1.本发明涉及pta氧化残渣污水处理技术领域,高含工艺特别涉及高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统及工艺。盐溴有机
背景技术:
2.精对苯二甲酸(pta)是稠环一种重要的聚酯生产原料,主要采用二甲苯空气催化氧化法。物污首先由px氧化生产的水无粗对苯二甲酸,其在250-300℃下溶于水中,燃料经过钯碳催化加氢,焚烧放系法多级结晶母液分离等过程,零排获得精对苯二甲酸。统及这给pta氧化残渣污水综合利用带来很大的作方困难。最初pta氧化残渣污水采用焚烧法,高含工艺排放合格,盐溴有机但装置不稳定以及造成资源浪费。稠环后来采用送至厌氧反应器处理,物污产生沼气等,水无但由于这些残渣中含有溴离子和无机盐,对厌氧冲击较大。有采取萃取,过滤,蒸馏技术得到间苯二甲酸,邻苯二甲酸,苯甲酸等有机物,可以外售。但由于环保等要求的提高,国家对这些产品标准也提高,现在这些有机物也难以销售。所以如何处理pta氧化残渣污水非常迫切。
3.有鉴于此,特提出本发明。
技术实现要素:
4.本发明的目的在于提供一种高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统及工艺,该排放系统通过巧妙工艺设计能有效处理高含盐溴稠环有机物的pta氧化残渣污水,其中,蒸发水经处理后回收作为循环水利用,而且回收了碳酸钠和碳酸钴混合物、溴化钠和碳酸钠混合物,另外,无燃料焚烧产生的热量用于生产高压蒸汽供pta装置使用,实现了污水零排放,减少了对环境的影响,产生了经济效益。
5.为了达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
6.本发明提供了一种高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统,包括依次连接的原料罐、第一多效蒸发系统、焚烧炉、炉盐溶解装置、炉盐过滤装置、第二多效蒸发系统、第一离心分离装置、溴化钠蒸发器及第二离心分离装置,其中,
7.原料罐,用于接收高含盐溴稠环有机物污水;
8.第一多效蒸发系统,用于将来自所述原料罐的污水进行多效蒸发,以对污水进行浓缩;
9.焚烧炉,用于将来自所述第一多效蒸发系统的浓缩液进行焚烧处理,以分别获得包含盐的炉渣和烟气;
10.炉盐溶解装置,用于将来自所述焚烧炉的炉渣进行溶解,以得到炉渣料液;
11.炉盐过滤装置,用于过滤来自所述炉盐溶解装置的炉渣料液,以去除未溶解的废渣;
12.第二多效蒸发系统,用于蒸发浓缩来自炉盐过滤装置的滤液;
13.第一离心分离装置,用于对所述第二多效蒸发系统浓缩后的浓缩液进行固液分离,以获得碳酸钴和碳酸钠混合物以及第一离心母液;
14.溴化钠蒸发器,用于将第一离心母液进一步蒸发浓缩;
15.第二离心分离装置,用于将所述溴化钠蒸发器浓缩后的浓缩液进行固液分离,以获得溴化钠和碳酸钠混合物以及第二离心母液;
16.且第一多效蒸发系统、第二多效蒸发系统及溴化钠蒸发器均与反渗透膜回收系统连接,所述反渗透膜回收系统将来自第一多效蒸发系统、第二多效蒸发系统及溴化钠蒸发器的蒸发水进行反渗透处理,以得到回用水;
17.所述焚烧炉还设置有烟气出口,所述烟气出口和蒸汽发生器的第一进口连接,所述蒸汽发生器还设置有用于通入蒸汽凝液的第二进口,所述蒸汽发生器利用烟气的热量加热通入的蒸汽凝液从而获得高压蒸汽。
18.进一步地,还包括尾气处理单元,所述尾气处理单元和蒸汽发生器的烟气出口连接,用于净化从蒸汽发生器中排出的烟气以达到排放标准;
19.优选地,所述尾气处理单元包括依次连接的除尘设备、脱硝设备、除酸设备及活性炭吸附装置。
20.进一步地,所述第一多效蒸发系统包括顺次连接的一效降膜蒸发器和二效强制蒸发器;
21.和/或,所述炉盐过滤装置为平板膜过滤器;
22.和/或,所述反渗透膜回收系统的浓水出口与所述第一多效蒸发系统连接,以将反渗透膜回收系统排出的浓水返回至所述第一多效蒸发系统进行蒸发浓缩;
23.和/或,所述第二离心分离装置的离心母液出口与所述溴化钠蒸发器连接,以将来自所述第二离心分离装置的第二离心母液输送至所述溴化钠蒸发器进行再次蒸发;
24.和/或,所述原料罐与碱液罐连接,以将所述碱液罐中的碱液输送至所述原料罐中并对所述原料罐中的污水进行中和。
25.除此之外,本发明还提供了一种高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺,包括以下步骤:
26.(1)碱中和:高含盐溴稠环有机物污水和氢氧化钠溶液按8-10:1的质量比例混合进行中和反应,通过沉淀去除铁、镍离子,得到含溴化钠的残渣母液;
27.(2)一次多效蒸发:含溴化钠的残渣母液进行蒸发得到浓缩后的残渣母液,同时,蒸发水送至反渗透膜回收系统处理后得到回用水;
