一種廢水處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝，適用于炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程，處理工藝能耗較低，并可有效提高有機(jī)溶劑蒸汽的冷凝效率，實(shí)現(xiàn)抽真空用水循環(huán)使用，降低廢水排放量。
【背景技術(shù)】
[0002]炸藥造型粉水懸浮造粒是在一定真空條件下驅(qū)除單質(zhì)炸藥-水-粘結(jié)劑溶液懸浮體系中的有機(jī)溶劑而實(shí)現(xiàn)單質(zhì)炸藥包覆造粒的工藝過(guò)程。常用的粘結(jié)劑有氟橡膠、三元乙丙橡膠、聚苯乙烯等，常用的有機(jī)溶劑為乙酸乙酯、石油醚等。
[0003]傳統(tǒng)水懸浮造粒溶劑回收系統(tǒng)利用自來(lái)水對(duì)有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行冷凝。自來(lái)水和有機(jī)溶劑蒸汽間溫差較小，而乙酸乙酯、石油醚等有機(jī)溶劑具有沸點(diǎn)低、易揮發(fā)的特點(diǎn)，有機(jī)溶劑回收效率為60 %左右，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自來(lái)水換熱下有機(jī)溶劑蒸汽的充分冷凝。
[0004]在傳統(tǒng)水懸浮造粒抽真空系統(tǒng)中，利用自來(lái)水在水環(huán)式真空泵內(nèi)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的負(fù)壓抽除有機(jī)溶劑。未冷凝的有機(jī)溶劑溶解至水中，排入廢水處理系統(tǒng)。溶劑冷凝和抽真空過(guò)程使用的自來(lái)水均直接排放，廢水排放量為23m3/天。
[0005]針對(duì)此類(lèi)廢水的傳統(tǒng)處理方法為蒸餾操作，由于炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程廢水排放量較大，有機(jī)溶劑濃度僅為0.6%左右，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足為:1.能耗高，采用蒸餾操作每天的能耗約為2.7 X 15KJ ;2.回收的有機(jī)溶劑純度較低，還需進(jìn)一步精制處理，設(shè)備投資成本較高。由于精餾操作為末端治理方式，水懸浮造粒過(guò)程的溶劑回收率仍為60%左右；3.廢水排放量較大，蒸餾工藝僅僅降低廢水中的有機(jī)溶劑含量，并不減少工藝過(guò)程產(chǎn)生的廢水量，廢水排放量仍約為23m3/天。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為降低炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程的有機(jī)溶劑和廢水排放量，克服傳統(tǒng)蒸餾工藝的種種弊端，本發(fā)明采用前端處理方案，提供了一種合理可行的廢水處理工藝，具有工藝簡(jiǎn)單、冷凝效率高、廢水排放量小等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]一種廢水處理工藝，適用于炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程，使用的設(shè)備包括造粒釜1、一級(jí)冷凝器2、溶劑接收罐3、二級(jí)冷凝器4、水環(huán)式真空泵5、水箱6、制冷機(jī)組7、冷凍液儲(chǔ)罐8、冷凍液循環(huán)泵9、冷卻塔10、冷卻水循環(huán)泵11。自來(lái)水在水環(huán)式真空泵5內(nèi)旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生負(fù)壓，有機(jī)溶劑蒸汽在真空負(fù)壓的驅(qū)動(dòng)下依次流經(jīng)一級(jí)冷凝器2、溶劑接收罐3和二級(jí)冷凝器4，利用冷卻循環(huán)水和冷凍液對(duì)有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行冷凝，冷凝出的液體流入溶劑接收罐3。制冷機(jī)組7、冷凍液儲(chǔ)罐8、冷凍液循環(huán)泵9與二級(jí)冷凝器4構(gòu)成冷凍液循環(huán)系統(tǒng)，冷卻塔10、冷卻水循環(huán)泵11與一級(jí)冷凝器2、水箱6內(nèi)的降溫盤(pán)管構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0008]包括以下步驟:
