一種煤熱解廢棄物的回收利用裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤熱解廢棄物的回收利用裝置及方法，裝置包括相互連接的熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A，活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B和廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C；方法包括：1）原煤熱解，熱解油氣經(jīng)除塵、氣液分離、油水分離，焦油產(chǎn)出；廢水至活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B，焦油渣備用；2）熱解的半焦經(jīng)熄焦，分選后與半焦粉混合粉磨；3）半焦粉與添加劑和焦油渣混合成型；4）廢水經(jīng)廢水預(yù)處理、一級(jí)吸附、一級(jí)沉淀、生化處理、深度處理和二級(jí)沉淀；5）活性焦至活性焦深度吸附單元，其余產(chǎn)出；6）一級(jí)沉淀廢活性焦至干燥后至鍋爐燃燒，產(chǎn)生部分水蒸氣回用，其余產(chǎn)出。本發(fā)明簡(jiǎn)化了流程，降低了成本，廢水處理效果好。
【專利說明】一種煤熱解廢棄物的回收利用裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工過程廢棄物的回收利用領(lǐng)域，具體涉及將煤熱解過程所產(chǎn)生的半焦粉及熱解廢棄物生成活性焦，再將生成的活性焦用于煤熱解過程產(chǎn)生的廢水處理的一種煤熱解廢棄物的回收利用裝置及方法。
【背景技術(shù)】 [0002]半焦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水屬于高濃度、難降解的有機(jī)廢水，其可生化性差，且含高濃度的酚類污染物和氰化物，對(duì)活性污泥系統(tǒng)產(chǎn)生毒害作用，一般經(jīng)稀釋后才可滿足生化處理進(jìn)水要求，且出水難以達(dá)標(biāo)。為提高廢水可生化性，工業(yè)上一般常用的方法有稀釋法以及芬頓氧化、催化濕式氧化等高級(jí)氧化法，廢水深度處理常用的方法有混凝吸附法、高級(jí)氧化法、膜分離法及吸附法等。但混凝吸附法藥劑消耗量大，成本高，且產(chǎn)生大量污泥。高級(jí)氧化法雖然處理干凈徹底，但費(fèi)用較高，一般企業(yè)難以承受。膜分離法雖然能處理多種污染物，但存在膜組件昂貴易污染，且產(chǎn)生的濃水還需要進(jìn)一步處理。吸附法是一種操作簡(jiǎn)單，處理效果好，且對(duì)高、低濃度的廢水處理都適用的深度處理方法，但目前普遍使用的活性炭吸附劑價(jià)格昂貴，再生困難，一定程度阻礙了吸附法的大規(guī)模使用。
[0003]活性焦具有與活性炭有類似理化性質(zhì)，且價(jià)格低廉，可以用來作為活性炭的替代物使用?，F(xiàn)有活性焦的制備方法是以煤為主要原料，經(jīng)過一系列的預(yù)處理再將其進(jìn)行炭化、活化和改性等一系列過程。由于是以原煤為基質(zhì)，所以炭化、活化時(shí)間長(zhǎng)，能耗大，致使活性焦成本高。與此同時(shí)，在半焦生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的半焦粉，由于不能用于常規(guī)還原工藝，目前只能被當(dāng)作低級(jí)燃料或廢棄物處理，不但浪費(fèi)資源，也污染環(huán)境。由于半焦粉具有一定的孔徑分布，其固定碳含量高、灰分低、原料易得等特點(diǎn)，可以使其經(jīng)過物理、化學(xué)法活化而制備出吸附性能良好的活性焦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種利用熱解過程廢棄物制備活性焦并將其用于熱解廢水處理的裝置及方法，一方面解決了熱解過程所產(chǎn)生的廢棄物及廢水對(duì)環(huán)境的污染問題，另一方面降低了活性焦的生產(chǎn)成本和能耗。
[0005]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0006]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，煤熱解廢棄物的回收利用裝置，包括相互連接的熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A，活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B和廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C ；
