作原料，利用蒸汽轉(zhuǎn)化法來(lái)制合成氣。蒸汽轉(zhuǎn)化法是指烴類(lèi)(CmHn)與水蒸氣生成以氫氣、ー氧化碳為主要產(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)程，可以用下式表示CmHn+mH20 — mCO+ (m+n/2) H2可以看出，含烴蒸汽轉(zhuǎn)化會(huì)消耗大量的水蒸氣，以甲烷(CH4)為例，每轉(zhuǎn)化一分子甲燒，需要消耗一分子水，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中水碳的用量比(H2O/1 C)則在3左右，由此可知，在蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)程中水的消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于烴類(lèi)化合物的用量。本發(fā)明的提出是基于煤制油有機(jī)廢水處理技術(shù)和合成氣制取中蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的特點(diǎn)和問(wèn)題，對(duì)有機(jī)廢水依次利用含烴氣體和水蒸汽進(jìn)行汽提，廢水汽化成為使含烴氣體轉(zhuǎn)化所需的蒸汽，降低了廢水的排放，同時(shí)廢水中的有機(jī)物也以氣態(tài)形式進(jìn)入含烴氣體和水蒸汽中，共同作為了合成氣的制備原料，即，在降低廢水排放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的再利用。因此，按照本發(fā)明的實(shí)施方案，利用含烴氣體和水蒸汽汽提煤制油有機(jī)廢水，可以大大減少?gòu)U水的排放量，同時(shí)含烴類(lèi)氣體的含水量可以提高，減少了含烴氣體在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的用水量，而廢水中的部分有機(jī)物成分也會(huì)隨廢水的氣化而進(jìn)入含烴氣體和水蒸氣中，真正實(shí)現(xiàn)了廢水的資源化利用。本發(fā)明的上述實(shí)施方案中，有機(jī)廢水可是來(lái)自煤制油生產(chǎn)中費(fèi)托(F-T)合成制備合成油過(guò)程所排出的廢水。該有機(jī)廢水通常包含醇、酮、醛、酸、酯類(lèi)等有機(jī)物，成分相當(dāng)復(fù)雜，難以通過(guò)常規(guī)的生化方法處理。以煤通過(guò)費(fèi)托合成油為例每生產(chǎn)I噸成品油，約產(chǎn)生
I.5噸有機(jī)廢水，其中的醇、酮、醛、酸、酯等有機(jī)物總含量約為有機(jī)廢水的3. 5%。按照本發(fā)明的實(shí)施方案，在對(duì)該廢水順序?qū)嵤┖瑹N氣體的汽提和水蒸汽的汽提進(jìn)行處理，這些有機(jī)物也能夠最大限度地被資源化利用。所以，無(wú)論是從減少有機(jī)物排放污染，還是對(duì)有機(jī)物資源的回收利用方面，本發(fā)明的實(shí)施方案都具有很顯著的意義。同樣地，本發(fā)明在實(shí)施上述的技術(shù)方案中，所用的含烴氣體選自用于制取合成氣的原料氣體，尤其可以是包括了煤制油尾氣、煤層氣、焦?fàn)t氣、天然氣或它們的任意組合的氣體。這些氣體的主要成份為甲烷等低級(jí)烴類(lèi)混合物，首先利用在這些含烴氣體對(duì)煤制油有機(jī)廢水的原水進(jìn)行汽提的過(guò)程中，廢水中的有機(jī)物以氣態(tài)形式的進(jìn)入，也使氣體中有機(jī)物組分被富集；也利于提高二次汽提中廢水汽化效果。按照本發(fā)明的實(shí)施方案，經(jīng)兩次汽提后排出的有機(jī)廢水不僅總量減少，其中的有機(jī)物含量也大為降低。針對(duì)其水質(zhì)情況，如果能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)則直接排放，即使仍不能排放，在廢水總量減少的同時(shí)，廢水中有機(jī)物含量也顯著降低，后續(xù)水處理工序的難度和處理成本也已降低。例如，可以繼續(xù)通過(guò)生化處理進(jìn)一步凈化水質(zhì)達(dá)到排放或再利用標(biāo)準(zhǔn)。含烴氣體和水蒸汽經(jīng)汽提后，在提高了蒸汽含量的同時(shí)，其中的有機(jī)物成分及含量在一定程度上被増加，用于轉(zhuǎn)化制取合成氣，不僅可減少蒸汽用量，也利于提高合成氣的收率。所以，本發(fā)明的實(shí)施方案還可以進(jìn)ー步包括，完成汽提后，將飽和塔塔頂排出的富集有機(jī)物的含烴氣體和汽提塔塔頂排出的富集有機(jī)物的水蒸汽收集并混合后送入到轉(zhuǎn)化
裝置用于合成氣的制取，將從汽提塔塔底排出的經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水送入后續(xù)水處理エ序。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案中，對(duì)含烴氣體、水蒸汽和有機(jī)廢水在進(jìn)入汽提塔之前要進(jìn)行預(yù)熱處理，使氣、液的進(jìn)料溫度能滿(mǎn)足在塔中實(shí)現(xiàn)汽提的需要。在具體實(shí)施方案中，通常使含烴氣體和水蒸汽的預(yù)熱溫度為300-500°C，送入飽和塔和汽提塔的有機(jī)廢水的預(yù)熱溫度為150-250°C較為適宜，利于在飽和塔和汽提塔中利用含烴氣體和水蒸汽對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行汽提，使盡可能多的廢水連同有機(jī)物成分被汽提到含烴氣體和水蒸汽中。