煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法及裝置，提供了一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法，該方法包括以下步驟：(a)對硫酸鈉廢水進行油水分離；(b)對步驟(a)中得到的脫油廢水進行離心萃??；(c)對步驟(b)中得到的含酚溶媒進行離心反萃取堿洗除酚；(d)對步驟(b)中得到的脫酚溶液依次進行二次除油、中和、以及吸附；以及(e)將步驟(d)中得到的凈化的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)結晶。還提供了一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用裝置。
【專利說明】煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法及裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境化工領域，涉及一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法與
目.0

【背景技術】
[0002]在煤焦油深加工過程中，對含酚的焦油餾分進行堿洗-酸洗-堿洗或者酸洗-堿洗流程后，酚類有機物以酚鈉鹽的形式分離出來，隨后被送入粗酚精制工藝。在粗酚精制工藝中，酚鈉鹽首先完成除油，然后緩慢與硫酸反應分解，從而生成粗酚，通過靜置分離，大量硫酸鈉廢水流出工藝流程待處理。
[0003]廢水中除了含有硫酸鈉、硫酸外，還存在高濃度的粗酚以及部分廢油，其COD(化學需氧量)平均含量高達十幾萬ppm，若直接排放將對環(huán)境造成巨大傷害，因此，這類硫酸鈉廢水必須經過合理有效地處理。
[0004]目前，國內粗酚加工企業(yè)對此類硫酸鈉廢水還未有滿意的處理方式。有焦化企業(yè)嘗試將硫酸鈉廢水混入焦化廢水AAO，即“厭氧-缺氧-好氧”工藝進行處理，結果廢水中的高鹽分以及高濃度酚類有機物造成微生物失水中毒，使得細菌活力下降，系統(tǒng)處理普通焦化廢水的效能降低。也有環(huán)保企業(yè)通過催化氧化的方式處理此類廢水，最終處理效果仍難以達到環(huán)保要求。除此之外，工業(yè)生產中還存在蒸發(fā)結晶回收、膜工藝等含鹽廢水處理方法，但用于煤焦油硫酸鈉廢水同樣發(fā)現(xiàn)了較多問題，如應用蒸發(fā)結晶時，存在廢氣刺鼻難聞污染空氣，結晶產物雜質含量高，沒有市場價值等缺陷；應用膜工藝時，又僅適合較低濃度硫酸鈉廢水的處理。以上這些處理方法不但難以完全滿足環(huán)境保護的要求，也無法實現(xiàn)煤焦油加工硫酸鈉廢水資源化利用的現(xiàn)實需要。
[0005]因此，本領域迫切需要開發(fā)出一種既能保護環(huán)境，同時又能對廢水中油、粗酚以及硫酸鈉進行資源化回收的煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明提供了一種新穎的煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法及裝置，從而解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。
[0007]一方面，本發(fā)明提供了一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法，該方法包括以下步驟:
[0008](a)對硫酸鈉廢水進行油水分離，以分離并回收廢水中的油，得到脫油廢水；
[0009](b)對步驟(a)中得到的脫油廢水進行離心萃取，以溶媒萃取其中的粗酚，得到含酚溶媒和脫酚溶液；
[0010](C)對步驟(b)中得到的含酚溶媒進行離心反萃取，以堿洗除酚，所得的溶媒循環(huán)使用，所得的酚鹽溶液經除油后送入粗酚精制工藝以重新生成粗酚；
[0011](d)對步驟(b)中得到的脫酚溶液依次進行二次除油、中和、以及吸附，以分別除去溶液中殘余的油和溶媒、硫酸、以及酚，得到凈化的硫酸鈉溶液；以及
[0012](e)將步驟(d)中得到的凈化的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)結晶，以生成并回收硫酸鈉晶體。
[0013]在一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟(a)中，經油水分離后，硫酸鈉廢水的含油量下降93%或更多。
[0014]在另一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟(b)中，使用磷酸三丁酯與煤油混合體系作為溶媒，溶媒與脫油廢水的萃取比為1:2，平均萃取率達到99.5%或更高。
[0015]在另一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟(C)中，使用20%的氫氧化鈉溶液對含酸溶媒進行堿洗。
