利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的節(jié)能方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的節(jié)能方法及裝置；將脫氨塔的操作壓力提高，將脫萃取劑塔和水塔的操作壓力降低，使得脫氨塔的塔頂蒸汽的溫度與脫萃取劑塔和水塔塔釜再沸氣相的溫度之差達到最小傳熱溫差以上，用脫氨塔頂蒸汽放出的熱量來加熱脫萃取劑塔和水塔塔釜的液相，利用兩股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合；本發(fā)明將脫萃取劑塔與水塔再沸器與脫氨塔冷凝器進行耦合，降低了熱源消耗；耦合后，省去了脫氨塔的塔頂冷凝器，節(jié)省設備投資費用。解決了煤化工過程中酚氨廢水回收利用中能量消耗高的技術難題，通過設備的耦合，達到節(jié)能的目的，具有很高的經濟和社會價值。
【專利說明】
利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的節(jié)能方法及裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于精餾技術領域，涉及一種煤化工中含酚和氨的廢水處理方法。特別是 涉及一種利用熱耦合技術，從煤化工裝置產生的廢水中回收酚、氨的節(jié)能方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，在煤炭清潔利用的大背景下，新型煤化工產業(yè)發(fā)展迅速，如煤制蘭炭、煤 制烯烴、煤制油、煤制氣、煤制醇等。在煤化工中都會產生大量的廢水，這些廢水一般包括煤 轉化過程中新產生的水、原煤本身所帶水、以及工藝中進行冷卻、洗滌的水等，這些煤化工 廢水特點是：（1)成分及其復雜，含有大量酚類等有機污染物，以及氨氮等有害物質。（2)工 藝中產生的廢水量大，必須進行大規(guī)模工業(yè)處理。
[0003] 對于該類廢水，國內外普遍采用化工分離與生化處理相結合的方式來處理，化工 分離主要是提高廢水的可生化性和降低生化處理成本?；し蛛x主要包括萃取、汽提、酚氨 回收、萃取劑回收等單元過程。例如文獻報道的魯奇工藝(煤化工，2013,（2) :43-46)，華南 理工大學工藝（中國專利201210145137.7)，河南龍成煤高效技術應用有限公司工藝（中國 專利201310450609.4)等。其中萃取脫酚是利用酚在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解 度的特性，將廢水中酚類物質轉移至萃取劑中，實現(xiàn)酚的脫除（中國專利200610033936.X)。 對于廢水中存在的氨等氣體的脫除，廣泛采用的是加壓塔汽提工藝（中國專利 200810106916.X，及Industrial Wastewater Treatment Technology.2nd Ed.London: BUtterw〇rths，1985)。這種技術優(yōu)點是既回收廢水中的酚，又提高廢水的可生化性，但處理 成本較高。由于焦油物質及煤灰顆粒的存在，很容易堵塞塔盤，尤其在處理蘭炭廢水的情況 下，更容易造成堵塞，不能正常的進行精餾操作。
[0004] 本發(fā)明的目的就是提供一種差壓熱耦合處理煤化工廢水的系統(tǒng)，解決現(xiàn)有煤氣化 或焦化廢水處理方法存在能耗高及易堵塞的問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明擬通過熱耦合技術，達到從煤化工廢水中回收 酚、氨的同時，降低整個回收裝置的能耗;實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
[0006] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0007] -種利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的節(jié)能方法，將脫氨塔的操作壓力提高，將 脫萃取劑塔和水塔的操作壓力降低，使得脫氨塔的塔頂蒸汽的溫度與脫萃取劑塔和水塔塔 釜再沸氣相的溫度之差達到最小傳熱溫差以上，用脫氨塔頂蒸汽放出的熱量來加熱脫萃取 劑塔和水塔塔釜的液相，利用兩股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合。
[0008] 所述的脫氨塔的操作壓力為絕對壓力0.1~〇.5MPa，脫萃取劑塔壓力為絕對壓力 0 · 06~0 · IMPa，水塔0 · 06~0 · IMP。保證脫氨塔的壓力大于脫萃取劑塔及水塔的壓力。