[0007]所述熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A包括熱解爐，及與熱解爐相連接的除塵器和熄焦單元；所述除塵器分別連接氣液分離器和粉磨機(jī)，氣液分離器連接油水分離單元，油水分離單元連接至活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B ;所述熄焦單元連接有分選機(jī)，分選機(jī)與粉磨機(jī)相連；所述粉磨機(jī)和油水分離單元分別連接至混合成型單元，混合成型單元連接活化爐，活化爐分別與活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B和廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C連接；
[0008]所述活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B包括與油水分離單元和活化爐相連的廢水預(yù)處理單元、吸附單元和生化處理單元；所述吸附單元與廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C相連；
[0009]所述廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C包括與沉淀池相連接的廢活性焦干燥單元，廢活性焦干燥單元與鍋爐相連接，鍋爐與活化爐相連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述活化爐通過活性焦分裝單元與活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述廢水預(yù)處理單元、吸附單元和生化處理單元包括廢水預(yù)處理單元，廢水預(yù)處理單元依次連通活性焦再吸附單元、一級(jí)沉淀池、生化處理單元、活性焦深度吸附單元和二級(jí)沉淀池；其中，二級(jí)沉淀池與活性焦再吸附單元相連，活性焦深度吸附單元與焦分裝單元相連，一級(jí)沉淀池與廢活性焦干燥單元相連。
[0012]進(jìn)一步地，所述氣液分離器上設(shè)有熱解氣體出口 ；所述油水分離單元上設(shè)有焦油出口 ；所述活化爐上設(shè)有活化劑輸入口 ；所述活性焦分裝單元上設(shè)有產(chǎn)品活性焦輸出口。
[0013]相應(yīng)地，本發(fā)明還給出了一種煤熱解廢棄物的回收利用方法，該方法包括下述步驟:
[0014]I)原煤在熱解爐中于500-800°C熱解，熱解后的熱解油氣經(jīng)除塵器除去半焦粉塵，除塵后的油氣進(jìn)入氣液分離器，熱解氣體產(chǎn)出；油水混合物進(jìn)入油水分離單元，分離后焦油產(chǎn)出；廢水至活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中，分離的粘結(jié)劑至混合成型單元中；
[0015]2)熱解爐底部的半焦經(jīng)熄焦單元熄焦，熄焦后的半焦送入分選機(jī)中分選，分選后的半焦粉與來自除塵器收集的半焦粉混合粉磨；
[0016]3)粉磨后的半焦粉送入混合成型單元中，并與添加劑和來自油水分離單元中的粘結(jié)劑混合成型，成型后的半焦顆粒送往活化爐，并與來自廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C的水蒸氣混合生產(chǎn)活性焦，活性焦送往活性焦分裝單元；
[0017]4)來自油水分離單元的廢水經(jīng)廢水預(yù)處理單元預(yù)處理、活性焦再吸附單元經(jīng)一級(jí)吸附、一級(jí)沉淀池固液分離、生化處理單元處理、活性焦深度吸附單元深度處理和二級(jí)沉淀池沉淀分離；一級(jí)沉淀池分離出的廢活性焦至廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C ;二級(jí)沉淀池沉淀分離后出水外排或進(jìn)行回用，二級(jí)吸附后的廢活性焦至活性焦再吸附單元中回用；
[0018]5)活性焦分裝單元的活性焦至活性焦深度吸附單元中處理廢水，其余活性焦產(chǎn)出；
[0019]6) —級(jí)沉淀池分離出的廢活性焦至廢活性焦干燥單元干燥后送往鍋爐燃燒，產(chǎn)生蒸汽經(jīng)三通抽取部分水蒸氣至活化爐，其余作為產(chǎn)品水蒸氣產(chǎn)出。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟2)中，分選后的半焦粉中，小于3mm的半焦粉與來自除塵器收集的半焦粉混合粉磨，得到粒徑范圍在50~200目的半焦粉；大于3mm的產(chǎn)品半焦產(chǎn)出。
[0021]進(jìn)一步地，所述步驟3)中，添加劑和來自油水分離單元中的焦油渣混合成型，粘結(jié)劑為焦油渣與焦油的混合物，粉磨后的半焦粉與粘結(jié)劑與添加劑的重量比為100:(20~35):(2 ~5)。
[0022]所述添加劑為堿土金屬化 合物碳酸鉀、氫氧化鉀或電石渣。
[0023]進(jìn)一步地，所述成型后的半焦顆粒送往活化爐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以4°C~10°C /min升溫至700°C~950°C，再通入蒸汽進(jìn)行活化，活化時(shí)間0.5h~2h。
[0024]進(jìn)一步地，所述步驟5)中，活性焦分裝單元的廢水處理用活性焦至活性焦深度吸附單元中，活性焦深度吸附單元中原水質(zhì)量與活性焦質(zhì)量比為500:1~20:1。
