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一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法

文檔序號:8957195閱讀:344來源:國知局
一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機廢物無害化的處理方法,特別是關(guān)于一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化廢水生化污泥是指煤氣化過程中產(chǎn)生的廢水在生化處理過程中所產(chǎn)生的污泥。煤氣化過程中產(chǎn)生的廢水量十分巨大,以年產(chǎn)30億Nm3天然氣的煤氣化廠為例,排放的煤氣化廢水約600t/h。據(jù)統(tǒng)計,目前國內(nèi)在運行的有近10個煤氣化廠,年產(chǎn)能總和約為200億Nm3,廢水年排放量達4280萬噸。目前煤氣化廢水處理的核心方法是采用生化處理法,但是該方法每處理1000噸廢水將會有3?4噸污泥的產(chǎn)生。而煤氣化廢水生化污泥中含有大量苯酚、多環(huán)芳烴、重金屬等有毒有害物質(zhì),如果不及時進行處理,會對環(huán)境造成極大危害。但是化工企業(yè)對于這類污泥的處理大多是采用燃燒、填埋或委托處理的方法,這些方法不僅環(huán)保性差而且成本較高。為了解決這一問題,近年來出現(xiàn)了利用超臨界水氧化技術(shù)對污泥進行處理的辦法。超臨界水氧化技術(shù)是利用水在超臨界條件下獨特的化學(xué)性質(zhì),即溫度T>374.15°C,壓強P>22.12MPa狀態(tài)下,在加入過量氧后,有機物在超臨界水均相條件下發(fā)生氧化反應(yīng),將污泥中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為以C02、H2O為主的產(chǎn)品。但在實際運行中,為提高有機物去除率,通常需加入過量的氧化劑,但是由于氧化劑不能循環(huán)使用,因此需要在氧化反應(yīng)過程中不斷補充氧化劑,這使得氧化劑消耗量極大,導(dǎo)致系統(tǒng)處理污泥成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種可實現(xiàn)氧化劑循環(huán)使用的煤氣化廢水生化污泥的處理方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法,其包括以下步驟:
[0005]I)將煤氣化廢水生化污泥通過栗輸送到加熱爐中進行預(yù)熱;同時,將液氧通過栗輸送到冷凝器中換熱,再將換熱后的液氧輸送到氧緩沖罐中進行緩沖,作為氧化劑使用;
[0006]2)將經(jīng)加熱爐預(yù)熱后的煤氣化廢水生化污泥輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中;同時將經(jīng)過氧緩沖罐緩沖后的氧化劑輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中,氧化劑與煤氣化廢水生化污泥在超臨界水氧化反應(yīng)器中進行氧化反應(yīng);
[0007]3)將經(jīng)過超臨界水氧化反應(yīng)器氧化后的高溫流體經(jīng)換熱器換熱后,再輸送到高壓氣液分離器中進行氣液分離;
[0008]4)將經(jīng)過高壓氣液分離器分離后的液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器的底部排出,氣相產(chǎn)物由高壓氣液分離器的頂部輸送到脫水塔中進行脫水處理;
[0009]5)將經(jīng)脫水塔的填料脫水后的氣相產(chǎn)物輸送到冷凝器中與液氧換熱后輸送到CO2提純塔中;
[0010]6)經(jīng)CO2提純塔分離后的液相CO2由CO2提純塔底部排出回收,氣相產(chǎn)物中的氧氣經(jīng)0)2提純塔頂部送回至氧緩沖罐中作為氧化劑循環(huán)使用;
[0011]7)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,可關(guān)閉加熱爐,將煤氣化廢水生化污泥經(jīng)栗直接輸送到換熱器中換熱,然后輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中與來自氧緩沖罐的氧化劑進行氧化反應(yīng)。
[0012]脫水塔的填料采用分子篩或硅膠材料。
[0013]氣相產(chǎn)物通過冷凝器冷凝后液化0)2的溫度為-10?_20°C,液氧的溫度為O?30。。。
[0014]煤氣化廢水生化污泥通過換熱器換熱后溫度為300?550°C,壓力為22?32MPa。
