一種煤氣化廢水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煤氣化廢水處理方法，屬于煤氣化廢水處理領(lǐng)域，以提高煤氣化處理的整體效率。所述煤氣化廢水處理方法，包括：利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸附過濾，得到含有少量雜質(zhì)的廢水溶液和吸附有大量雜質(zhì)的煤粉；利用所述廢水溶液對(duì)氣化煤渣進(jìn)行洗滌，得到含有堿金屬催化劑的廢水溶液；待所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與含有大量雜質(zhì)的煤粉進(jìn)行混合負(fù)載及干燥后，送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體。本發(fā)明可用于煤氣化廢水的處理中。
【專利說明】一種煤氣化廢水處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤氣化廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種煤氣化廢水處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界石油天然氣資源的日益匱乏，以煤氣化為代表的煤基能源轉(zhuǎn)化技術(shù)成為 世界各國(guó)日益關(guān)注的重點(diǎn)。尤其中國(guó)富煤貧油，且煤炭資源地域分布不均，所以，開發(fā)高效、 清潔的煤氣化技術(shù)對(duì)保障國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的重要意義。
[0003] 煤氣化工藝是煤化工領(lǐng)域的重要組成部分，具體是指煤炭在高溫條件下與氣化劑 發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)制得反應(yīng)煤氣的過程。煤氣化工藝會(huì)產(chǎn)生大量的煤氣化廢水。由于煤氣化 廢水中含有焦油、酚氨等污染物，C0D值很高，且有強(qiáng)烈的酚、胺臭味，所以處理難度較大。
[0004] 目前，煤氣化廢水的處理工藝主要包括煤氣水分離、除油、脫酸性氣體、酚回收、氨 回收和生化處理等環(huán)節(jié)，但采用上述工藝處理后的煤氣化廢水的C0D值仍然很高，達(dá)不到 環(huán)保排放的要求，還需進(jìn)行深度處理，工序繁瑣，耗費(fèi)不菲，降低了煤氣化工藝的經(jīng)濟(jì)性。所 以，提供一種能夠有效處理焦油、酚氨等污染物，提高煤氣化處理的整體效率的方法是本領(lǐng) 域技術(shù)人員所面臨的重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煤氣化廢水處理方法，以提高煤氣化處理的整體效率。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種煤氣化廢水處理方法，包括：
[0008] 利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸附過濾，得到含有少量雜質(zhì)的廢水溶液和吸附有大量 雜質(zhì)的煤粉；
[0009] 利用所述廢水溶液對(duì)氣化煤渣進(jìn)行洗滌，得到含有堿金屬催化劑的廢水溶液；
[0010] 待所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉進(jìn)行混合、負(fù)載及 干燥后，送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體。
[0011] 可選的，所述煤粉的粒徑小于5_。
[0012] 可選的，在所述利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸附過濾之前還包括：
[0013] 利用氣化劑對(duì)負(fù)載堿金屬催化劑的煤粉進(jìn)行氣化，得到富含甲烷的粗煤氣和所述 氣化煤渣；
[0014] 對(duì)所述富含甲烷的粗煤氣進(jìn)行洗滌并降溫，得到富含甲烷的煤氣和所述氣化廢 水。
[0015] 進(jìn)一步的，所述氣化廢水的溫度為30°C -80°C。
[0016] 可選的，對(duì)所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉進(jìn)行混 合、負(fù)載及干燥后，送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體包括：
[0017] 將所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉混合，然后用堿金 屬催化劑進(jìn)行負(fù)載，待干燥處理后，得到吸附有大量雜質(zhì)的含有堿金屬催化劑的煤粉；