[0009] 本發(fā)明的利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的裝置，主要包括脫氨塔C4、脫萃取劑 塔C2和水塔C6;脫氨塔頂分別與脫萃取劑塔再沸器、水塔再沸器相連，脫氨塔塔頂冷凝器與 相連的再沸器為同一設備;脫氨塔塔頂回收氨氣，脫萃取劑塔頂和水塔頂回收萃取劑。
[0010] 本發(fā)明的特點在于:將脫氨塔的壓力適當提高一些，將脫萃取劑塔與水塔的操作 壓力適當降低一些，使得脫氨塔的塔頂冷凝液的溫度和脫萃取劑塔、水塔塔釜再沸氣相的 溫度之差達到最小熱溫差以上，并且使得脫氨塔塔頂冷凝放出的熱量和脫萃取劑塔、水塔 塔釜再沸所需的熱量盡量耦合匹配。這樣，即可用脫氨塔塔頂蒸汽放出的熱量來同時加熱 脫萃取劑塔與水塔塔釜的液相，利用該三股物料的匹配換熱從而實現(xiàn)三塔的熱耦合，充分 利用塔頂蒸汽的熱量，達到節(jié)能的目的。實現(xiàn)節(jié)能的目標。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的優(yōu)點在于：（1)將脫萃取劑塔與水塔再沸器與脫氨塔 冷凝器進行耦合，降低了熱源消耗；（2)耦合后，省去了脫氨塔的塔頂冷凝器，節(jié)省設備投資 費用。（3)解決了煤化工過程中酚氨廢水回收利用中能量消耗高的技術難題，通過設備的耦 合，達到節(jié)能的目的，具有很高的經濟和社會價值。
【附圖說明】
[0012] 圖1:為從酚氨廢水中回收有機物的差壓熱耦合節(jié)能工藝示意圖。
[0013] 圖2:為現(xiàn)有工藝流程示意圖。
[0014] 圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0015] C1預萃取塔，C2脫萃取劑塔，C3脫酸塔，C4脫氨塔，C5萃取塔，C6水塔，C7萃取劑回 收塔;E1脫萃取劑塔再沸器，E2脫酸塔再沸器，E3脫氨塔再沸器，E4水塔再沸器，E5萃取劑回 收塔再沸器；1酚氨廢水原料;2預萃取塔C1萃余相;3預萃取塔C1萃取相;4來自萃取塔C5萃 取相;5脫萃取劑塔C2釜液;6脫萃取劑塔C2塔頂蒸汽;7脫酸塔C3釜液采出物;8脫酸塔C3塔 頂采出物;9脫氨塔C4釜液采出物；10脫氨塔C4塔頂采出物；11萃取塔C5萃余相；12萃取劑； 13水塔C6釜液采出物;14水塔C6塔頂蒸汽;15萃取劑回收塔C7塔釜采出物；16萃取劑回收塔 C7塔頂采出物。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和實施例詳細描述本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明的工藝流程如圖1所示，包括有預萃取塔C1、脫萃取劑塔C2、脫酸塔C3、脫氨 塔C4、萃取塔C5、水塔C6和萃取劑回收塔C7。酚氨廢水1與萃取劑4經預萃取塔C1操作，萃余 相2進入脫萃取劑塔C2,萃取相3進入萃取劑回收塔C7,脫萃取劑塔塔底設置有脫萃取劑塔 再沸器E1，塔頂蒸汽6采出萃取劑，C2塔釜釜液5進入脫酸塔C3;脫酸塔塔底設置有脫酸塔再 沸器E2，塔頂蒸汽8采出酸氣，C3塔釜釜液7進入脫氨塔C4;脫氨塔塔底設置有脫氨塔再沸器 E3,脫氨塔C4塔頂?shù)纳仙羝?0同時分別進入脫萃取劑塔再沸器E1的熱端及水塔C6再沸器 E4的熱端，經換熱后的塔頂?shù)奈锪献兂刹糠掷淠夯蛘唢柡鸵后w氨回收，C4塔釜釜液9進入 萃取塔C5; C5萃取相4進入脫萃取劑塔C2，萃余相11進入水塔C6;水塔塔底設置有水塔再沸 器E4,塔頂蒸汽14采出萃取劑，塔釜釜液13為去生化段處理廢水;萃取劑回收塔C7塔底設置 有萃取劑回收塔再沸器E54，塔頂蒸汽16采出萃取劑，萃取劑回收塔塔底排出酚15。
[0018] 將脫氨塔的操作壓力提高，將脫萃取劑塔和水塔的操作壓力降低，使得脫氨塔的 塔頂蒸汽的溫度與脫萃取劑塔和水塔塔釜再沸氣相的溫度之差達到最小傳熱溫差以上，用 脫氨塔頂蒸汽放出的熱量來加熱脫萃取劑塔和水塔塔釜的液相，利用兩股物料的匹配換 熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合。脫氨塔的操作壓力為絕對壓力Ο · 1~Ο · 5MPa，脫萃取劑塔壓力 為絕對壓力〇 · 06~0 · IMPa，水塔0 · 06~0 · IMP。保證脫氨塔的壓力大于脫萃取劑塔及水塔的 壓力。
[0019] 現(xiàn)有工藝流程如圖2所示，與本發(fā)明工藝流程的主要區(qū)別在于脫氨塔C4塔頂?shù)纳?升蒸汽10沒有充分利用其熱值。
[0020] 對本領域的熟練技術人員來說，應該了解到利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的節(jié) 能方法及裝置;在上面的裝置和下列實施例中公開的技術代表本發(fā)明人所發(fā)明的技術，其 在本發(fā)明的實施中很好地起作用，并因而可以認為這些技術構成了其實施的優(yōu)選模式。但 本領域的熟練技術人員應該理解，基于這些公開內容，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，可以 對這里所公開的具體實施方案進行許多改變，并且仍然可以得到相同或類似結果。需要特 別說明的是，以下示例中數(shù)據(jù)是仔細模擬的結果，試驗或全規(guī)模的研究并不能改變結論性 的東西。
