焦化废水臭氧降解装置

561 编辑：中冶有色技术网来源：西安百特瑞化工工程有限公司

2023-12-04 10:17:36

权利要求书： 1.一种焦化废水臭氧降解装置，包括无油空压机、空气储罐、冷热吸干一体机、空气缓冲罐、制氧机、氧气缓冲罐、臭氧机、填料塔、液封罐、进水缓冲罐、碟式离心机，其特征在于，所述的填料塔进气口与臭氧机出口相连，填料塔进液口分别与液封罐、进水缓冲罐出口相连，填料塔出液口与液封罐进液口相连；

所述的无油空压机、空气储罐、冷热吸干一体机、空气缓冲罐、制氧机、氧气缓冲罐、臭氧机依次首尾相连，并最终与填料塔进气口相连；

所述的进水缓冲罐进液口与碟式离心机出口相连，所述液封罐出液口的一支与填料塔中部进液口相连，另一支延伸到外部。

2.根据权利要求1所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述填料塔包括基础、底座、筒身、封头、排气管、人孔、气层填料、进液分布器、液层填料，所述底座设置在基础上，所述筒身与底座固定连接，所述封头、排气管、人孔、气层填料、进液分布器、液层填料依次设置在筒身上。

3.根据权利要求2所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述筒身的底部设置有臭氧进气口，所述臭氧进气口与臭氧机的出口相连。

4.根据权利要求2所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述进液分布器的一端设置有进液口，所述进液口均与液封罐、进水缓冲罐出口相连。

5.根据权利要求2所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述筒身的下部设置有射流强化反应区。

6.根据权利要求2所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述液层填料的下层采用φ30～φ50碳酸钙卵石，液层填料的上层采用φ30～φ50碳酸钙砾石，且液层填料的厚度不低于2m，下层和上层满足高径比≥1.5的布置。

7.根据权利要求2所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述进液分布器采用套筒式结构，所述进液分布器的内盲管设置有半开圆及通孔。

8.根据权利要求2所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述气层填料采用果壳活性炭，厚度≥0.5m，高径比0.5～1。

9.根据权利要求1所述的焦化废水臭氧降解装置，其特征在于，所述碟式离心机选用分离因数≥12000的三相碟式分离机。

说明书：一种焦化废水臭氧降解装置技术领域[0001] 本实用新型属于焦化废水处理专用设备领域，尤其涉及一种焦化废水臭氧降解装置。背景技术[0002] 煤炭热解也称为煤的干馏或热分解，指煤在隔绝空气的条件下加热。煤在不同温度下，受热分解转化为固体（焦炭或半焦）、液态（焦油）、气态（煤气）等产品。干馏过程产生的荒煤气经碳化室顶部集气管处用循环氨水喷洒冷却，在集气管冷凝下来的焦油和氨水经过气液分离，分离出煤气与焦油氨水。[0003] 氨水经澄清槽或罐组分离后，中间层氨水即为焦化废水。由于环保推进，已不允许氨水直接循环熄焦。[0004] 焦化废水水质特点：[0005] 1、有机物浓度高、成分复杂：含有大量挥发酚、稠环芳烃、吡咯、呋喃、咪唑、醌、萘等有毒、有害物质，COD和色度都很高，原水COD≥60000mg/L，酚氨回收后COD值仍高达3000～5000mg/L。[0006] 2、氨氮浓度高：循环氨水氨含量高达2000～3000mg/L，甚至更高，经蒸氨后仍达150～400mg/L。

[0007] 3、含油量高：自然静置澄清后，残余焦油以乳化态方式稳定存在焦化废水中，含油量≥2000mg/L。[0008] 4、含酚量高：挥发酚、固定酚，自然静置澄清后，酚含量≥5000mg/L。[0009] 5、生物毒性：复杂有机质显示明显生物毒性。[0010] 6、色度高：显色基团物质以及大分子、悬浮乳化携带的细微粉尘颗粒，使液体颜色深重，红褐色接近黑色。[0011] 常规工艺采用隔油预处理、蒸氨脱酚、之后生化降解，可以将焦化废水处理成熄焦回用水品质。配合深度净化技术，还可补充用于冷却循环水、锅炉给水。[0012] 此种情况存在设备庞大的问题，导致建造投资大，运行管理复杂。[0013] 焦化废水中污染物主体成分是有机质，氨也为还原态，故采用高级氧化法可以将所有污染物统一降解。[0014] 芬顿氧化需要投加药剂、涉及药剂的溶解扩散和反应分离，实际使用时成本较大。[0015] 电催化氧化需要电极，实际应用时极板容易被污染物浓差极化，使反应效率降低，甚至趋于停滞。[0016] 综合对比，采用臭氧氧化，可以避免加入药剂、产生固废弊端。[0017] 臭氧氧化涉及气液接触，液相内部的扩散、反应分离。单纯溶气方式加入很快就会析出成大气泡，从而浪费严重，反应不足。臭氧在水中半衰期不超过30分钟，在焦化废水中由于反应消耗，速度更快。且臭氧分解后会产生大量纯氧，不加以利用直接排放也是明显浪费。[0018] 针对臭氧和焦化废水各自的物理化学特性以及接触反应的界面化学细节，设计高效反应器以提高效率和节约运行成本有实际意义。[0019] 根据填料塔性能及水力计算模拟，有助于气液逆流接触，大比表面积扩散溶解，以及分层强化，吸附残余纯氧进一步氧化，提高整体性价比，为此提出了一种焦化废水臭氧降解装置。实用新型内容