28.(3)焚烧:浓缩后的残渣母液送至焚烧炉进行焚烧,得到含碳酸钠、碳酸钴和溴化钠的炉渣;焚烧产生的烟气进入蒸汽发生器中,作为热能将蒸汽凝液加热成高压蒸汽;
29.(4)炉渣溶解配制:炉渣置于蒸汽凝液或水中进行溶解配制得到炉渣料液;
30.(5)炉渣料液过滤:炉渣料液进行过滤,去除未溶解的炉渣,滤液升温至90-100℃;
31.(6)二次多效蒸发:升温后的滤液进行蒸发得到含结晶碳酸钴、碳酸钠的浓缩液;同时,蒸发水送至反渗透膜回收系统处理后得到回用水;
32.(7)一次离心:浓缩液经离心分离后得到第一离心母液以及碳酸钠和碳酸钴混合物;
33.(8)溴化钠和碳酸钠蒸发:第一离心母液送至溴化钠蒸发器进行蒸发,得到溴化钠和碳酸钠混合浓缩液,同时,蒸发水送至反渗透膜回收系统处理后得到回用水;
34.(9)二次离心:溴化钠和碳酸钠混合浓缩液经离心分离后得到溴化钠和碳酸钠混
合物。
35.进一步地,所述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺是通过上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统来实现的;
36.和/或,所述步骤(1)的碱中和过程中,
37.氢氧化钠溶液的质量浓度为3%;和/或,所述污水的进料流量为40000-50000kg/h。
38.进一步地,所述步骤(2)的一次多效蒸发过程中,
39.加热蒸发温度为77-138℃;
40.和/或,加热压力为20-300kpa;
41.和/或,进料流量为40000-50000kg/h;
42.优选地,一次多效蒸发过程包括先进行降膜蒸发后再进行强制蒸发。
43.进一步地,所述步骤(3)的焚烧过程中,
44.焚烧炉的进料浓度为45-70%;
45.和/或,进料温度为90-100℃;
46.和/或,焚烧炉温度为900-1200℃;
47.和/或,焚烧炉内空气和残渣母液比为9:1,停留时间为2-3秒;
48.和/或,焚烧炉内的助燃空气压力为0.6-0.7mpa,助燃空气温度为90-100℃;雾化空气压力为0.6-0.8mpa,雾化空气温度为90-100℃;
49.和/或,焚烧炉的炉膛相对压力为-20-50pa。
50.进一步地,所述步骤(6)的二次多效蒸发过程中,加热蒸发温度为101-146℃;
51.和/或,加热压力为28-192kpa;
52.和/或,进料流量为9036-10200kg/h;
53.和/或,经二次多效蒸发后,浓缩液的固含量为17-38%。
54.进一步地,所述步骤(8)的溴化钠和碳酸钠蒸发过程中,加热蒸发温度为102-118℃;
55.和/或,加热压力为32-103kpa;
56.和/或,进料流量为1-2t/h。
57.进一步地,还包括尾气处理:尾气经除尘、脱硝、除酸和活性炭吸附后达标合格排放;
58.和/或,所述反渗透膜回收系统的反渗透压力为3-5mpa;
59.和/或,所述步骤(9)得到的溴化钠和碳酸钠混合物的含湿量为10%。
60.与现有技术相比,本发明的技术方案至少具有以下技术效果:
61.本发明通过巧妙工艺设计能有效处理高含盐溴稠环有机物的pta氧化残渣污水,通过多效蒸发,蒸发水经处理后回收作为循环水利用,溶融残渣送到焚烧炉进行无燃料燃烧,产生大量热量,温度高达到900-1200℃,经过残渣热值、焓值和火用值计算可以得到高压蒸汽,高压蒸汽供pta装置使用,本发明重要特点是无燃料燃烧,而是污水中的苯环类和稠环类有机物作为燃料,相对于其他需要加天然气或沼气的同类装置焚烧炉,节约了大量成本,而且回收了碳酸钠和碳酸钴混合物、溴化钠和碳酸钠混合物,回收率均在99%以上,实现了污水零排放,减少了对环境的影响,产生了经济效益。
附图说明
62.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
63.图1为本发明提出的高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺的流程图或排放系统的示意图。
64.附图标记说明:1、原料罐;2、第一多效蒸发系统;3、焚烧炉;4、炉盐溶解装置;5、炉盐过滤装置;6、第二多效蒸发系统;7、第一离心分离装置;8、溴化钠蒸发器;9、第二离心分离装置;10、反渗透膜回收系统;11、蒸汽发生器;12、除尘设备;13、脱硝设备;14、除酸设备;15、活性炭吸附装置。
具体实施方式
65.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下列实施例中未注明具体条件的工艺参数,通常按照常规条件。
66.在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本发明中具体公开。