[0009]1.在造粒前開(kāi)啟制冷機(jī)組7、冷凍液循環(huán)泵9，將冷凍液儲(chǔ)罐8內(nèi)的液體溫度降至O?5°C，并對(duì)二級(jí)冷凝器4進(jìn)行預(yù)冷。
[0010]2.開(kāi)啟冷卻塔10、冷卻水循環(huán)泵11，使冷卻水在一級(jí)冷凝器2和水箱6內(nèi)的降溫盤(pán)管中循環(huán)流動(dòng)。
[0011]3.抽真空前啟動(dòng)水環(huán)式真空泵5，使抽真空水在水環(huán)式真空泵5和水箱6內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，利用水環(huán)式真空泵5產(chǎn)生的負(fù)壓抽除有機(jī)溶劑。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)，還在于一級(jí)冷凝器2、和二級(jí)冷凝器4分別布置在有機(jī)溶劑接收罐3的蒸汽入口和蒸汽出口。冷凍液可以采用硝酸鈣水溶液或氯化鈣水溶液或乙二醇水溶液。冷凝器可以采用列管式換熱器或螺旋板式換熱器。
[0013]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0014]1.通過(guò)水冷和冷凍液冷卻相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑蒸汽的冷凝回收。與有機(jī)溶劑蒸汽換熱前，冷凍液的溫度為O?5°C，傳統(tǒng)自來(lái)水換熱前的溫度約為15?20°C。因此，采用冷凍液冷凝可將有機(jī)蒸汽與換熱介質(zhì)之間的溫差提高15°C左右，有利于有機(jī)溶劑蒸汽的迅速降溫冷凝。
[0015]有機(jī)溶劑蒸汽采用先使用自來(lái)水再使用冷凍液進(jìn)行降溫冷凝的操作方式，可實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用，能耗較小，占地面積和設(shè)備投資成本適中。
[0016]2.有機(jī)溶劑接收罐入口和出口分別設(shè)置冷凝器。有機(jī)溶劑接收罐入口的冷凝器為一級(jí)冷凝器，出口的冷凝器為二級(jí)冷凝器。大部分有機(jī)溶劑蒸汽在通過(guò)一級(jí)冷凝器后降溫冷凝為液體流入液體接收罐。但是，乙酸乙酯、石油醚等有機(jī)溶劑在抽真空條件下，沸點(diǎn)降低，揮發(fā)性增加。設(shè)置于有機(jī)溶劑接收罐出口的二級(jí)冷凝器在起到對(duì)未凝氣體進(jìn)行冷凝的同時(shí)，也起到對(duì)溶劑接收罐中揮發(fā)出的有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行冷凝的作用，從而大幅降低排入真空泵內(nèi)的有機(jī)溶劑量。
[0017]3.設(shè)置抽真空水箱，并在水箱內(nèi)布置降溫盤(pán)管。經(jīng)兩級(jí)冷凝后，未冷凝的有機(jī)溶劑蒸汽隨抽真空過(guò)程溶解至廢水中。設(shè)置抽真空水箱后，可實(shí)現(xiàn)抽真空用水的循環(huán)使用。但是，在循環(huán)過(guò)程中因真空泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件與自來(lái)水的摩擦作用使水溫逐漸上升，從而導(dǎo)致有機(jī)溶劑揮發(fā)量逐漸增大。水箱內(nèi)設(shè)置的降溫盤(pán)管可實(shí)現(xiàn)對(duì)抽真空用水的有效降溫，避免含有機(jī)溶劑廢水的大量揮發(fā)。抽真空用水可一天更換一次，從而較大程度降低了抽真空過(guò)程的自來(lái)水消耗量。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]1.能耗低:本發(fā)明技術(shù)方案每天的能耗約為4.5X 104KJ，為傳統(tǒng)蒸餾操作能耗的16.7% ；
[0020]2.溶劑回收率高:有機(jī)溶劑回收效率由60%提高至90% ；
[0021]3.廢水排放量少:廢水排放量由23m3/天降至Im3/天。
【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]圖1為一種水冷和冷凍液冷卻相結(jié)合的炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程的廢水處理工藝流程圖。