[0018] 將所述吸附有大量雜質(zhì)的含有堿金屬催化劑的煤粉送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有 效氣體。
[0019] 可選的，在干燥處理后，僅有所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液中的水溶液以水 蒸汽的形式被除去，雜質(zhì)和堿金屬催化劑均負(fù)載在煤粉上。
[0020] 可選的，所述有效氣體包括甲烷、一氧化碳和氫氣。
[0021] 可選的，所述雜質(zhì)包括焦油和酚氨化合物。
[0022] 可選的，在所述吸附有大量雜質(zhì)的煤粉中，所述雜質(zhì)的吸附率為50% -85%。
[0023] 可選的，所述氣化爐內(nèi)的操作溫度為650°C _850°C，操作壓力為0? l_4MPa。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煤氣化廢水處理方法，該方法在傳統(tǒng)廢水處理工藝的基 礎(chǔ)上，使用了具有多孔結(jié)構(gòu)且含有多種羧基、胺基官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的煤粉，以對(duì)氣化廢水 中的焦油、酚氨等污染物起到了較好地吸附作用，從而省去了繁瑣的廢水處理工藝，降低了 廢水處理成本；同時(shí)，利用處理后的氣化廢水還可有效回收氣化煤渣中的堿金屬催化劑，這 不僅降低了水耗，還可利用回收得到的堿金屬催化劑在氣化條件下促進(jìn)焦油、酚氨等污染 物的裂解，從而生成更多的有效氣體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化廢水處理方法的示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化廢水處理的工藝流程圖；
[0027] 圖例：
[0028] A氣化爐B煤氣洗滌系統(tǒng)C過濾系統(tǒng)D催化劑回收裝置E催化劑負(fù)載及干燥系 統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化廢水處理方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化廢水處理方法的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明 實(shí)施例提供了一種煤氣化廢水處理方法，包括：
[0032] S1 :利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸附過濾，得到含有少量雜質(zhì)的廢水溶液和吸附有 大量雜質(zhì)的煤粉。
[0033] 在本步驟中，首先對(duì)氣化廢水中所含有的大量雜質(zhì)進(jìn)行吸附處理，以確保在吸附 過程中可以吸附掉氣化廢水中的大部分雜質(zhì)。
[0034] 在本步驟的一可選的實(shí)施例中，所述雜質(zhì)包括焦油和酚氨化合物。在本步驟中，利 用煤粉對(duì)所述氣化廢水進(jìn)行吸附過濾，主要是因?yàn)槊悍蹫槎嗫捉Y(jié)構(gòu)，且含有多種官能團(tuán)，例 如羧基和胺基等，能有效地吸附焦油和酚氨化合物。在本步驟的另一可選的實(shí)施例中，在所 述吸附有大量雜質(zhì)的煤粉中，所述雜質(zhì)的吸附率為50% -85%。經(jīng)試驗(yàn)證明，在采用煤粉對(duì) 氣化廢水吸附的過程中，煤粉可吸收85%以上的焦油、70%以上的酚及50%的氨，從而對(duì) 氣化廢水起到較好地凈化作用。在本步驟的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述煤粉的粒徑小于5mm。粒 徑在5_以下的煤粉可在吸附過程中充分地與氣化廢水發(fā)生吸附作用，從而對(duì)氣化廢水中 的雜質(zhì)污染物起到充分地吸附作用。
[0035] 可以理解的是，在本步驟的一可選實(shí)施例中，在所述利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸 附過濾之前還包括：利用氣化劑對(duì)負(fù)載堿金屬催化劑的煤粉進(jìn)行氣化，得到富含甲烷的粗 煤氣和所述氣化煤渣；對(duì)所述富含甲烷的粗煤氣進(jìn)行洗滌并降溫，得到富含甲烷的煤氣和 所述氣化廢水。
[0036] 在上述步驟的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣化廢水的溫度為30°C-80°C。由于氣化爐 內(nèi)的反應(yīng)溫度較高，經(jīng)反應(yīng)生成的氣化廢水的溫度也較高，對(duì)其進(jìn)行降溫處理，可避免氣化 廢水在后續(xù)處理中因溫度較高而對(duì)各反應(yīng)處理系統(tǒng)造成影響，從而確保反應(yīng)的正常運(yùn)行。 本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝需要將氣化廢水的溫度降至上述溫度范圍內(nèi)，即該溫 度范圍的任一溫度值均可，例如，40°C、50°C、60°C、70°C等。