[0016]在另一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟(d)中，使用飽和硫酸鈉溶液對脫酸溶液中殘余的硫酸進行中和，通過控制飽和硫酸鈉溶液的流量來調節(jié)pH值。
[0017]在另一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟(d)中，使用活性碳吸附脫酚溶液中殘余的酚。
[0018]另一方面，本發(fā)明提供了一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用裝置，該裝置包括:
[0019]第一油水分離器，用于對硫酸鈉廢水進行第一次油水分離，以分離并回收廢水中的油，得到脫油廢水；
[0020]與第一油水分離器連接的第一離心萃取機，用于對所得的脫油廢水進行離心萃取，以溶媒萃取其中的粗酚，得到含酚溶媒和脫酚溶液；
[0021]與第一離心萃取機連接的第二離心萃取機，用于對所得的含酚溶媒進行離心反萃取，以堿洗除酚，所得的溶媒返回與第一離心萃取機連接的溶媒罐循環(huán)使用，所得的酚鹽溶液送入與第二離心萃取機連接的第二油水分離器進行除油后送入粗酚精制工藝以重新生成粗酚；
[0022]與第一離心萃取機連接的第三油水分離器、與第三油水分離器連接的中和裝置、以及與中和裝置連接的吸附裝置，用于對所得的脫酚溶液依次進行二次除油、中和、以及吸附，以分別除去溶液中殘余的油和溶媒、硫酸、以及酚，得到凈化的硫酸鈉溶液；以及
[0023]與吸附裝置連接的蒸發(fā)結晶裝置，用于將所得的凈化的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)結晶，以生成并回收硫酸鈉晶體。
[0024]在一個優(yōu)選的實施方式中，所述第一油水分離器、第二油水分離器和第三油水分離器的內部布有波紋板與粗?；{米改性纖維。
[0025]在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述溶媒罐連接第一離心萃取機的輕相進口、第二離心萃取機的輕相出口、以及第二油水分離器和第三油水分離器的油相出口，形成溶媒的封閉循環(huán)回路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]根據結合附圖進行的如下詳細說明，本發(fā)明的目的和特征將變得更加明顯，附圖中:
[0027]圖1是根據本發(fā)明的一個實施方式的煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0028]本申請的發(fā)明人經過長期的工程實踐與實驗研宄過程，針對現(xiàn)有技術的方法不但難以完全滿足環(huán)境保護的要求，也無法實現(xiàn)煤焦油加工硫酸鈉廢水資源化利用的現(xiàn)實需要的缺陷，基于“分類、分離、回收”的思想，提出了一種新穎的能夠實現(xiàn)煤焦油加工中的硫酸鈉廢水資源全回收的煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法及裝置，本發(fā)明的方法及裝置高效、節(jié)能，在實施過程中沒有廢水、廢渣以及其它污染物的產生，且可以回收廢水中的油，粗酚以及硫酸鈉晶體，充分實現(xiàn)廢水的資源化治理。
[0029]本發(fā)明的技術構思如下:
[0030]將硫酸鈉廢水送入第一油水分離器，分離并回收廢水中的油；然后將脫油廢水送入第一離心萃取機，以溶媒萃取硫酸鈉廢水中的粗酚；萃取完成后，含酚溶媒在第二離心萃取機中完成堿洗，返回溶媒罐循環(huán)使用，生成的酚鹽溶液除油后送入上游粗酚精制工藝重新生成粗酚；將脫酚硫酸鈉溶液依次送入第三油水分離器、中和裝置、吸附裝置以分別除去溶液中的微量油、硫酸以及微量酚；最后，把硫酸鈉溶液送入蒸發(fā)結晶器，回收硫酸鈉晶體。
[0031]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法，該方法包括以下步驟:
[0032](a)將硫酸鈉廢水送入第一油水分離器，分離并回收廢水中的游離油與乳化油；
[0033](b)將脫油廢水送入第一離心萃取機，以溶媒萃取硫酸鈉廢水中的粗酚，萃取完成后，得到含酚溶媒與脫酚的硫酸鈉溶液；
[0034](c)使含酚溶媒進入第二離心萃取機中完成堿洗除酚，溶媒返回溶媒罐循環(huán)使用，同時，堿洗產生的酚鹽溶液，在第二油水分離器中除去在萃取機內未被完全分離的微量油和溶媒后，送入上游粗酚精制工藝重新生成粗酚；
[0035](d)將步驟(b)中得到脫酚硫酸鈉溶液依次送入第三油水分離器、中和裝置、吸附裝置，分別除去溶液中的微量油和溶媒、硫酸和微量酚；以及
[0036](e)將硫酸鈉溶液送入蒸發(fā)結晶器生成并回收硫酸鈉晶體。