67.根据本发明的第一个方面,提供了一种高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统,包括依次连接的原料罐1、第一多效蒸发系统2、焚烧炉3、炉盐溶解装置4、炉盐过滤装置5、第二多效蒸发系统6、第一离心分离装置7、溴化钠蒸发器8及第二离心分离装置9,其中,
68.原料罐1,用于接收高含盐溴稠环有机物污水;
69.第一多效蒸发系统2,用于将来自所述原料罐1的污水进行多效蒸发,以对污水进行浓缩;
70.焚烧炉3,用于将来自所述第一多效蒸发系统2的浓缩液进行焚烧处理,以分别获得包含盐的炉渣和烟气;
71.炉盐溶解装置4,用于将来自所述焚烧炉3的炉渣进行溶解,以得到炉渣料液;
72.炉盐过滤装置5,用于过滤来自所述炉盐溶解装置4的炉渣料液,以去除未溶解的废渣;
73.第二多效蒸发系统6,用于蒸发浓缩来自炉盐过滤装置5的滤液;
74.第一离心分离装置7,用于对所述第二多效蒸发系统6浓缩后的浓缩液进行固液分离,以获得碳酸钴和碳酸钠混合物以及第一离心母液;
75.溴化钠蒸发器8,用于将第一离心母液进一步蒸发浓缩;
76.第二离心分离装置9,用于将所述溴化钠蒸发器8浓缩后的浓缩液进行固液分离,以获得溴化钠和碳酸钠混合物以及第二离心母液;
77.且第一多效蒸发系统2、第二多效蒸发系统6及溴化钠蒸发器8均与反渗透膜回收
系统10连接,所述反渗透膜回收系统将来自第一多效蒸发系统、第二多效蒸发系统及溴化钠蒸发器的蒸发水进行反渗透处理,以得到回用水;
78.所述焚烧炉3还设置有烟气出口,烟气出口和蒸汽发生器11的入口连接,所述蒸汽发生器11还设置有用于通入蒸汽凝液的第二进口,所述蒸汽发生器11利用烟气的热量加热通入的蒸汽凝液从而获得高压蒸汽。
79.下面对本发明的排放系统中的各个组成部分和具体连接关系进行详细说明。
80.原料罐1,用于盛放氧化法制备pta过程中产生的氧化残渣污水,并且在该原料罐中用碱完成污水的中和处理,以通过沉淀的方式去除污水中的铁离子和镍离子。氧化残渣污水中含有稠环有机物、苯环有机物、高盐和溴离子等。在可选的实施例中,原料罐与碱液罐连接,以便在向原料罐中输送污水的同时碱液罐也以特定流量向原料罐中输送碱液,从而实现中和反应。
81.第一多效蒸发系统2,其入口与原料罐1的出口连接,用于将中和后的料液进行多效蒸发处理,以浓缩所述料液,产生的蒸发凝液可以用做第一多效蒸发系统的热源加热中和后的料液;浓缩后的料液进入后续的焚烧炉。
82.焚烧炉3,其入口与第一多效蒸发系统2的浓缩后料液出口连接,用于焚烧处理浓缩后料液,得到和含盐炉渣;其中烟气可以作为其他设备的热源,比如可以作为热源加热其他设备产生的蒸汽凝液或水而产生高压蒸汽,而炉渣则进入后续的炉盐溶解装置4。焚烧炉使稠环化合物充分燃烧,去除稠环化合物,产生二氧化碳,二氧化碳和钴离子反应生成碳酸钴,同时燃烧产生热量,产生高温烟气。
83.炉盐溶解装置4,其入口与所述焚烧炉3的炉渣出口连接,用于溶解炉渣中的可溶盐分。示例性地,用于溶解炉渣的水为本系统中蒸发设备产生的蒸汽凝液,比如第一多效蒸发系统2、第二多效蒸发系统6或者溴化钠蒸发器8产生的蒸汽凝液,该蒸汽凝液具有一定温度,更适合炉渣中盐分的溶解。
84.炉盐过滤装置5,其入口与所述炉盐溶解装置4的料液出口连接,用于过滤料液,以去除料液中的不溶废渣。
85.第二多效蒸发系统6,其入口与炉盐过滤装置5的滤液出口连接,用于对滤液进行多效蒸发处理,从而蒸发浓缩、结晶出盐类。蒸发出的蒸发凝液可以作为本身多效蒸发系统的热源,也可以进入反渗透膜回收系统10,经处理后得到回用水,浓缩液或带结晶的浆液进入离心设备进行固液分离。
86.第一离心分离装置7,其入口与第二多效蒸发系统6的浓缩液或带结晶的浆液出口连接,用于分离出固体碳酸钠和碳酸钴盐,离心后的液体(或称为第一离心母液)进入溴化钠蒸发器8。
87.溴化钠蒸发器8,其入口与第一离心分离装置7的液体出口连接,用于进一步浓缩第一离心分离装置7分离出的液体以使溴化钠和碳酸钠结晶,同时因蒸发产生的蒸汽冷凝后得到蒸发凝液,蒸发凝液可以用作溴化钠蒸发器8的热源,也可以输送至反渗透膜回收系统10处理后得到回用水。
88.第二离心分离装置9,其入口与溴化钠蒸发器8的浓缩液或带结晶的浆液出口连接,用于分离出固体碳酸钠和溴化钠盐,离心后的液体(或称为第二离心母液)可以输送至溴化钠蒸发器8继续蒸发。
89.蒸汽发生器11,其第一进口与焚烧炉的烟气出口连接,蒸汽凝液通过第二进口进入蒸汽发生器内,焚烧炉燃烧产生的烟气进入蒸汽发生器中,烟气中带着大量的热量,作为热能将通入蒸汽发生器内的蒸汽凝液加热成高压蒸汽,产生的高压蒸汽供pta装置使用。蒸汽发生器11可以为常规的热交换器。需要说明的是,本发明的工艺中所使用的蒸汽凝液优选均是由第一多效蒸发系统2、第二多效蒸发系统6和溴化钠蒸发器8所产生的蒸发水,节约了能耗。