[0037] S2 :利用所述廢水溶液對(duì)氣化煤渣進(jìn)行洗滌，得到含有堿金屬催化劑的廢水溶液。
[0038] 在本步驟中，利用所述廢水溶液對(duì)氣化煤渣進(jìn)行洗滌，這主要是因?yàn)闅饣蟮拿?渣中含有大量的堿金屬催化劑。為了對(duì)煤渣中的堿金屬催化劑進(jìn)行有效回收，可利用經(jīng) 上述步驟吸附處理后的所述廢水溶液對(duì)氣化煤渣進(jìn)行洗滌，從而可降低整個(gè)氣化工藝的水 耗，又由于該步使用的水溶液為氣化廢水而不是新鮮水，所以還可降低工藝成本。
[0039] S3:待所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉進(jìn)行混合、負(fù) 載及干燥后，送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體。
[0040] 在本步驟的一主要實(shí)施例中，包括：將所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附 有大量雜質(zhì)的煤粉混合，然后用堿金屬催化劑進(jìn)行負(fù)載，待干燥處理后，得到負(fù)載有大量雜 質(zhì)的含有堿金屬催化劑的煤粉；將所述吸附有大量雜質(zhì)的含有堿金屬催化劑的煤粉送入氣 化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體。換言之，將步驟S2中得到的所述含有堿金屬催化劑的廢水 溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉相混合，然后用堿金屬催化劑在負(fù)載系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行負(fù)載， 待干燥處理后，形成吸附有大量雜質(zhì)并負(fù)載堿金屬催化劑的煤粉，再將其送入氣化爐中進(jìn) 行反應(yīng)，在堿金屬催化劑和氣化爐內(nèi)高溫高壓的作用下，雜質(zhì)（焦油、酚氨）分解生成有效 氣體。在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，在干燥處理后，僅有所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液 中的水溶液以水蒸汽的形式被除去，雜質(zhì)和堿金屬催化劑均負(fù)載在煤粉上。這樣，可確保煤 氣化廢水中的焦油、酚氨等污染物的零排放。在本步驟的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述有效氣體 包括 0)、112、014等。
[0041] 在本步驟的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣化爐內(nèi)的操作溫度為650-850°C，操作壓力 為0. l-4MPa。本發(fā)明采用的是煤催化氣化技術(shù)，該技術(shù)為煤在相對(duì)較低的溫度下與水蒸氣 等氣化劑在催化劑的催化作用下進(jìn)行氣化反應(yīng)，以生成高濃度的甲烷，該技術(shù)具有甲烷含 量高、反應(yīng)溫度低等優(yōu)點(diǎn)，所以本實(shí)施例中氣化爐內(nèi)的溫度較常規(guī)煤氣化技術(shù)相比，操作溫 度較低，僅在650-850°C左右。
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煤氣化廢水處理方法，該方法在傳統(tǒng)廢水處理工藝的基 礎(chǔ)上，使用了具有多孔結(jié)構(gòu)且含有多種羧基、胺基官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的煤粉，以對(duì)氣化廢水 中的焦油、酚氨等污染物起到了較好地吸附作用，從而省去了繁瑣的廢水處理工藝，降低了 廢水處理成本；同時(shí)，利用處理后的氣化廢水還可有效回收氣化煤渣中的堿金屬催化劑，這 不僅降低了水耗，還可利用回收得到的堿金屬催化劑在氣化條件下促進(jìn)焦油、酚氨等污染 物的裂解，從而生成更多的有效氣體。
[0043] 下面將結(jié)合附圖2具體說明利用煤氣化廢水處理裝置進(jìn)行本申請(qǐng)所提供的煤氣 化廢水處理的工藝流程。