本發(fā)明方案中，可以通過(guò)設(shè)置適當(dāng)?shù)膿Q熱裝置，對(duì)廢水和氣體的預(yù)熱利用處理系統(tǒng)運(yùn)行中的余熱，實(shí)現(xiàn)熱源的有效利用，具體方案可以是，經(jīng)汽提塔二次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出后經(jīng)過(guò)換熱裝置被冷卻，且該冷卻過(guò)程的熱量用于對(duì)進(jìn)入飽和塔和/或汽提塔的有機(jī)廢水的預(yù)熱。例如，通過(guò)流程設(shè)計(jì)，二次汽提后從汽提塔底排出的廢水經(jīng)換熱裝置被冷卻后排出，而來(lái)自待處理水源的廢水原水先經(jīng)過(guò)該換熱裝置被加熱，視需要再?zèng)Q定進(jìn)入飽和塔前是否進(jìn)一歩加熱。這種通過(guò)換熱器換熱產(chǎn)生的熱量對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)熱處理，既可以有效的利用換熱過(guò)程的熱量來(lái)滿(mǎn)足汽提的需要，又可以節(jié)省能源，使資源最大化的被利用。本發(fā)明的實(shí)施方案對(duì)于所使用的飽和塔和汽提塔及汽提系統(tǒng)的設(shè)置均沒(méi)有特殊要求，即，對(duì)飽和塔和汽提塔結(jié)構(gòu)、填料選擇和設(shè)置，以及多級(jí)汽提系統(tǒng)中各階段裝置的選擇與設(shè)置，均可按照化工領(lǐng)域、以及廢水處理行業(yè)的常規(guī)手段實(shí)施，無(wú)需額外的投入和設(shè)計(jì)。為便于表述和理解，本發(fā)明中，“有機(jī)廢水”是各處理階段的廢水統(tǒng)稱(chēng)，而“有機(jī)廢水的原水”則指來(lái)自待處理的廢水水源的有機(jī)廢水。綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果I、本發(fā)明利用含烴氣體和水蒸汽作為汽提介質(zhì)對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行兩次汽提，廢水中的水以氣態(tài)形式進(jìn)入含烴氣體被汽提，從而減少甚至或消除了廢水的排放量，同時(shí)含烴氣體的含水量得以提高，也減少了含烴氣體在轉(zhuǎn)化制取合成氣過(guò)程中需要引入的水蒸汽量。2、本發(fā)明利用含烴氣體和水蒸汽對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行汽提的過(guò)程中，廢水中的大部分有機(jī)物會(huì)隨蒸汽進(jìn)入含烴氣體，而在二次汽提中，水蒸汽會(huì)再次富集存留在廢水中的有機(jī)物，在減少了有機(jī)廢水中有機(jī)物的排放量和降低了濃度，減輕了后續(xù)處理的負(fù)荷和難度，被回收的有機(jī)物在蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)程中也被轉(zhuǎn)化為合成氣(co+h2)，更好地實(shí)現(xiàn)了資源化利用。
3、無(wú)論是汽提エ序還是后續(xù)水處理和合成氣制取エ序，對(duì)設(shè)備的選擇均無(wú)特殊限定和要求，因此利于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明的エ藝流程圖。圖2為實(shí)施例的エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。參照?qǐng)DI所示，簡(jiǎn)要顯示了本發(fā)明實(shí)施方案的流程。 將含烴氣體(例如煤層氣、煤制油過(guò)程排放尾氣、天然氣和焦?fàn)t氣等)和煤制油有機(jī)廢水的原水(來(lái)自煤制油各エ序的排放廢水)經(jīng)加熱器預(yù)熱后分別從下部和上部送入飽和塔，氣、液物料在塔中經(jīng)逆流接觸實(shí)現(xiàn)含烴氣體對(duì)有機(jī)廢水的一次汽提，經(jīng)一次汽提后的含烴氣體攜帶汽化的蒸汽以及進(jìn)入廢水中的來(lái)自廢水中的有機(jī)物成分從塔頂排出，未汽化的廢水從飽和塔塔底排出；如圖I所示，飽和塔的塔底排水可以直接泵送到汽提塔，也可以在管路中設(shè)置分流閥和循環(huán)泵，控制從飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水，一部分被循環(huán)與原水混合返回飽和塔(經(jīng)必要的預(yù)熱)，另一部分送入汽提塔進(jìn)行二次汽提。將水蒸汽和來(lái)自于飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)汽提塔的下部和上部送入汽提塔，在汽提塔中實(shí)現(xiàn)水蒸汽對(duì)有機(jī)廢水的二次汽提，經(jīng)ニ次汽提后的富集有機(jī)物的水蒸汽從塔頂排出，有機(jī)廢水則從汽提塔塔底排出，從汽提塔塔底排出的二次汽提后的有機(jī)廢水，可以直接輸送到后續(xù)水處理工序，也可以通過(guò)在管路中設(shè)置分流閥和循環(huán)泵，使一部分廢水被循環(huán)與所述一次汽提后的有機(jī)廢水混合返回汽提塔，其余輸送到后續(xù)水處理工序。經(jīng)過(guò)上述兩次汽提后，將飽和塔塔頂排出的富集有機(jī)物的含烴氣體和汽提塔塔頂排出的富集有機(jī)物的水蒸汽收集并混合后送入到轉(zhuǎn)化裝置用于合成氣的制取，將從汽提塔塔底排出的經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水送入后續(xù)水處理工序，例如送入生化處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行后處理。實(shí)施例參照?qǐng)D2所示，為本發(fā)明對(duì)有機(jī)廢水處理的具體實(shí)施的流程圖。含烴氣體，其組成(體積百分?jǐn)?shù))為CH4:26. 98%，C2H6:2. 60%, H2 :58. 94%，CO :6. 44%，CO2 :0. 12%，N2 :4. 67%，H2O :0. 25%，經(jīng)預(yù)熱器 I 預(yù)熱至溫度 350°C，在氣流量為 7405kmol/h、壓カ為2. 6MPa的條件下，從下部的氣體入口送入飽和塔2。有機(jī)廢水的原水來(lái)自于費(fèi)托合成制備合成油過(guò)程所排出的廢水，組分如下