90.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统中,作为一种优选实施方式,该处理系统还包括尾气处理单元,所述尾气处理单元和蒸汽发生器的烟气出口连接,用于净化从蒸汽发生器中排出的烟气以达到排放标准;其中,尾气处理单元包括依次连接的除尘设备12、脱硝设备13、除酸设备14及活性炭吸附装置15。蒸汽发生器11出来的烟气经除尘设备12除尘后进入脱硝设备13,在脱硝设备13中将烟气中的氮氧化物转化为氮气(比如通过通入氨气或采用尿素将氮氧化物转化为氮气),随后烟气进入除酸设备14中,除酸设备14通过加入氢氧化钠除去烟气中的硫酸和硝酸,最后经除酸的烟气进入活性炭吸附装置15中,经活性炭吸附去掉烟气中的二噁英,随后净化后的烟气被排放至大气中。
91.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统中,所述第一多效蒸发系统2包括顺次连接的一效降膜蒸发器和二效强制蒸发器;
92.一效降膜蒸发器是通过循环过程和液体的最优分布,实现浓缩液在蒸发器内的高效降膜蒸发,降膜蒸发器的液体停留时间短,能减少热敏物料的降解和有结构倾向的物料在换热器管壁上的结垢,管内的液体在重力作用下流动,可以实现低温差下的沸腾传热,传热系数高,二效强制蒸发器可通过控制出口流量控制出口浓度,由于出料浓度高,采用高流量循环防止结垢。
93.第二多效蒸发系统6结构与第一多效蒸发系统2相同。
94.作为一种优选实施方式,所述炉盐过滤装置5为平板膜过滤器。
95.作为一种优选实施方式,反渗透膜回收系统10的浓水出口与第一多效蒸发系统2的连接,以将反渗透膜回收系统10排出的浓水返回至所述第一多效蒸发系统进行蒸发浓缩。
96.作为一种优选实施方式,所述第二离心分离装置9的离心母液出口与所述溴化钠蒸发器8连接,以将来自所述第二离心分离装置9的第二离心母液输送至所述溴化钠蒸发器8进行再次蒸发;
97.作为一种优选实施方式,所述原料罐1与碱液罐连接,以将所述碱液罐中的碱液输送至所述原料罐1中并对所述原料罐1中的污水进行中和。
98.根据本发明的第二个方面,还提供了一种高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺,包括以下步骤:
99.(1)碱中和:高含盐溴稠环有机物污水和氢氧化钠溶液按8-10:1的质量比例混合进行中和反应,通过沉淀去除铁、镍离子,得到含溴化钠的残渣母液;
100.(2)一次多效蒸发:含溴化钠的残渣母液进行蒸发得到浓缩后的残渣母液,同时,蒸发水送至反渗透膜回收系统10处理后得到回用水;
101.(3)焚烧:浓缩后的残渣母液送至焚烧炉进行焚烧,得到含碳酸钠、碳酸钴和溴化钠的炉渣;焚烧产生的烟气进入蒸汽发生器中,作为热能将蒸汽凝液加热成高压蒸汽;
102.(4)炉渣溶解配制:炉渣置于蒸汽凝液(比如来自多效蒸发器产生的蒸汽凝液)或水(优选炉渣与蒸汽凝液或水的质量比为1:4)中进行溶解配制得到炉渣料液;
103.(5)炉渣料液过滤:炉渣料液进行过滤,去除未溶解的炉渣,滤液升温至90-100℃;
104.(6)二次多效蒸发:升温后的滤液进行蒸发得到含结晶碳酸钴、碳酸钠的浓缩液;同时,蒸发水送至反渗透膜回收系统处理后得到回用水;
105.(7)一次离心:浓缩液经离心分离后得到第一离心母液以及碳酸钠和碳酸钴混合物;
106.(8)溴化钠和碳酸钠蒸发:第一离心母液送至溴化钠蒸发器进行蒸发,得到溴化钠和碳酸钠混合浓缩液,同时,蒸发水送至反渗透膜回收系统处理后得到回用水;
107.(9)二次离心:溴化钠和碳酸钠混合浓缩液经离心分离后得到溴化钠和碳酸钠混合物。
108.在本发明的具体实施例中,高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺采用上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放系统完成。
109.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(1)的碱中和过程中,液碱是以氢氧化钠溶液的形式加入的,其中氢氧化钠溶液的质量浓度为3%;污水进入原料罐的进料流量为40000-50000kg/h。
110.污水中本身含有溴,加入浓度为3%的氢氧化钠溶液可以生成溴化钠,后面的焚烧步骤中还能和燃烧产生的二氧化碳生成碳酸钠。
111.污水和浓碱按8-10:1的质量比例混合进行中和反应,比例过高,铁镍含量不合格,比例过低,资源浪费。中和反应后主要产生氢氧化铁和氢氧化镍沉淀,去除了铁、镍,为了提高一次多效蒸发的进料温度,使用蒸汽凝液(比如蒸发过程中产生的蒸汽凝液)对原料罐中污水进行加热,控制温度在60-70℃,压力在0.5-0.7mpa之间。