[0044] 負(fù)載堿金屬催化劑的煤粉通過管路1進(jìn)入氣化爐A，氣化劑通過管路2進(jìn)入氣化 爐，在一定溫度和壓力下，兩者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成富含甲烷的煤氣，富含甲烷的粗煤氣通過 管路3進(jìn)入煤氣洗滌系統(tǒng)B，經(jīng)過洗滌降溫后，富含甲烷的煤氣通過管路4進(jìn)入后系統(tǒng)進(jìn) 一步處理，洗滌后的氣化廢水中含有焦油、酚氨等雜質(zhì)，氣化廢水通過管路5進(jìn)入過濾系統(tǒng) C，過濾系統(tǒng)里面的過濾介質(zhì)是具有一定粒徑范圍的原料煤粉，由于煤粉是多孔結(jié)構(gòu)，并且 含有多種官能團(tuán)例如羧基和胺基，能有效吸附焦油和酚氨化合物，通過該過濾系統(tǒng)能吸收 85%以上的焦油、70%以上的酚、50%的氨，剩下的含有少量焦油、酚氨的氣化廢水濾液通 過管路6進(jìn)入催化劑回收裝置。在催化劑回收裝置中，含有少量焦油、酚氨的氣化廢水濾液 首先對(duì)氣化爐A反應(yīng)剩余的氣化煤渣進(jìn)行洗滌，收集含有少量焦油、酚氨和堿金屬催化劑 的氣化廢水溶液并送入催化劑干燥負(fù)載系統(tǒng)E中，與過濾系統(tǒng)C中的已經(jīng)吸附大量焦油、 酚、氨的煤粉混合，利用干燥系統(tǒng)將水分烘干，這樣水會(huì)以水蒸氣的形式被蒸發(fā)走，所有的 焦油、酚氨都將留在帶有堿金屬催化劑的煤粉上，該煤粉作為原料通過管路9進(jìn)入氣化爐 A，氣化爐的操作溫度為650-850°C，操作壓力為0. l_4MPa，在堿金屬催化劑和高溫高壓的 作用下，焦油、酚氨會(huì)在高溫下分解生成CO、H2、CH 4等有效氣體。
[0045] 為了更好說明本發(fā)明提供的一種煤氣化廢水處理方法，下面將結(jié)合實(shí)施例及對(duì)比 例進(jìn)行詳細(xì)說明。參見附圖2所提供的煤氣化廢水處理的工藝流程完成實(shí)施例1-2、對(duì)比例 1-2,具體參數(shù)詳見表1。
[0046] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種煤氣化廢水處理方法，其特征在于，包括： 利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸附過濾，得到含有少量雜質(zhì)的廢水溶液和吸附有大量雜質(zhì) 的煤粉； 利用所述廢水溶液對(duì)氣化煤渣進(jìn)行洗滌，得到含有堿金屬催化劑的廢水溶液； 待所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉進(jìn)行混合、負(fù)載及干燥 后，送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述煤粉的粒徑小于5_。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述利用煤粉對(duì)氣化廢水進(jìn)行吸 附過濾之前還包括： 利用氣化劑對(duì)負(fù)載堿金屬催化劑的煤粉進(jìn)行氣化，得到富含甲烷的粗煤氣和所述氣化 煤渣； 對(duì)所述富含甲烷的粗煤氣進(jìn)行洗滌并降溫，得到富含甲烷的煤氣和所述氣化廢水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理方法，其特征在于，所述氣化廢水的溫度為30°C -80°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，對(duì)所述含有堿金屬催化劑的廢水溶 液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉進(jìn)行混合、負(fù)載及干燥后，送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣 體，包括： 將所述含有堿金屬催化劑的廢水溶液與吸附有大量雜質(zhì)的煤粉混合，然后用堿金屬催 化劑進(jìn)行負(fù)載，待干燥處理后，得到吸附有大量雜質(zhì)的含有堿金屬催化劑的煤粉； 將所述吸附有雜質(zhì)的含有堿金屬催化劑的煤粉送入氣化爐中，以反應(yīng)生成有效氣體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于，在干燥處理后，僅有所述含有堿金屬 催化劑的廢水溶液中的水溶液以水蒸汽的形式被除去，雜質(zhì)和堿金屬催化劑均負(fù)載在煤粉 上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述有效氣體包括甲烷、一氧化碳和 氫氣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述雜質(zhì)包括焦油和酚氨化合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述吸附有大量雜質(zhì)的煤粉中，所 述雜質(zhì)的吸附率為50% -85%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述氣化爐內(nèi)的操作溫度為 650°C _850°C，操作壓力為 0? l_4MPa。
【文檔編號(hào)】C10J3/46GK104449859SQ201410581655
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】裴增楷, 鄭巖, 金亞丹, 李克忠, 畢繼誠(chéng) 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司