[0015]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案,其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明方法實現(xiàn)了煤氣化廢水生化污泥中有機物的徹底降解,使處理后流體達標(biāo)排放。2、采用高倍氧化系數(shù)量實現(xiàn)有機物的快速高效去除的同時,并結(jié)合工藝特點充分利用系統(tǒng)中液氧的冷能,實現(xiàn)了氧氣的循環(huán)利用及CO2的回收,使系統(tǒng)內(nèi)部能量得到最大化的利用。3、本發(fā)明方法操作簡單,氧化劑消耗量小,有效的控制了系統(tǒng)處理污泥的成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體流程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0018]如圖1所示,本發(fā)明煤氣化廢水生化污泥的處理方法包括以下步驟:
[0019]I)將煤氣化廢水生化污泥通過栗I輸送到加熱爐2中進行預(yù)熱;同時,將液氧通過栗5輸送到冷凝器9中換熱,再將換熱后的液氧輸送到氧緩沖罐6中進行緩沖,作為氧化劑使用;
[0020]2)將經(jīng)加熱爐2預(yù)熱后的煤氣化廢水生化污泥輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器3 ;同時將經(jīng)過氧緩沖罐6緩沖后的氧化劑輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器3,氧化劑與煤氣化廢水生化污泥在超臨界水氧化反應(yīng)器3中進行氧化反應(yīng);
[0021]3)將經(jīng)過超臨界水氧化反應(yīng)器3氧化后的高溫流體輸送至換熱器4換熱后,再輸送到高壓氣液分離器7中進行氣液分離;
[0022]4)將經(jīng)過高壓氣液分離器7分離后的液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器7的底部排出,氣相產(chǎn)物由高壓氣液分離器7的頂部輸送到脫水塔8中進行脫水處理;
[0023]5)將經(jīng)過脫水塔8的填料脫水后的氣相產(chǎn)物輸送到冷凝器9中與液氧換熱后輸送至CO2提純塔10 ;
[0024]6)將經(jīng)過CO2提純塔10分離后的液相CO 2由CO 2提純塔10底部排出回收,氣相產(chǎn)物中的氧氣經(jīng)CO2提純塔10頂部送回至氧緩沖罐6中作為氧化劑循環(huán)使用;
[0025]7)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,可關(guān)閉加熱爐2,將煤氣化廢水生化污泥經(jīng)栗I直接輸送到換熱器4中換熱,再輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器3中與來自氧緩沖罐6的氧化劑進行氧化反應(yīng)。
[0026]上述實施例中,煤氣化廢水生化污泥通過換熱器4換熱后溫度為300?550°C,壓力為22?32MPa。
[0027]上述實施例中,脫水塔8的填料可采用分子篩或硅膠材料。
[0028]上述實施例中,經(jīng)脫水塔8脫水后的氣相產(chǎn)物通過冷凝器9冷凝后,液化CO2的溫度為-10?-20°c,液氧的溫度為O?30°C,無需空氣氣化器對液氧進行再次氣化。
[0029]上述實施例中,CO2提純塔10的填料可使用規(guī)整填料或散裝填料。
[0030]下面通過具體的實施例,用以說明本發(fā)明的技術(shù)效果。
[0031]實施例1
[0032]對處理量為100t/d,含水率為80%,化學(xué)需氧量180000mg/L的煤氣化廢水生化污泥進行處理。
[0033]首先將煤氣化廢水生化污泥通過栗I輸送到加熱爐2中預(yù)熱至410°C,然后進入超臨界水氧化反應(yīng)器3 ;將質(zhì)量流量為污泥化學(xué)需氧量量3倍的液氧經(jīng)栗5輸送到冷凝器9中換熱,液氧吸熱后氣化成氧氣,經(jīng)氧緩沖罐6進入超臨界水氧化反應(yīng)器3,氧氣與來自加熱爐2的煤氣化廢水生化污泥在超臨界水氧化反應(yīng)器3中發(fā)生氧化反應(yīng);然后將反應(yīng)后溫度為600°C的流體輸送到換熱器4中進行換熱,換熱后的流體輸送到溫度為45°C,壓力25MPa的高壓氣液分離器7中進行氣液分離;經(jīng)高壓氣液分離器7分離后的液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器7的底部排出,氣相產(chǎn)物由高壓氣液分離器7的頂部輸送到脫水塔8中進行脫水處理;將經(jīng)脫水塔8脫水后的氣相產(chǎn)物與冷凝器9中的液氧換熱至-20°C,氣相產(chǎn)物中的CO2被冷凝為液體,然后將液相CO2輸送到CO2提純塔10中;經(jīng)CO2提純塔10分離后純度達99%的液相0)2由CO 2提純塔10底部排出回收,氣相產(chǎn)物中的氧氣經(jīng)CO 2提純塔10頂部送回至氧緩沖罐6中作為氧化劑循環(huán)使用。
[0034]當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,可關(guān)閉加熱爐2,將煤氣化廢水生化污泥經(jīng)栗I直接輸送到換熱器4中吸熱,然后輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器3中與來自氧緩沖罐6的氧化劑進行氧化反應(yīng)。該實施例中,煤氣化廢水生化污泥處理后出水的化學(xué)需氧量為58mg/L,達到國家GB8978-1996 一級排放標(biāo)準。