[0025]本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]本發(fā)明提供了一種利用熱解過程廢棄物制備活性焦并將其用于熱解廢水處理的裝置，主要優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)在于:
[0027]由于發(fā)明提供采用了三個(gè)系統(tǒng)裝置的組合，不僅實(shí)現(xiàn)了熱解過程中廢棄物的回收利用，還產(chǎn)生活性焦產(chǎn)品和蒸汽產(chǎn)品；同時(shí)利用系統(tǒng)產(chǎn)生的活性焦作為吸附劑處理廢水，使其處理結(jié)果優(yōu)于一般生化法的處理結(jié)果，還節(jié)省了水處理成本。
[0028]該裝置的主要優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)在于:
[0029](I)熱解產(chǎn)物進(jìn)行分選，將小于3mm的廢棄半焦粉作為活性焦生產(chǎn)的主要原料，與傳統(tǒng)活性焦生產(chǎn)工藝相比，不僅簡(jiǎn)化了破碎流程，還省卻了炭化過程，實(shí)現(xiàn)了廢棄半焦粉塵的綜合利用；
[0030](2)在活性焦生產(chǎn)原料中加入除塵器收集到的半焦粉塵，不僅實(shí)現(xiàn)了半焦粉塵的綜合利用，也減輕其對(duì)環(huán)境的污染；
[0031](3)以油水分離單元中的焦油渣為主要粘結(jié)劑，并補(bǔ)充適量焦油作為粘結(jié)劑，不僅有利于活性焦顆粒的成型，增加其強(qiáng)度，也實(shí)現(xiàn)了焦油渣的綜合利用，降低其對(duì)環(huán)境的污染；
[0032](4)將處理完廢水的廢活性焦在鍋爐中燃燒為系統(tǒng)提供原料和能量，不僅回收了廢活性焦的熱量，實(shí)現(xiàn)了活性焦的二次利用，也為系統(tǒng)A中活性焦生產(chǎn)提供活化劑，降低活性焦的生產(chǎn)成本，并為系統(tǒng)提供能量；`
[0033](5)以該系統(tǒng)所制備的活性焦為吸附劑，與生物法相結(jié)合，梯度處理煤熱解過程所產(chǎn)生的廢水，不僅成本低廉、而且廢水處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)生化法的處理結(jié)果。
[0034]本發(fā)明提供的一種利用熱解過程廢棄物制備活性焦并將其用于熱解廢水處理的方法，主要優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)在于:
[0035](I)將熱解產(chǎn)物進(jìn)行分級(jí)利用，大于3mm的優(yōu)質(zhì)半焦作為產(chǎn)品外售或進(jìn)一步加工，小于3mm的廢棄半焦粉作為活性焦生產(chǎn)的主要原料，不僅省卻了炭化過程，簡(jiǎn)化活性焦生產(chǎn)流程，也實(shí)現(xiàn)了廢棄半焦粉塵的綜合利用；
[0036](2)在活性焦生產(chǎn)原料中加入除塵器收集到的半焦粉塵，不僅實(shí)現(xiàn)了半焦粉塵的綜合利用，也減輕其對(duì)環(huán)境的污染；
[0037](3)在活性焦生產(chǎn)過程中，以焦油渣為主要粘結(jié)劑，并補(bǔ)充適量焦油作為粘結(jié)劑，不僅有利于活性焦顆粒的成型，增加其強(qiáng)度，也實(shí)現(xiàn)了焦油渣的綜合利用，降低其對(duì)環(huán)境的污染；
[0038](4)以處理完廢水的廢活性焦產(chǎn)生的蒸汽為活化劑并生產(chǎn)蒸汽產(chǎn)品，不僅回收了廢活性焦的熱量，實(shí)現(xiàn)了活性焦的二次利用，也為活性焦生產(chǎn)提供原料，降低活性焦的生產(chǎn)成本，并為系統(tǒng)提供能量；
[0039](5)以該系統(tǒng)所制備的活性焦為吸附劑，與生物法相結(jié)合，梯度處理煤熱解過程所產(chǎn)生的廢水，不僅成本低廉、而且廢水處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)生化法的處理結(jié)果?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明的一種煤熱解廢棄物的回收利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖中:1_熱解爐；2_熄焦單元；3_廢水預(yù)處理單元；4_分選機(jī)；5_混合成型單元；6-活化爐；7_活性焦分裝單元；8-除塵器；9_氣液分離器；10_油水分離單元；11_活性焦再吸附單元；12-—級(jí)沉淀池；13-生化處理單元；14_鍋爐；15_三通；16-粉磨機(jī)；17_活性焦深度吸附單元；18_ 二級(jí)沉淀池；19_廢活性焦干燥單元；20_原煤；21_半焦；22_熄焦后的半焦；23_產(chǎn)品活性焦；24_小于3mm的半焦粉；25_大于3mm的產(chǎn)品半焦；26_熱解油氣；27-除塵器收集的半焦粉；28_除塵后的油氣；29_熱解氣體；30_油水混合物；31_焦油；32-粘結(jié)劑；33_成型后的半焦顆粒；34_活化劑；35_粉磨后的半焦粉；36_活性焦；37_廢水處理用活性焦；38_廢水；39_預(yù)處理后的廢水；40_ —級(jí)吸附后的廢水；41_ 二級(jí)沉淀后的廢水；42_廢活性焦；43_蒸汽；44_水蒸氣；45_產(chǎn)品水蒸氣；46_ —級(jí)沉淀分離后的廢水；47_生化單元出水；48_ 二級(jí)吸附后的廢水；49_ 二級(jí)吸附后的廢活性焦；50_干燥后的廢活性焦；51-添加劑。