[0037]較佳地，在步驟(b)中，采用磷酸三丁酯與煤油的混合體系，從而廢液pH值對萃取率影響??；萃取溫度為常溫，萃取比為1:2。
[0038]較佳地，在步驟(C)中，采用20%的氫氧化鈉溶液對含酸溶媒進行堿洗。
[0039]較佳地，在步驟(d)中，采用飽和硫酸鈉溶液對硫酸進行中和。
[0040]在本發(fā)明中，萃取粗酚的高效溶媒封閉循環(huán)與離心萃取相結合，基本實現(xiàn)了廢水中的粗酚全回收。
[0041]在本發(fā)明中，采用碳酸鈉溶液中和硫酸鈉廢水中的硫酸，通過控制硫酸鈉溶液的流量調節(jié)PH值，反應生成硫酸鈉并放出二氧化碳，增加了硫酸鈉晶體回收量。
[0042]在本發(fā)明中，經過中和裝置的硫酸鈉溶液里含有微量酚，由吸附裝置中的活性碳吸附。
[0043]在本發(fā)明中，經步驟(a)除油后廢水含油量降低93%以上。
[0044]在本發(fā)明中，在步驟(b)中，溶媒與廢水萃取比為1:2，pH值為3-4，萃取溫度為25°C，平均萃取率可達99.5%以上。
[0045]在本發(fā)明中，在步驟(d)中，飽和碳酸鈉溶液濃度為24.8%，溫度為25°C，通過控制硫酸鈉溶液的流量調節(jié)中和裝置內溶液的pH值。
[0046]在本發(fā)明的第二方面，提供了一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用裝置，該裝置包括:
[0047]第一油水分離器，與第一油水分離器連接的第一離心萃取機，與第一離心萃取機連接的第二離心萃取機，與第一離心萃取機連接的溶媒罐，與第二離心萃取機連接的第二油水分離器，與第一離心萃取機連接的第三油水分離器，與第三油水分離器連接的中和裝置，與中和裝置連接的吸附裝置，以及與吸附裝置連接的蒸發(fā)結晶裝置。
[0048]較佳地，所述油水分離器內布有波紋板與粗?；{米改性纖維。
[0049]較佳地，與溶媒罐連接的第一離心萃取機的輕相進口、第二離心萃取機的輕相出口、第二油水分離器和第三油水分離器的油相出口的管路分別回到溶媒罐，形成溶媒的封閉循環(huán)回路。
[0050]以下根據附圖詳細說明本發(fā)明的裝置結構及方法。
[0051]圖1是根據本發(fā)明的一個實施方式的煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用的工藝流程圖。如圖1所示，將硫酸鈉廢水送入第一油水分離器I中，廢水中的油滴經過波紋板與粗?；{米改性纖維完成高效聚結，并實現(xiàn)油水分層，廢油密度小于廢水溶液，從第一油水分離器I上方油相出口流出后廢油進下游回收，廢水溶液從第一油水分離器I下方出口流出，對進出口廢水采樣檢測，發(fā)現(xiàn)經過除油后廢水含油量降低93%以上；
[0052]將除油廢水與溶媒磷酸三丁酯-煤油體系同時送入第一離心萃取機2中，在第一離心萃取機2的環(huán)隙內兩者混合，粗酚溶于磷酸三丁酯-煤油體系中，在第一離心萃取機2的轉筒內，含酚溶媒與硫酸鈉溶液實現(xiàn)分離，溶媒與廢水萃取比為1: 2，pH值為3-4，萃取溫度為25°C，平均萃取率達99.5%以上；
[0053]將含酚溶媒送入第二離心萃取機3中，與20%氫氧化鈉溶液混合分離，完成離心反萃取，堿洗除酚后的磷酸三丁酯-煤油體系送入溶媒罐4循環(huán)利用，而堿洗生成的酚鈉鹽溶液在第二油水分離器5內除去微量油和溶媒后酚鈉鹽水進上游粗酚精制工藝生成粗酚，廢水中原有的酚類有機物即被回收利用；
[0054]硫酸鈉溶液經過除油脫酚后，仍混有微量的油和溶媒、硫酸以及微量的粗酚，故將溶液送入第三油水分離器6完成二次除油；
[0055]二次除油后，硫酸鈉溶液與引入管路中的飽和碳酸鈉溶液共同進入中和裝置7，其中飽和碳酸鈉溶液的濃度為24.8%，溫度為25°C，通過控制硫酸鈉溶液的流量調節(jié)中和裝置7內溶液的pH值；
[0056]中和后的硫酸鈉溶液通過吸附裝置8內活性炭吸附，脫去微量的粗酚；
[0057]最后將硫酸鈉溶液送入蒸發(fā)結晶裝置9中，結晶生成的硫酸鈉晶體雜質少、純度高，從蒸發(fā)結晶裝置9底部排出，而水蒸氣及二氧化碳從蒸發(fā)結晶裝置9頂部排出。
[0058]本發(fā)明的主要優(yōu)點在于:
[0059]方法簡單易行，裝置高效節(jié)能；保護環(huán)境，廢水的綜合利用過程不產生其它污染物，過程結束后無廢水，廢渣；分離回收硫酸鈉廢水中的油及粗酚，產生經濟效益；結晶生成的硫酸鈉晶體，雜質含量少，純度高。
[0060]實施例
[0061]下面結合具體的實施例進一步闡述本發(fā)明。但是，應該明白，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不構成對本發(fā)明范圍的限制。下列實施例中未注明具體條件的試驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數按重量
i+o
[0062]實施例1:
[0063]對某煤焦油深加工企業(yè)產生的硫酸鈉廢水(每小時產生3-4m3)，按圖1所示的硫酸鈉廢水綜合利用的工藝流程，采用本發(fā)明方法對硫酸鈉廢水進行處理，處理結束后無廢水與廢渣，同時實現(xiàn)資源化治理，產生顯著的經濟效益。其具體操作過程和效果如下:
[0064]1.物料性質
[0065]廢水的組成基本如下:硫酸鈉的質量分數約為15%，硫酸的質量分數為1.6%，油平均含量為1718mg/L，粗酚含量為32750mg/L，COD平均含量為117950mg/L。
[0066]2.工藝流程
[0067]如圖1所示。
[0068]3.應用效果
[0069]廢油從第一油水分離器I的油相出口流出回收，年回收量為50噸左右；粗酚被溶媒萃取后在第一離心萃取機2中堿洗，分離得到的酚鈉鹽溶液送回粗酚精制工藝，重新生成粗酚，粗酚年回收900噸以上；硫酸鈉廢水經歷除油-脫酚-二次除油-中和-吸附-蒸發(fā)結晶工序后，可年回收硫酸納晶體4800噸以上，晶體雜質含量少，市場價值尚。
[0070]在本發(fā)明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用方法，該方法包括以下步驟: (a)對硫酸鈉廢水進行油水分離，以分離并回收廢水中的油，得到脫油廢水； (b)對步驟(a)中得到的脫油廢水進行離心萃取，以溶媒萃取其中的粗酚，得到含酚溶媒和脫酚溶液； (C)對步驟(b)中得到的含酚溶媒進行離心反萃取，以堿洗除酚，所得的溶媒循環(huán)使用，所得的酚鹽溶液經除油后送入粗酚精制工藝以重新生成粗酚； (d)對步驟(b)中得到的脫酚溶液依次進行二次除油、中和、以及吸附，以分別除去溶液中殘余的油和溶媒、硫酸、以及酚，得到凈化的硫酸鈉溶液；以及 (e)將步驟(d)中得到的凈化的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)結晶，以生成并回收硫酸鈉晶體。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，經油水分離后，硫酸鈉廢水的含油量下降93%或更多。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(b)中，使用磷酸三丁酯與煤油混合體系作為溶媒，溶媒與脫油廢水的萃取比為1:2，平均萃取率達到99.5%或更高。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(c)中，使用20%的氫氧化鈉溶液對含酚溶媒進行堿洗。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中，使用飽和硫酸鈉溶液對脫酚溶液中殘余的硫酸進行中和，通過控制飽和硫酸鈉溶液的流量來調節(jié)pH值。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中，使用活性碳吸附脫酚溶液中殘余的酚。
7.一種煤焦油加工中的硫酸鈉廢水綜合利用裝置，該裝置包括: 第一油水分離器(I)，用于對硫酸鈉廢水進行油水分離，以分離并回收廢水中的油，得到脫油廢水； 與第一油水分離器(I)連接的第一離心萃取機(2)，用于對所得的脫油廢水進行離心萃取，以溶媒萃取其中的粗酚，得到含酚溶媒和脫酚溶液； 與第一離心萃取機(2)連接的第二離心萃取機(3)，用于對所得的含酚溶媒進行離心反萃取，以堿洗除酚，所得的溶媒返回與第一離心萃取機(2)連接的溶媒罐(4)循環(huán)使用，所得的酚鹽溶液送入與第二離心萃取機(3)連接的第二油水分離器(5)進行除油后送入粗酚精制工藝以重新生成粗酚； 與第一離心萃取機(2)連接的第三油水分離器(6)、與第三油水分離器(6)連接的中和裝置(7)、以及與中和裝置(7)連接的吸附裝置(8)，用于對所得的脫酚溶液依次進行二次除油、中和、以及吸附，以分別除去溶液中殘余的油和溶媒、硫酸、以及酚，得到凈化的硫酸鈉溶液；以及 與吸附裝置(8)連接的蒸發(fā)結晶裝置(9)，用于將所得的凈化的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)結晶，以生成并回收硫酸鈉晶體。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一油水分離器(I)、第二油水分離器(5)和第三油水分離器￠)的內部布有波紋板與粗粒化納米改性纖維。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述溶媒罐(4)連接第一離心萃取機(2)的輕相進口、第二離心萃取機(3)的輕相出口、以及第二油水分離器(5)和第三油水分離器(6)的油相出口，形成溶媒的封閉循環(huán)回路。
【文檔編號】C02F9/10GK104496099SQ201410662662
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權日:2014年11月19日
【發(fā)明者】白志山, 楊曉勇, 范智, 彭勃, 焦鵬 申請人:華東理工大學