[0024]圖中，虛線表示有機(jī)溶劑蒸汽的流動(dòng)路線，1.造粒釜，2.—級(jí)冷凝器，3.溶劑接收罐，4.二級(jí)冷凝器，5.水環(huán)式真空泵，6.水箱，7.制冷機(jī)組，8.冷凍液儲(chǔ)罐，9.冷凍液循環(huán)泵，10.冷卻塔，11.冷卻水循環(huán)泵。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1為一種水冷和冷凍液冷卻相結(jié)合的炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程的廢水處理工藝，適用于炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程，使用的設(shè)備包括造粒釜1、一級(jí)冷凝器2、溶劑接收罐3、二級(jí)冷凝器4、水環(huán)式真空泵5、水箱6、制冷機(jī)組7、冷凍液儲(chǔ)罐8、冷凍液循環(huán)泵9、冷卻塔10、冷卻水循環(huán)泵11。自來(lái)水在水環(huán)式真空泵5內(nèi)旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生負(fù)壓，有機(jī)溶劑蒸汽在真空負(fù)壓的驅(qū)動(dòng)下依次流經(jīng)一級(jí)冷凝器2、溶劑接收罐3和二級(jí)冷凝器4，利用冷卻循環(huán)水和冷凍液對(duì)有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行冷凝，冷凝出的液體流入溶劑接收罐3。制冷機(jī)組7、冷凍液儲(chǔ)罐8、冷凍液循環(huán)泵9與二級(jí)冷凝器4構(gòu)成冷凍液循環(huán)系統(tǒng)，冷卻塔10、冷卻水循環(huán)泵11與一級(jí)冷凝器2、水箱6內(nèi)的降溫盤(pán)管構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0026]包括以下步驟:
[0027]1.在造粒前開(kāi)啟制冷機(jī)組7、冷凍液循環(huán)泵9，將冷凍液儲(chǔ)罐8內(nèi)的液體溫度降至O?5°C，并對(duì)二級(jí)冷凝器4進(jìn)行預(yù)冷。
[0028]2.開(kāi)啟冷卻塔10、冷卻水循環(huán)泵11，使冷卻水在一級(jí)冷凝器2和水箱6內(nèi)的降溫盤(pán)管中循環(huán)流動(dòng)。
[0029]3.抽真空前啟動(dòng)水環(huán)式真空泵5，使抽真空水在水環(huán)式真空泵5和水箱6內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，利用水環(huán)式真空泵5產(chǎn)生的負(fù)壓抽除有機(jī)溶劑，經(jīng)一級(jí)冷凝器2和二級(jí)冷凝器4冷凝出的有機(jī)溶劑流入溶劑接收罐3。
[0030]本發(fā)明的技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)，還在于一級(jí)冷凝器2、和二級(jí)冷凝器4分別布置在有機(jī)溶劑接收罐3的蒸汽入口和蒸汽出口。虛線方框I為由制冷機(jī)組7和冷凍液儲(chǔ)罐8組成的冷凍液內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，利用冷凍機(jī)組7對(duì)冷凍液儲(chǔ)罐8內(nèi)的液體進(jìn)行降溫。虛線方框II為冷凍液儲(chǔ)罐8和冷凍液循環(huán)泵9組成的外循環(huán)系統(tǒng)，將冷凍液儲(chǔ)罐8內(nèi)的低溫液體輸送至用冷設(shè)備。冷凍液可以采用硝酸鈣水溶液、氯化鈣水溶液或乙二醇水溶液等。
[0031]水環(huán)式真空泵5的自來(lái)水入口與水箱6底部連接，水環(huán)式真空泵5的自來(lái)水出口與水箱6頂部連接，從而實(shí)現(xiàn)抽真空用水的循環(huán)使用。
[0032]冷卻塔10和冷卻水循環(huán)泵11組成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。在此工藝過(guò)程中，利用循環(huán)冷卻水進(jìn)行有機(jī)溶劑蒸汽一次冷凝和吸收抽真空過(guò)程產(chǎn)生的熱量，利用冷凍液進(jìn)行有機(jī)蒸汽二次冷凝，從而實(shí)現(xiàn)不同溫度換熱介質(zhì)的梯級(jí)利用，降低廢水處理過(guò)程的能量消耗。
[0033]溶劑接收罐3和二級(jí)冷凝器4之間的管道較粗，氣體由此管道從接收罐3進(jìn)入二級(jí)冷凝器4，由二級(jí)冷凝器4冷凝出的液體沿此管道流回接收罐3。冷凝器可以采用列管式換熱器或螺旋板式換熱器。