112.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(2)的一次多效蒸发过程中,加热蒸发温度为77-138℃;
113.优选地,加热压力为20-300kpa;
114.优选地,进料流量为40000-50000kg/h。
115.优选地,一次多效蒸发过程包括先进行降膜蒸发后再进行强制蒸发,两次蒸发的加热蒸发温度均控制在77-138℃,加热压力均控制在20-300kpa;降膜蒸发前的进料含盐浓度为7-9%左右,经过降膜蒸发后再进行强制蒸发,最终控制出口固含量为45-70%左右。
116.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(3)的焚烧过程中,焚烧炉的进料浓度为45-70%(即进料固含量);
117.优选地,进料温度为90-100℃;
118.优选地,焚烧炉温度为900-1200℃;
119.优选地,焚烧炉内空气和残渣母液比为9:1,停留时间为2-3秒;
120.优选地,焚烧炉内的助燃空气压力为0.6-0.7mpa,助燃空气温度为90-100℃;雾化空气压力为0.6-0.8mpa,雾化空气温度为90-100℃;
121.优选地,焚烧炉的炉膛相对压力为-20-50pa。
122.当焚烧炉的进料浓度(一次多效蒸发后出口料液的固含量)低于45%时,容易发生爆炸,当进料浓度高于70%时,燃烧不充分,因此需要将焚烧炉的进料浓度控制在本发明的
范围之内。
123.另外,当焚烧炉的进料浓度为65%时,焚烧炉的排出气体指标比较好,既能保证稠环有机物燃烧完全,又能保证安全性,经济效果,蒸汽质量,碳酸钠和溴化钠都比较好,焚烧炉的安全性好。
124.当焚烧炉的温度低于900℃时,会产生大量的二噁英,排放时会超标,当焚烧炉的温度高于1250℃时,燃气消耗会增加,因此需要将焚烧炉的温度控制在本发明的范围之内。另外,为了控制排放污染物浓度,还要控制能耗,因此需要将焚烧炉内空气和残渣母液比控制在本发明的范围之内。
125.焚烧炉内至少发生如下两个反应:
126.c8h8o4+o2+n2===co2+no
x
+h2o+热值+二噁英;
127.naoh+co2==naco3+h2o;
128.另外,二氧化碳还和钴离子反应生成碳酸钴;焚烧炉内燃烧反应的同时还产生了大量的热量,发明人对进料组成的燃烧值进行研究发现,对苯二甲酸等有机物的燃烧热量为4638kcal/kg左右,因此可将本发明焚烧炉产生的热量用于生产高压蒸汽供pta生产装置使用。
129.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(4)炉渣溶解配制过程中,包括炉渣大约为2t/h,按炉渣与蒸汽凝液的质量比为1:4加入8t/h的蒸汽凝液进行配制,需要说明的是,本发明实施例的工艺中所使用的蒸汽凝液均是由第一多效蒸发系统、第二多效蒸发系统和溴化钠蒸发器所产生的蒸发水,节约了能耗。蒸汽凝液温度为50-60℃,配制后的炉渣浓度大约20%左右。按照本发明的标准溶解配制可有效溶解无机可溶性盐类,并且达到清洗、提纯的目的。
130.所述步骤(5)炉渣料液过滤过程中,包括12t/h炉渣料液进入平板膜进行过滤,回收率95%左右,大约去除500kg/h废渣,过滤温度50-60℃,滤液进行升温后进入二次多效蒸发,升温可以减少后续蒸发过程的热源,废渣外运处理。
131.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(6)的二次多效蒸发过程中,加热蒸发温度为101-146℃;
132.优选地,加热压力为28-192kpa;
133.优选地,进料流量为9036-10200kg/h;
134.优选地,经二次多效蒸发后,浓缩液的固含量为17-38%。
135.二次多效蒸发的加热蒸发温度和加热压力和碳酸钠溴化钠的溶解度有关,可根据需要进行调节。需要说明的是,通过控制溶解度,可以控制二次多效蒸发后得到的碳酸钠和碳酸钴混合物里不含有溴化钠。
136.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(7)的一次离心过程中,进料量为3000-5000kg/h,得到的碳酸钠和碳酸钴混合物含水质量百分比为10%,产量为2-3t/h,母液进入溴化钠蒸发器。碳酸钠和碳酸钴可以回到钴锰回收单元,再到pta氧化反应器使用。
137.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(8)的溴化钠和碳酸钠蒸发过程中,加热蒸发温度为102-118℃;
138.优选地,加热压力为32-103kpa;
139.优选地,进料流量为1-2t/h。
140.需要说明的是,此处的加热蒸发温度和加热压力可根据需要进行调节,从而得到不同混合比例的溴化钠和碳酸钠,按照本发明的加热蒸发温度和加热压力,可得到浓度10-20%的溴化钠和40-50%的碳酸钠的混合浓缩液。