[0021] 實施例1
[0022] 如圖1所示。以每小時360噸、含酚、氨和酸分別為11000mg/L、5000mg/L和1800mg/L 的廢水為例，加入萃取劑MIBK為60噸/小時，將脫氨塔C4的操作壓力適當提高為絕壓 0.510^，脫萃取劑塔02的操作壓力為絕壓0.0710^，水塔06的操作壓力為絕壓0.0710^，用脫 氨塔塔頂蒸汽10放出的熱量通過脫萃取劑塔再沸器E1和水塔再沸器E4分別來加熱脫萃取 劑塔塔釜及水塔塔釜的液相，利用該三股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合。脫萃取 劑塔頂和水塔頂回收萃取劑;脫氨塔塔頂回收氨，水塔塔釜排出工藝廢水;萃取劑回收塔釜 采出酚。此時三塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0023] 實施例2
[0024] 如圖1所示。以每小時360噸、含酚、氨和酸分別為11000mg/L、5000mg/UP1800mg/L 的廢水為例，加入萃取劑MIBK為60噸/小時，將脫氨塔C4的操作壓力適當提高為絕壓 0 · 5MPa，脫萃取劑塔C2的操作壓力為絕壓0 · IMPa，水塔C6的操作壓力為絕壓0 · IMPa，用脫氨 塔塔頂蒸汽10放出的熱量通過脫萃取劑塔再沸器E1和水塔再沸器E4分別來加熱脫萃取劑 塔塔釜及水塔塔釜的液相，利用該三股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合。脫萃取劑 塔頂和水塔頂回收萃取劑;脫氨塔塔頂回收氨，水塔塔釜排出工藝廢水;萃取劑回收塔釜采 出酚。此時三塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0025] 實施例3
[0026] 如圖1所示。以每小時360噸、含酚、氨和酸分別為11000mg/L、5000mg/UP1800mg/L 的廢水為例，加入萃取劑MIBK為60噸/小時，將脫氨塔C4的操作壓力適當提高為絕壓 0 · 4MPa，脫萃取劑塔C2的操作壓力為絕壓0 · 07MPa，水塔C6的操作壓力為絕壓0 · 07MPa，用脫 氨塔塔頂蒸汽10放出的熱量通過脫萃取劑塔再沸器E1和水塔再沸器E4分別來加熱脫萃取 劑塔塔釜及水塔塔釜的液相，利用該三股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合。脫萃取 劑塔頂和水塔頂回收萃取劑;脫氨塔塔頂回收氨，水塔塔釜排出工藝廢水;萃取劑回收塔釜 采出酚。此時三塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0027] 比較例1
[0028] 如圖2所示。采用傳統(tǒng)非熱耦合工藝，以每小時360噸、含酚、氨和酸分別為 11000mg/L、5000mg/L和1800mg/L的廢水為例，加入萃取劑MIBK為60噸/小時，脫氨塔C4的操 作壓力為絕壓0.5MPa，脫萃取劑塔Cl的操作壓力為絕壓0 .lMPa，水塔C6的操作壓力為絕壓 O.IMPa。此時三塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0029]表1各再沸器熱負荷及節(jié)能
【主權項】
1. 一種利用熱耦合處理煤化工酚氨廢水的節(jié)能方法;其特征是將脫氨塔的操作壓力提 高，將脫萃取劑塔和水塔的操作壓力降低，使得脫氨塔的塔頂蒸汽的溫度與脫萃取劑塔和 水塔塔釜再沸氣相的溫度之差達到最小傳熱溫差以上，用脫氨塔頂蒸汽放出的熱量來加熱 脫萃取劑塔和水塔塔釜的液相，利用兩股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)三塔的熱耦合。2. 如權利要求1所述的方法，其特征是所述的脫氨塔的操作壓力為絕對壓力0.1~ 0 · 5MPa，脫萃取劑塔壓力為絕對壓力0 · 06~0 · IMPa，水塔0 · 06~0 · IMP。3. 實現(xiàn)權利要求1的從煤化工廢水中回收酚氨的熱耦合節(jié)能裝置，其特征是脫氨塔頂 分別與脫萃取劑塔再沸器、水塔再沸器相連，脫氨塔塔頂冷凝器與相連的再沸器為同一設 備;脫氨塔塔頂回收氨氣，脫萃取劑塔頂和水塔頂回收萃取劑。
【文檔編號】C02F9/10GK105936562SQ201610237888
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】汪寶和, 魏東煒, 朱璟, 陳爽, 田紅兵
【申請人】天津大學