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明中包括3個(gè)系統(tǒng)，A為熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)，B活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)，C為廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)。熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A中包括熱解爐1、熄焦單元2、分選機(jī)4、粉磨機(jī)16、成型機(jī)5、活化爐6、活性焦分裝單元7、除塵器8、氣液分離器9和油水分離單元10 ;活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B包括廢水預(yù)處理單元3、活性焦再吸附單元11、一級(jí)沉淀池12、生化處理單元13、活性焦深度吸附單元17、二級(jí)沉淀池18 ;廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C包括廢活性焦干燥單元19、鍋爐14和三通15。
[0043]熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A中熱解爐I頂部油氣出口與除塵器8入口相連接，底部出口與熄焦單元2入口相連接；除塵器8有2個(gè)出口，底部出口排出的半焦粉27與粉磨機(jī)16入口相連，頂部的油氣出口與氣液分離器9入口相連接；氣液分離器9有兩個(gè)出口，頂部出口直接排出除塵后的熱解氣體29，另一個(gè)為油水混合物30的出口，與油水分離單元10的入口連接；油水分離單元10有三個(gè)出口，一個(gè)出口直接排出焦油產(chǎn)品31，一個(gè)出口排出廢水38與廢水預(yù)處理單元3的入口相連接，另一個(gè)出口排出的粘結(jié)劑32與混合成型單元5的入口相連接；熄焦單元2出口與分選機(jī)4的入口相連接，分選機(jī)4有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口直接排出大于3mm的產(chǎn)品半焦25，另一個(gè)出口將小于3mm的半焦粉24送往粉磨機(jī)16的入口 ；除塵器8的底部與粉磨機(jī)16的入口相連接，粉磨機(jī)16的出口與混合成型單元5的入口相連接；混合成型單元5入口與油水分離單元10中粘結(jié)劑32的出口相連接，出口與活化爐6入口相連接；活化爐6入口與三通15制作活性焦的水蒸氣44的出口相連接，出口與活性焦分裝單元7相連接，活性焦分裝單元7有兩個(gè)出口，一個(gè)出口與活性焦深度吸附單元17的入口相連，另一個(gè)出口直接排出產(chǎn)品活性焦23。
[0044]活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中廢水預(yù)處理單元3入口與油水分離單元10的廢水38出口相連，出口與活性焦再吸附單元11的入口相連，活性焦再吸附單元11有兩個(gè)入口，一個(gè)入口與廢水預(yù)處理單元3的出口相連，另一個(gè)入口與二級(jí)沉淀池18出口相連，活性焦再吸附單元11的出口與一級(jí)沉淀池12的入口相連；沉淀池12有2個(gè)出口，沉淀分離后的廢水40出口與生化處理單元13的入口相連，另一個(gè)出口將分離出的廢活性焦42送往廢活性焦干燥單元19，活性焦深度吸附單元17有兩個(gè)入口，一個(gè)入口與生化處理單元13處理完的廢水47管線相連，另一個(gè)入口與活性焦分裝單元7的廢水處理用活性焦37管線相連，出口與活性焦深度吸附單元17的出口相連接；二級(jí)沉淀池18有兩個(gè)出口，一個(gè)出口直接排出處理完的廢水41，另一個(gè)出口排出二級(jí)吸附后的廢活性焦49再送往活性焦再吸附單元11進(jìn)行二次吸附。
[0045]廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C中廢活性焦干燥單元19的入口與一級(jí)沉淀池12分離出的廢活性焦42的出口相連接，出口與鍋爐14的入口相連接，鍋爐14排出的蒸汽43進(jìn)入三通15的入口，三通15有兩個(gè)出口，一個(gè)出口直接排出產(chǎn)品水蒸氣45，另一個(gè)出口排出的水蒸氣44前往活化爐6作為活化活性焦的水蒸氣44。