權(quán)利要求
1.一種煤制油有機(jī)廢水的處理方法，其特征在于，該處理方法包括以下對(duì)所述有機(jī)廢水進(jìn)行汽提的步驟 將含烴氣體和煤制油有機(jī)廢水的原水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)飽和塔的下部和上部送入飽和塔，在飽和塔中實(shí)現(xiàn)含烴氣體對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行一次汽提，經(jīng)一次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出，富集有機(jī)物的含烴氣體則從塔頂排出； 將水蒸汽和飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)汽提塔的下部和上部送入汽提塔，在汽提塔中實(shí)現(xiàn)水蒸汽對(duì)有機(jī)廢水的二次汽提，經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出，富集有機(jī)物的水蒸汽則從塔頂排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其特征在于，從飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水，一部分與原水混合返回飽和塔，另一部分送入汽提塔進(jìn)行二次汽提。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的處理方法，其特征在于，從汽提塔底排出的經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水，一部分與所述一次汽提后的有機(jī)廢水混合返回汽提塔，其余輸送到后續(xù)水處理工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其特征在于，還包括，將飽和塔塔頂排出的富集有機(jī)物的含烴氣體和汽提塔塔頂排出的富集有機(jī)物的水蒸汽收集并混合后送入到轉(zhuǎn)化裝置用于合成氣的制取，將從汽提塔塔底排出的經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水送入后續(xù)水處理工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其特征在于，所述煤制油有機(jī)廢水是來(lái)自煤制油生產(chǎn)的費(fèi)托合成工序制備合成油過(guò)程所排出的廢水。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理方法，其特征在于，所述含烴氣體選自用于制取合成氣的原料氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，所述含烴氣體包括煤制油尾氣、煤層氣、焦?fàn)t氣、天然氣或它們的任意組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，所述含烴氣體和水蒸汽的預(yù)熱溫度為300-500°C，送入飽和塔和汽提塔的有機(jī)廢水的預(yù)熱溫度為150-250°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出后經(jīng)過(guò)換熱裝置被冷卻，且該冷卻過(guò)程的熱量用于對(duì)進(jìn)入飽和塔和/或汽提塔的有機(jī)廢水的預(yù)熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理方法，其特征在于，所述冷卻過(guò)程的熱量用于對(duì)進(jìn)入飽和塔的有機(jī)廢水的原水的預(yù)熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煤制油有機(jī)廢水的處理方法，該處理方法包括以下步驟將含烴氣體和煤制油有機(jī)廢水的原水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)飽和塔的下部和上部送入飽和塔，在飽和塔中實(shí)現(xiàn)含烴氣體對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行一次汽提，經(jīng)一次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出，富集有機(jī)物的含烴氣體則從塔頂排出；將水蒸汽和飽和塔塔底排出的一次汽提后的有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后分別通過(guò)汽提塔的下部和上部送入汽提塔，在汽提塔中實(shí)現(xiàn)水蒸汽對(duì)有機(jī)廢水的二次汽提，經(jīng)二次汽提后的有機(jī)廢水從塔底排出，富集有機(jī)物的水蒸汽則從塔頂排出。該處理方法具有流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，能夠有效解決煤制油過(guò)程中有機(jī)廢水難以處理和利用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢水的資源化利用。
文檔編號(hào)C02F1/20GK102795684SQ20121031259
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者龐玉學(xué), 楊泳濤, 萬(wàn)蓉, 王志堅(jiān), 龐彪, 汪濤, 郭金回, 肖華送, 龐婷 申請(qǐng)人:龐玉學(xué)