[0034]應(yīng)用實(shí)施例:利用本發(fā)明公布的廢水處理工藝進(jìn)行炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程的廢水處理。此工藝過(guò)程的能量消耗僅為傳統(tǒng)蒸餾操作的16.7%，且有機(jī)溶劑回收效率由60%提高至90%，廢水排放量由23m3/天降至Im3/天。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種廢水處理工藝，適用于炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程，使用的設(shè)備包括造粒釜[I]、一級(jí)冷凝器[2]、溶劑接收罐[3]、二級(jí)冷凝器[4]、水環(huán)式真空泵[5]、水箱[6]、制冷機(jī)組[7]、冷凍液儲(chǔ)罐[8]、冷凍液循環(huán)泵[9]、冷卻塔[10]、冷卻水循環(huán)泵[11];自來(lái)水在水環(huán)式真空泵[5]內(nèi)旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生負(fù)壓，有機(jī)溶劑蒸汽在真空負(fù)壓的驅(qū)動(dòng)下依次流經(jīng)一級(jí)冷凝器[2]、溶劑接收罐[3]和二級(jí)冷凝器[4]，利用冷卻循環(huán)水和冷凍液對(duì)有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行冷凝，冷凝出的液體流入溶劑接收罐[3];制冷機(jī)組[7]、冷凍液儲(chǔ)罐[8]、冷凍液循環(huán)泵[9]與二級(jí)冷凝器[4]構(gòu)成冷凍液循環(huán)系統(tǒng)，冷卻塔[10]、冷卻水循環(huán)泵[11]與一級(jí)冷凝器[2]、水箱[6]內(nèi)的降溫盤(pán)管構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)； 其特征在于，包括以下步驟: (1)在造粒前開(kāi)啟制冷機(jī)組[7]、冷凍液循環(huán)泵[9]，將冷凍液儲(chǔ)罐[8]內(nèi)的液體溫度降至O?5°C，并對(duì)二級(jí)冷凝器[4]進(jìn)行預(yù)冷； (2)開(kāi)啟冷卻塔[10]、冷卻水循環(huán)泵[11]，使冷卻水在一級(jí)冷凝器[2]和水箱[6]內(nèi)的降溫盤(pán)管中循環(huán)流動(dòng)； (3)抽真空前啟動(dòng)水環(huán)式真空泵[5]，使抽真空水在水環(huán)式真空泵[5]和水箱[6]內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，利用水環(huán)式真空泵[5]產(chǎn)生的負(fù)壓抽除有機(jī)溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理工藝，其特征在于:一級(jí)冷凝器[2]、和二級(jí)冷凝器[4]分別布置在有機(jī)溶劑接收罐[3]的蒸汽入口和蒸汽出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理工藝，其特征在于:冷凍液可以采用硝酸鈣水溶液或氯化媽水溶液或乙二醇水溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理工藝，其特征在于:冷凝器可以采用列管式換熱器或螺旋板式換熱器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝，適用于炸藥造型粉水懸浮造粒過(guò)程，屬于火炸藥工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用前端處理的方式進(jìn)行廢水處理，通過(guò)水冷和冷凍液冷卻相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑蒸汽的冷凝回收。有機(jī)溶劑接收罐入口和出口分別設(shè)置冷凝器，以便于有機(jī)溶劑蒸汽的充分冷凝。在抽真空水箱內(nèi)設(shè)置降溫盤(pán)管，用以吸收抽真空用水循環(huán)過(guò)程產(chǎn)生的熱量，實(shí)現(xiàn)抽真空用水的循環(huán)利用，降低廢水排放量。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、冷凝效率高、廢水排放量小等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于炸藥造型粉水懸浮造粒工藝的廢水處理過(guò)程。
【IPC分類(lèi)】B01J2-00, C06B21-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104549041
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410804974
【發(fā)明人】鄒高興, 楊毅, 程揚(yáng)波, 雷全虎, 羅志龍, 王勇, 陳松, 商硯冰, 趙東奎, 唐清富, 陳 基, 康超, 李萌, 徐其鵬
【申請(qǐng)人】西安近代化學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日