[0046]熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A中油水分離單元10廢水38的出口與活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中的廢水預(yù)處理單元3相連接；熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A中活化爐6的入口與廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C中三通15的出口相連接，活化爐6的出口與活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中活性焦分裝單元7的入口相連接；廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C中廢活性焦干燥單元19的入口與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中一級(jí)沉淀池12的廢活性焦42排放出口相連接。
[0047]工藝流程敘述:
[0048]本發(fā)明中原煤20在熱解爐I中熱解后，熱解油氣26經(jīng)除塵器8除去攜帶的粉塵后，除塵后的油氣28進(jìn)入氣液分離器9，熱解氣體29進(jìn)一步去精制；油水混合物30進(jìn)入油水分離單元10，分離后焦油31可作為粗產(chǎn)品外售或進(jìn)一步精制；廢水38則前往活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中進(jìn)一步處理；粘結(jié)劑32則送往混合成型單元5中作為半焦粉成型的粘結(jié)劑。熱解爐I底部的半焦21經(jīng)過熄焦單元2后，熄焦后的半焦22送入分選機(jī)4中進(jìn)行分選，大于3mm的產(chǎn)品半焦25直接外售，小于3mm的半焦粉24與來自除塵器收集的半焦粉27混合進(jìn)行粉磨，粉磨后的半焦粉35送入混合成型單元5中，加入添加劑51，并與來自油水分離單元10中的粘結(jié)劑32混合成型，成型后的半焦顆粒33送往活化爐6，以制作活性焦的水蒸氣44為活化劑生產(chǎn)活性焦36。活化爐6生產(chǎn)的活性焦36送往活性焦分裝單元7，根據(jù)需要取部分產(chǎn)品作為廢水處理用活性焦37送往廢水活性焦深度吸附單元17中處理廢水，其余作為產(chǎn)品活性焦23外售。
[0049]來自油水分離單元10的廢水38在廢水預(yù)處理單元3進(jìn)行預(yù)處理后，預(yù)處理后的廢水39送往活性焦再吸附單元11進(jìn)行處理，不僅實(shí)現(xiàn)了活性焦的二次利用，也有效降低了生化處理單元13的負(fù)荷。經(jīng)一級(jí)吸附后的廢水40送往一級(jí)沉淀池12進(jìn)行固液分離，一級(jí)沉淀分離后的廢水46送往生化處理單元13進(jìn)一步處理，廢水在這里除去大部分污染物，一級(jí)沉淀池12分離出的廢活性焦42干燥處理后作為燃料。生化單元出水47再送往活性焦深度吸附單元17中進(jìn)行深度處理，二級(jí)吸附后的廢水48送往二級(jí)沉淀池18中進(jìn)行沉淀分離，出水外排或進(jìn)行回用，排出的二級(jí)吸附后的廢活性焦49則送往活性焦再吸附單元11中進(jìn)行二次利用。
[0050]一級(jí)沉淀池12分離出的廢活性焦42送往廢活性焦干燥單元19中進(jìn)行干燥后，干燥后的廢活性焦50再送往鍋爐14燃燒產(chǎn)生蒸汽43，蒸汽43與三通15相連，三通15中根據(jù)需要抽取部分作為活化制作活性焦的水蒸氣44，其余作為產(chǎn)品水蒸氣45外售或進(jìn)行后續(xù)利用。
[0051]下面通過具體煤熱解廢棄物的回收利用方法對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。
[0052]將原煤送往熱解爐中，在500-800°C的狀態(tài)下熱解，熱解油氣經(jīng)除塵器除去攜帶的粉塵后進(jìn)入氣液分離器，分離出的熱解氣體進(jìn)一步精制后合成下游產(chǎn)品，油水混合物則送往油水分離單元進(jìn)一步分離。分離后的焦油可作為粗產(chǎn)品外售或進(jìn)一步加工，廢水則送往廢水處理系統(tǒng)。熱解爐排出的半焦在熄焦單元進(jìn)行冷卻。將冷卻后的半焦送入分選機(jī)中進(jìn)行分選，大于3_的產(chǎn)品半焦直接外售，小于3_的半焦粉與來自除塵器的半焦粉混合進(jìn)行粉磨，粉磨后得到粒徑范圍在50~200目的半焦粉,再將這些半焦粉送入混合成型單元中，與來自油水分離單元中的粘結(jié)劑(粘結(jié)劑為焦油渣與焦油的混合物)，加入堿土金屬化合物碳酸鉀、氫氧化鉀或電石渣作為添加劑混合成型。半焦粉與粘結(jié)劑與催化劑的重量比為100: (20~35): (2~5)，在成型機(jī)中壓制成直徑5~15mm的條形柱狀顆粒，再將其陳化2-5小時(shí)。將成型后的半焦顆粒送往活化爐中生產(chǎn)活化焦，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以4°C~10°C /min升溫至700°C~950°C，再通入蒸汽進(jìn)行活化，活化時(shí)間控制在0.5h~2h。制得的活性焦產(chǎn)品冷卻后送往活性焦分裝單元，根據(jù)需要一部分送往廢水處理單元，其余作為產(chǎn)品包裝出售。