[0035]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明,其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的,凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進,均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法,其包括以下步驟: 1)將煤氣化廢水生化污泥通過栗輸送到加熱爐中進行預(yù)熱;同時,將液氧通過栗輸送到冷凝器中換熱,再將換熱后的液氧輸送到氧緩沖罐中進行緩沖,作為氧化劑使用; 2)將經(jīng)加熱爐預(yù)熱后的煤氣化廢水生化污泥輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中;同時將經(jīng)過氧緩沖罐緩沖后的氧化劑輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中,氧化劑與煤氣化廢水生化污泥在超臨界水氧化反應(yīng)器中進行氧化反應(yīng); 3)將經(jīng)過超臨界水氧化反應(yīng)器氧化后的高溫流體經(jīng)換熱器換熱后,再輸送到高壓氣液分離器中進行氣液分離; 4)將經(jīng)過高壓氣液分離器分離后的液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器的底部排出,氣相產(chǎn)物由高壓氣液分離器的頂部輸送到脫水塔中進行脫水處理; 5)將經(jīng)脫水塔的填料脫水后的氣相產(chǎn)物輸送到冷凝器中與液氧換熱后輸送到CO2提純塔中; 6)經(jīng)CO2提純塔分離后的液相CO2由CO 2提純塔底部排出回收,氣相產(chǎn)物中的氧氣經(jīng)0)2提純塔頂部送回至氧緩沖罐中作為氧化劑循環(huán)使用; 7)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,可關(guān)閉加熱爐,將煤氣化廢水生化污泥經(jīng)栗直接輸送到換熱器中換熱,然后輸送到超臨界水氧化反應(yīng)器中與來自氧緩沖罐的氧化劑進行氧化反應(yīng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法,其特征在于:脫水塔的填料采用分子篩或硅膠材料。3.如權(quán)利要求1所述的一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法,其特征在于:氣相產(chǎn)物通過冷凝器冷凝后液化0)2的溫度為-10?-20°c,液氧的溫度為O?30°C。4.如權(quán)利要求1所述的一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法,其特征在于:煤氣化廢水生化污泥通過換熱器換熱后溫度為300?550°C,壓力為22?32MPa。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種煤氣化廢水生化污泥的處理方法,其包括以下步驟:1)將煤氣化廢水生化污泥輸送到加熱爐中預(yù)熱;同時將液氧輸送到冷凝器中換熱,然后送到氧緩沖罐中;2)預(yù)熱后的煤氣化廢水生化污泥、來自氧緩沖罐的氧化劑分別進入超臨界水氧化反應(yīng)器發(fā)生氧化反應(yīng);3)氧化后的高溫流體經(jīng)換熱器降溫后,輸送至高壓氣液分離器;4)經(jīng)分離后的液相產(chǎn)物由高壓氣液分離器的底部排出,氣相產(chǎn)物由其頂部輸送至脫水塔;5)經(jīng)脫水后的氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凝器換熱降溫后,被輸送至CO2提純塔;6)經(jīng)分離后的液相CO2由CO2提純塔底部排出,氣相產(chǎn)物中氧氣經(jīng)其頂部送回至氧緩沖罐作為氧化劑循環(huán)使用。本發(fā)明實現(xiàn)了煤氣化廢水生化污泥中有機物的快速徹底降解,并且在處理過程中進行了氧氣的循環(huán)利用及CO2的回收,使能量得到最大化的利用。
【IPC分類】C02F11/18, C02F11/06
【公開號】CN105174675
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王樹眾, 于航, 王玉珍, 盛金鵬, 于廣欣, 崔德春, 肖鋼, 孫玉平, 熊亮, 紀欽洪, 徐慶虎, 溫勝
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 西安交通大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月28日
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