141.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述步骤(9)得到的溴化钠和碳酸钠混合物的含湿量为10%,混合物流量为1-2吨/h。
142.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,所述反渗透膜回收系统的反渗透压力为3-5mpa;材质为pvdf,孔径为0.001μm,其中,反渗透压力对回用水的质量影响较大,压力太低,影响回用水的水质,压力太高,能耗增加,因此需要将反渗透压力控制在本发明的范围之内。
143.需要说明的是,在本发明的高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,送至反渗透膜回收系统进行处理的水包括三部分,一部分是pta氧化残渣污水经一次多效蒸发后产生的蒸发水(包括降膜蒸发和强制蒸发的两次蒸发水)43t/h,此时cod较高,大约2000ppm,另一部分是二次多效蒸发后产生的蒸发水7t/h,还有一部分是溴化钠蒸发产生的蒸发水大约1t/h,共51t/h,三部分水经反渗透膜回收系统处理,回收率为95%,产生的48t/h回用水作为循环水补充水利用,浓水大约3t/h去第一多效蒸发系统中继续处理。
144.在上述高含盐溴稠环有机物污水无燃料焚烧零排放工艺中,作为一种优选实施方式,处理工艺还包括尾气处理:尾气即烟气经除尘、脱硝、除酸和活性炭吸附后达标合格排放;
145.焚烧炉出来的烟气在蒸汽发生器内进行热交换,降温后依次进入除尘设备、脱硝设备、除酸设备及活性炭吸附装置进行尾气处理。
146.在所述除尘步骤中,除尘器过滤风速为0.6米/min,阻力<1.3kpa,进风温度<220℃,风量<40000m3/h;
147.在所述脱硝步骤中,处理风量<40000m3/h,还原剂比如尿素用量为45kg/h,设计温度200℃,脱硝效率50%;
148.在所述除酸步骤中,处理风量<40000m3/h,碱流量为100kg/h,达到正常酸度后,排入废水池;
149.在活性炭吸附步骤中,活性炭主要去除二噁英,处理风量<40000m3/h,活性炭充填量为20m3。
150.下面结合具体实施例和对比例对本发明作进一步详细地描述。
151.实施例1
152.(1)碱中和:污水(具体成分参见表1和表2)和氢氧化钠溶液(质量浓度3%)按10:1的质量比例在原料罐内混合进行中和反应,氢氧化铁由5mg/kg降到1mg/kg,氢氧化镍由3mg/kg降到0.5mg/kg,得到含溴化钠的残渣母液,其中,进料流量为50000kg/h;
153.为了提高进入多效蒸发器进料温度,使用蒸汽凝液对原料罐中含溴化钠的残渣污水进行加热,控制温度在60-70℃,压力在0.5-0.7mpa之间。
154.(2)一次多效蒸发:含溴化钠的残渣母液进入第一多效蒸发系统中,进料含盐浓度为8%,进料流量为50000kg/h,先进行降膜蒸发后再进行强制蒸发得到浓缩后的残渣母液,控制加热蒸发温度为120℃,加热压力为200kpa,通过控制出口流量来控制出口浓度,要求
浓缩液出口含固量为65%,由于出料浓度高,采用高流量循环防止结垢。同时,降膜蒸发和强制蒸发产生的蒸发水43t/h送至反渗透膜回收系统处理。
155.(3)焚烧:浓缩后的残渣母液送至焚烧炉进行焚烧,焚烧炉的进料浓
156.度为65%,进料温度为90-100℃,空气和浓缩后的残渣母液比为9:1,控制焚烧炉温度在1000℃,焚烧炉内的助燃空气压力为0.6-0.7mpa,助燃空气温度为90-100℃;雾化空气压力为0.6-0.8mpa,雾化空气温度为90-100℃;停留时间为2-3秒,得到含碳酸钠、碳酸钴和溴化钠的炉渣。焚烧产生的烟气进入蒸汽发生器中,作为热能将蒸汽凝液加热成高压蒸汽;产生的高压蒸汽供pta装置使用。焚烧产生的烟气即焚烧炉产生的尾气的成分和标准如表3所示。
157.(4)炉渣溶解配制:炉渣大约2t/h进入炉盐溶解装置,按1:4质量比例加入8t/h的蒸汽凝液进行配制得到炉渣料液,温度为50-60℃,浓度大约20%左右。
158.(5)炉渣料液过滤:12t/h的炉渣料液进入平板膜过滤器进行过滤,平板膜过滤器中的平板膜压力为0.5mpa,回收率95%,大约去除500kg/h废渣,过滤温度50-60℃,滤液升温至90-100℃,废渣外运处理。
159.(6)二次多效蒸发:升温后的滤液进入第二多效蒸发系统进行蒸发,加热蒸发温度120℃,加热压力150kpa,进料流量10200kg/h,蒸发得到的含结晶碳酸钴、碳酸钠的浓缩液的固含量30%。同时,蒸发水7t/h送至反渗透膜回收系统处理。。