[0053]廢水處理單元采用活性焦吸附與生化耦合的方法，在進(jìn)入主體處理工藝之前，廢水先進(jìn)入預(yù)處理單元對(duì)油類和懸浮物進(jìn)行去除，預(yù)處理設(shè)施可包括氣浮池、水解酸化池或厭氧反應(yīng)器。預(yù)處理后的廢水進(jìn)入一級(jí)吸附池，吸附池內(nèi)的活性焦來自活性焦深度吸附單元排出的二級(jí)廢活性焦。一級(jí)吸附處理去除的對(duì)象物質(zhì)主要是生物系統(tǒng)難降解的有機(jī)組分，包括氮雜環(huán)化合物、長(zhǎng)鏈烴類等，不僅實(shí)現(xiàn)了活性焦的二次利用，也有效降低了生化處理單元的負(fù)荷，減少了污泥產(chǎn)生量。經(jīng)過一級(jí)吸附處理的廢水在一級(jí)沉淀池沉淀分離后進(jìn)入生化處理單元，生化處理單元可采用A2/0、A/0、SBR、氧化溝等工藝，在生化處理單元大部分污染物得到去除。生化處理后的廢水再進(jìn)入二級(jí)吸附池進(jìn)行處理，原水質(zhì)量與活性焦質(zhì)量之比為500:1~20:1。二級(jí)吸附去除的對(duì)象物質(zhì)主要是生物系統(tǒng)難降解的有機(jī)組分，包括氮雜環(huán)化合物、長(zhǎng)鏈烴類等，處理后的廢水達(dá)到或優(yōu)于《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171 — 2012)中的排放`要求。
[0054]一級(jí)沉淀池排出的廢活性焦在廢活性焦干燥單元進(jìn)行干燥或晾干，然后再送往鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，蒸汽與三通相連，根據(jù)需要抽取部分作為活化作活性焦的水蒸氣，其余作為產(chǎn)品水蒸氣外售或進(jìn)行后續(xù)使用。
[0055]實(shí)施例1
[0056]原煤在熱解爐中500°C下熱解，熱解油氣分離出熱解氣體產(chǎn)出，油水混合物至油水分離后，焦油產(chǎn)出，廢水至廢水處理系統(tǒng)。熱解爐排出的半焦經(jīng)熄焦冷卻后，半焦進(jìn)行分選，大于3_的半焦外售，小于3_的半焦粉與來自除塵器的半焦粉混合粉磨，得到粒徑范圍在80~150目的半焦粉，將其與油水分離后的粘結(jié)劑(焦油渣與焦油的混合物)、添加劑碳酸鉀按照重量比100:35:2混合成型。壓制成直徑IOmm的條形柱狀顆粒，再將其陳化3.5小時(shí)。成型后的半焦顆粒生產(chǎn)活化焦，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以4°C/min升溫至800°C，再通入蒸汽進(jìn)行活化，活化時(shí)間控制在2h。制得平均比表面積為700m2/g的活性焦產(chǎn)品，冷卻后送往活性焦分裝單元，一部分送往廢水處理單元，其余作為產(chǎn)品包裝出售。
[0057]廢水處理單元經(jīng)過一級(jí)吸附處理的廢水在一級(jí)沉淀池沉淀分離后進(jìn)入生化處理單元，生化處理后的廢水再進(jìn)入二級(jí)吸附池進(jìn)行處理，原水質(zhì)量與活性焦質(zhì)量之比為20:1，活性焦深度吸附單元吸附時(shí)間為lh，活性焦再吸附單元吸附時(shí)間為lh。處理后的廢水COD、氨氮等指標(biāo)優(yōu)于《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171 — 2012)中的排放要求的出水要求。
[0058]一級(jí)沉淀池排出的廢活性焦在廢活性焦干燥單元進(jìn)行干燥或晾干，再送往鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，部分蒸汽作為活化作活性焦的水蒸氣，其余作為產(chǎn)品水蒸氣外售或進(jìn)行后續(xù)使用。
[0059]實(shí)施例2
[0060]原煤在熱解爐中700°C下熱解，熱解油氣分離出熱解氣體產(chǎn)出，油水混合物至油水分離后，焦油產(chǎn)出，廢水至廢水處理系統(tǒng)。熱解爐排出的半焦經(jīng)熄焦冷卻后，半焦進(jìn)行分選，大于3_的半焦外售，小于3_的半焦粉與來自除塵器的半焦粉混合粉磨，得到粒徑范圍在50~100目的半焦粉，將其與油水分離后的粘結(jié)劑(焦油渣與焦油的混合物)、添加劑氫氧化鉀按照重量比100:20:5混合成型。壓制成直徑5mm的條形柱狀顆粒，再將其陳化2小時(shí)。成型后的半焦顆粒生產(chǎn)活化焦，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以6°C /min升溫至700°C，再通入蒸汽進(jìn)行活化，活化時(shí)間控制在lh。制得平均比表面積為800m2/g的活性焦產(chǎn)品，冷卻后送往活性焦分裝單元，一部分送往廢水處理單元，其余作為產(chǎn)品包裝出售。
[0061]廢水處理單元經(jīng)過一級(jí)吸附處理的廢水在一級(jí)沉淀池沉淀分離后進(jìn)入生化處理單元，生化處理后的廢水再進(jìn)入二級(jí)吸附池進(jìn)行處理，原水質(zhì)量與活性焦質(zhì)量之比為100:1，活性焦深度吸附單元吸附時(shí)間為lh，活性焦再吸附單元吸附時(shí)間為1.5h。處理后的廢水C0D、氨氮等指標(biāo)達(dá)到《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的出水要求。
[0062]一級(jí)沉淀池排出 的廢活性焦在廢活性焦干燥單元進(jìn)行干燥或晾干，再送往鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，部分蒸汽作為活化作活性焦的水蒸氣，其余作為產(chǎn)品水蒸氣外售或進(jìn)行后續(xù)使用。
[0063]實(shí)施例3
[0064]原煤在熱解爐中800°C下熱解，熱解油氣分離出熱解氣體產(chǎn)出，油水混合物至油水分離后，焦油產(chǎn)出，廢水至廢水處理系統(tǒng)。熱解爐排出的半焦經(jīng)熄焦冷卻后，半焦進(jìn)行分選，大于3_的半焦外售，小于3_的半焦粉與來自除塵器的半焦粉混合粉磨，得到粒徑范圍在120~200目的半焦粉，將其與油水分離后的粘結(jié)劑(焦油渣與焦油的混合物)、添加劑電石渣按照重量比100:25:3混合成型。壓制成直徑15mm的條形柱狀顆粒，再將其陳化5小時(shí)。成型后的半焦顆粒生產(chǎn)活化焦，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以10°C /min升溫至950°C，再通入蒸汽進(jìn)行活化，活化時(shí)間控制在0.5h。制得平均比表面積為600m2/g的活性焦產(chǎn)品，冷卻后送往活性焦分裝單元，一部分送往廢水處理單元，其余作為產(chǎn)品包裝出售。
[0065]廢水處理單元經(jīng)過一級(jí)吸附處理的廢水在一級(jí)沉淀池沉淀分離后進(jìn)入生化處理單元，生化處理后的廢水再進(jìn)入二級(jí)吸附池進(jìn)行處理，原水質(zhì)量與活性焦質(zhì)量之比為500:1，活性焦深度吸附單元吸附時(shí)間為2h，活性焦再吸附單元吸附時(shí)間為0.5h。處理后的廢水達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171 - 2012)中的排放要求。
[0066]一級(jí)沉淀池排出的廢活性焦在廢活性焦干燥單元進(jìn)行干燥或晾干，再送往鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，部分蒸汽作為活化作活性焦的水蒸氣，其余作為產(chǎn)品水蒸氣外售或進(jìn)行后續(xù)使用。[0067]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利 保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煤熱解廢棄物的回收利用裝置，其特征在于:包括相互連接的熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A，活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B和廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C ； 所述熱解廢棄物制備活性焦系統(tǒng)A包括熱解爐(I )，及與熱解爐(I)相連接的除塵器(8)和熄焦單元(2);所述除塵器(8)分別連接氣液分離器(9)和粉磨機(jī)(16)，氣液分離器(9)連接油水分離單元(10)，油水分離單元(10)連接至活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B;所述熄焦單元(2)連接有分選機(jī)(4)，分選機(jī)(4)與粉磨機(jī)(16)相連；所述粉磨機(jī)(16)和油水分離單元(10)分別連接至混合成型單元(5)，混合成型單元(5)連接活化爐(6)，活化爐(6)分別與活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B和廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C連接; 所述活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B包括與油水分離單元(10)和活化爐(6)相連的廢水預(yù)處理單元、吸附單元和生化處理單元；所述吸附單元與廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C相連； 所述廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C包括與沉淀池相連接的廢活性焦干燥單元(19)，廢活性焦干燥單元(19)與鍋爐(14)相連接，鍋爐(14)與活化爐(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解廢棄物的回收利用裝置，其特征在于:所述活化爐(6)通過活性焦分裝單元(7)與活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤熱解廢棄物的回收利用裝置，其特征在于:所述廢水預(yù)處理單元、吸附單元和生化處理單元包括廢水預(yù)處理單元(3)，廢水預(yù)處理單元(3)依次連通活性焦再吸附單元(11) 、一級(jí)沉淀池(12)、生化處理單元(13)、活性焦深度吸附單元(17)和二級(jí)沉淀池(18);其中，二級(jí)沉淀池(18)與活性焦再吸附單元(11)相連，活性焦深度吸附單元(17)與焦分裝單元(7)相連，一級(jí)沉淀池(12)與廢活性焦干燥單元(19)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解廢棄物的回收利用裝置，其特征在于:所述氣液分離器(9)上設(shè)有熱解氣體出口 ；所述油水分離單元(10)上設(shè)有焦油出口 ；所述活化爐(6)上設(shè)有活化劑輸入口 ；所述活性焦分裝單元(7)上設(shè)有產(chǎn)品活性焦(23)輸出口。