160.(7)一次离心:含结晶碳酸钴、碳酸钠的浓缩液进入第一离心分离装置,进料流量10000kg/h,离心分离得到的碳酸钠和碳酸钴混合物含10%水,产量1t/h。混合物中的主要成分及其含量如表5所示。
161.(8)溴化钠和碳酸钠蒸发:步骤(7)中的离心母液进入溴化钠蒸发器,加热蒸发温度111℃,加热压力103kpa,进料流量2t/h,得到浓度50%的溴化钠和10%的碳酸钠的混合浓缩液,出料量1t/h。同时,蒸发水1t/h送至反渗透膜回收系统处理。
162.(9)二次离心:溴化钠和碳酸钠混合浓缩液进入第二离心分离装置进行离心分离,得到含湿量10%的溴化钠和碳酸钠混合物,混合物流量0.4t/h。
163.本实施例中,步骤(3)中焚烧炉产生的热量经蒸汽发生器转换为高压蒸汽供pta装置使用,高压蒸汽的成分参见表4,焚烧炉产生的尾气经除尘、脱硝、除酸和活性炭吸附后达标合格排放,
164.除尘器:过滤风速0.6米/min,该过滤器双排4室,过滤面积2194m2,阻力小于1.3kpa,进气温度小于220℃,风量小于40000m3/h,入口含尘浓度12g/m3,出口浓度5g/m3,除尘效率99.99%。
165.脱硝装置:尺寸3910*2030mm,处理风量40000m3/h,尿素45公斤每小时,设计温度200℃,氮氧化合物小于100mg/m3,氨逃逸控制小于2.5mg/m3,脱硝效率50%。
166.除酸装置:处理风量40000m3/h,入口温度小于135℃,出口温度60℃碱流量100kg/h。达到正常酸度后,排入废水池。
167.活性炭吸附装置:处理量40000m3/h,尺寸2*1*1.2米,活性炭充填量5m3,二噁英小于5mg/m3,氮氧化物小于100mg/m3,氨逃逸控制为5mg/m3。
168.本实施例中的反渗透膜回收系统的反渗透压力设置成4mpa,材质pvdf,孔径0.001μm,三部分蒸发水采用反渗透膜回收系统处理后,回收率95%,产出48t/h回用水作为循环
水补充水,浓水大约3t/h去第一多效蒸发系统继续处理。循环水补充水或清水的cod为20mg/l。得到的回用水的情况参见表6。
169.实施例2
170.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:碱中和步骤的污水成分含量和焚烧步骤,本实施例的焚烧步骤如下:
171.(1)碱中和步骤中,污水的成分和含量参见表1和表2。
172.(3)焚烧:焚烧炉的进料浓度为45%,进料温度为90-100℃;控制焚烧炉温度在950℃。炉膛压力由-20-50pa变为5pa,炉膛压力报警。助燃空气0.6-0.7mpa,温度90-100℃,雾化空气压力0.6-0.8mpa,温度90-100℃。
173.实施例3
174.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:碱中和步骤的污水成分含量和焚烧炉温度。
175.(1)碱中和步骤中,污水的成分和含量参见表1和表2。
176.(3)焚烧:进料温度为90-100℃;控制焚烧炉温度低于899℃。助燃空气0.6-0.7mpa,温度90-100℃,雾化空气压力0.6-0.8mpa,温度90-100℃。二噁英由5mg/m3上升到6mg/m3超标。
177.实施例4
178.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:碱中和步骤的污水成分含量和焚烧炉温度。
179.(1)碱中和步骤中,污水的成分和含量参见表1和表2。
180.(3)焚烧:进料温度为90-100℃;控制焚烧炉温度1250℃。排放二噁英正常,但需要增加燃气。助燃空气0.6-0.7mpa,温度90-100℃,雾化空气压力0.6-0.8mpa,温度90-100℃。
181.实施例5
182.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:碱中和步骤中污水成分以及平板膜过滤器压力,具体如下:
183.(1)碱中和步骤中,污水的成分和含量参见表7和表8。
184.(5)炉渣溶液过滤:12t/h的炉渣溶液进入平板过滤器进行过滤,大约去除500kg/h废渣,过滤温度50-60℃,滤液升温至90-100℃,废渣送到污泥处理系统。调整炉渣溶液平板膜过滤器压力为0.4mpa,回收率达到90%,压力低回收率低。
185.该实施例中焚烧炉排出的烟气或尾气的情况参见表9。
186.该实施例中产生的高压蒸汽的情况参见表10。
187.该实施例中一次离心后产生的碳酸钴情况参见表11。
188.该实施例中反渗透膜回收系统处理后的回用水情况参见表12。
189.实施例6
190.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:二次多效蒸发的加热蒸发参数,具体如下:
191.(6)二次多效蒸发:加热蒸发温度120℃,加热压力130kpa,进料流量10000kg/h,蒸发得到的含结晶碳酸钴、碳酸钠的浓缩液的含固量由30%变为20%。
192.实施例7
193.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:溴化钠和碳酸钠蒸发的加热蒸发参数不同,具体如下:
194.(8)溴化钠和碳酸钠蒸发:加热蒸发温度112℃,加热压力35kpa。得到由浓度45%的溴化钠和15%的碳酸钠的混合浓缩液变化为得到浓度40%的溴化钠和25%的碳酸钠的混合浓缩液.。
195.实施例8
196.其余步骤参数均与实施例1相同,不同之处在于:反渗透膜回收系统的反渗透压力不同,具体如下:
197.反渗透膜回收系统的反渗透压力设置成2mpa。膜回收水的cod由20mg/l变为26ppm.。
198.其中,对实施例1-4的pta氧化残渣污水进行分析成分,结果如表1、表2所示:
199.表1
[0200][0201][0202]
从表1可看出,其中稠环物质较多,以上物质均采用色谱分析。
[0203]
表2
[0204]
项目指标实施1实施2实施3实施4醋酸w/w%0.5-10.70.11.20.9铁mg/kg0.1-0.20.120.10.10.1钠mg/kg2000-50004510410020004300铬mg/kg0-10126118镍mg/kg0-100.10.10.10.1溴mg/kg2000-50002300410050004500钴mg/kg1000-20001500160016501600
[0205]
表2中的铁、钠、铬、镍、钴用icp分析,溴离子用x荧光,其中钴价值最高。本发明每年回收二氧化碳2500吨,二氧化碳的回收体现在碳酸钠、碳酸钴中,回收水40-50t/h,效果显著。
[0206]
实施例1-4的焚烧炉中尾气排放情况及标准如表3所示:
[0207]
表3
[0208]
项目指标实施1实施2实施3实施4二噁英mg/m355.04.85.15氮氧化物mg/m3100100.999898氨逃逸mg/m355.04.94.84.9
[0209]
实施例1-4的焚烧炉自产高压蒸汽情况及标准如表4所示:
[0210]
表4
[0211]
项目指标实施1实施2实施3实施4压力mpa9.89.89.89.89.8温度℃310310310310310钠ug/kg1010101010二氧化硅ug/kg2020202020铁ug/kg2020202020铜ug/kg55555电导率ug/kg0.30.30.30.30.3
[0212]
实施例1-4经一次离心后产生的碳酸钴情况及标准如表5所示:
[0213]
表5
[0214]
项目指标单位实施1实施2实施3实施4碳酸钴6-10wt%7.57.67.77.5粒度1-10um9898铁1-2ppm1111硫酸盐0.05wt%0.0450.0430.0460.045镍0.5wt%0.460.470.480.49
[0215]
实施例1-4的经反渗透膜回收系统处理后的回用水情况及标准如表6所示:
[0216]
表6
[0217]
[0218][0219]
对实施例5-8的pta氧化残渣污水进行分析成分,结果如表7、表8所示:
[0220]
表7
[0221][0222]
表8
[0223]
[0224][0225]
实施例5-8的焚烧炉中尾气排放情况及标准如表9所示:
[0226]
表9
[0227]
项目指标实施5实施6实施7实施8二噁英mg/m355.04.84.95氮氧化物mg/m3100100999898氨逃逸mg/m355.04.94.84.9
[0228]
实施例5-8的焚烧炉自产高压蒸汽情况及标准如表10所示:
[0229]
表10
[0230]
项目指标实施5实施6实施7实施8压力mpa9.89.89.89.89.8温度℃310310310310310钠ug/kg1010101010二氧化硅ug/kg2020202020铁ug/kg2020202020铜ug/kg55555电导率ug/kg0.30.30.30.30.3
[0231]
实施例5-8经一次离心后产生的碳酸钴情况及标准如表11所示:
[0232]
表11
[0233][0234][0235]
实施例5-8的反渗透膜回收系统处理后的回用水情况及标准如表12所示:
[0236]
表12
[0237]
项目指标单位实施5实施6实施7实施8ph值6-9无量纲7.57.67.77.5
悬浮物10mg/l9898tds600mg/l165166167168硬度20mg/l2211碱度200mg/l18191819氨氮5mg/l1212总磷0.5mg/l0.30.30.30.2cod20mg/l20192026
[0238]
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。