5.一種煤熱解廢棄物的回收利用方法，其特征在于:該方法包括下述步驟: 1)原煤(20)在熱解爐(I)中于500-800 V熱解，熱解后的熱解油氣(26 )經(jīng)除塵器(8 )除去半焦粉塵，除塵后的油氣(28)進(jìn)入氣液分離器(9)，熱解氣體(29)產(chǎn)出；油水混合物(30)進(jìn)入油水分離單元(10)，分離后焦油(31)產(chǎn)出；廢水(38)至活性焦吸附與生化耦合降解廢水系統(tǒng)B中，分離的粘結(jié)劑(32)至混合成型單元(5)中； 2)熱解爐(I)底部的半焦(21)經(jīng)熄焦單元(2)熄焦，熄焦后的半焦(22)送入分選機(jī)(4)中分選，分選后的半焦粉與來自除塵器收集的半焦粉(27)混合粉磨； 3)粉磨后的半焦粉(35)送入混合成型單元(5)中，并與添加劑(51)和來自油水分離單元(10)中的粘結(jié)劑(32)混合成型，成型后的半焦顆粒(33)送往活化爐(6)，并與來自廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C的水蒸氣(44)混合生產(chǎn)活性焦(36)，活性焦(36)送往活性焦分裝單元(7)； 4)來自油水分離單元(10)的廢水(38)經(jīng)廢水預(yù)處理單元(3)預(yù)處理、活性焦再吸附單元(11)經(jīng)一級(jí)吸附、一級(jí)沉淀池(12)固液分離、生化處理單元(13)處理、活性焦深度吸附單元(17)深度處理和二級(jí)沉淀池(18)沉淀分離；一級(jí)沉淀池(12)分離出的廢活性焦(42)至廢棄活性焦回收利用系統(tǒng)C ;二級(jí)沉淀池(18)沉淀分離后出水外排或進(jìn)行回用，二級(jí)吸附后的廢活性焦(49)至活性焦再吸附單元(11)中回用； 5)活性焦分裝單元(7)的廢水處理用活性焦(37)至活性焦深度吸附單元(17)中處理廢水，其余產(chǎn)品活性焦(23)產(chǎn)出； 6)一級(jí)沉淀池(12)分離出的廢活性焦(42)至廢活性焦干燥單元(19)干燥后送往鍋爐(14)燃燒，產(chǎn)生蒸汽(43)經(jīng)三通(15)抽取部分水蒸氣(44)至活化爐(6)，其余作為產(chǎn)品水蒸氣(45)產(chǎn)出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤熱解廢棄物的回收利用方法，其特征在于:所述步驟2)中，分選后的半焦粉中，小于3_的半焦粉(24)與來自除塵器收集的半焦粉(27)混合粉磨，得到粒徑范圍在50~200目的半焦粉；大于3mm的產(chǎn)品半焦(25)產(chǎn)出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤熱解廢棄物的回收利用方法，其特征在于:所述步驟3)中，添加劑(51)和來自油水分離單元(10 )中的粘結(jié)劑(32 )混合成型，粘結(jié)劑(32 )為焦油渣與焦油的混合物，粉磨后的半焦粉(35 )與粘結(jié)劑(32 )與添加劑(51)的重量比為100:(20~35):(2 ~5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤熱解廢棄物的回收利用方法，其特征在于:所述添加劑為堿土金屬化合物碳酸鉀、氫氧化鉀或電石渣。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤熱解廢棄物的回收利用方法，其特征在于:所述成型后的半焦顆粒(33)送往活化爐(6)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以4°C~10°C /min升溫至700°C~950°C，再通入蒸汽進(jìn)行活化，活化時(shí)間0.5h~2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤熱解廢棄物的回收利用方法，其特征在于:所述步驟5)中，活性焦分裝單元(7)的廢水處理用活性焦(37)至活性焦深度吸附單元(17)中，活性焦深度吸附單元(17)中原水質(zhì)量與活性焦(37)質(zhì)量比為500:1~20:1。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK103693805SQ201310646509
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】譚曉婷, 鄭化安, 王奕晨, 張紅星, 岳婷婷, 袁璐璐, 楊小彥 申請(qǐng)人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司