[0020] 本实用新型实施例的目的在于提供一种焦化废水臭氧降解装置，旨在解决上述背景技术中提到的问题。[0021] 本实用新型实施例是这样实现的，一种焦化废水臭氧降解装置，包括无油空压机、空气储罐、冷热吸干一体机、空气缓冲罐、制氧机、氧气缓冲罐、臭氧机、填料塔、液封罐、进水缓冲罐、碟式离心机，所述的填料塔进气口与臭氧机出口相连，填料塔进液口分别与液封罐、进水缓冲罐出口相连，填料塔出液口与液封罐进液口相连；[0022] 所述的无油空压机、空气储罐、冷热吸干一体机、空气缓冲罐、制氧机、氧气缓冲罐、臭氧机依次首尾相连，并最终与填料塔进气口相连；[0023] 所述的进水缓冲罐进液口与碟式离心机出口相连，所述液封罐出液口的一支与填料塔中部进液口相连，另一支延伸到外部，并与生化处理单元相连。[0024] 进一步的技术方案，所述填料塔包括基础、底座、筒身、封头、排气管、人孔、气层填料、进液分布器、液层填料，所述底座设置在基础上，所述筒身与底座固定连接，所述封头、排气管、人孔、气层填料、进液分布器、液层填料依次设置在筒身上。[0025] 进一步的技术方案，所述筒身的底部设置有臭氧进气口，所述臭氧进气口与臭氧机的出口相连。[0026] 进一步的技术方案，所述进液分布器的一端设置有进液口，所述进液口均与液封罐、进水缓冲罐出口相连。[0027] 进一步的技术方案，所述筒身的下部设置有射流强化反应区。[0028] 进一步的技术方案，所述液层填料的下层采用φ30～φ50碳酸钙卵石，液层填料的上层采用φ30～φ50碳酸钙砾石，且液层填料的厚度不低于2m，下层和上层满足高径比≥1.5的布置。[0029] 进一步的技术方案，所述进液分布器采用套筒式结构，所述进液分布器的内盲管设置有半开圆及通孔。[0030] 进一步的技术方案，所述气层填料采用果壳活性炭，厚度≥0.5m，高径比0.5～1。[0031] 进一步的技术方案，所述碟式离心机选用分离因数≥12000的三相碟式分离机。[0032] 相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：[0033] 本实用新型实施例提供的一种焦化废水臭氧降解装置，通过高速碟式离心机三相分离将焦化废水中大量有机质预处理，充分降低对臭氧需求量，同时采用纯氧制取高浓度臭氧集中强化氧化还原反应，并且利用填料塔分层逆流接触梯度使用臭氧和纯氧，使液相和气相均降解充分，保留自循环以适应不同浓度操作弹性；此装置可简化焦化废水净化技术路线，节约设备投资、运行费用，降低操作管理难度，有利于顺接生化降解，利于行业推广。附图说明[0034] 图1为本实用新型的整体结构示意图。[0035] 图2为本实用新型的冷热吸干一体机结构示意图。[0036] 图3为本实用新型的制氧机结构示意图。[0037] 图4为本实用新型的填料塔结构示意图。[0038] 附图中：无油空压机1、空气储罐2、冷热吸干一体机3、空气缓冲罐4、制氧机5、氧气缓冲罐6、臭氧机7、填料塔8、基础81、底座82、筒身83、封头84、排气管85、人孔86、气层填料87、进液分布器88、液层填料89、液封罐9、进水缓冲罐10、碟式离心机11。

具体实施方式[0039] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0040] 以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。[0041] 实施例一[0042] 如图1?4所示，为本实用新型提供的一种焦化废水臭氧降解装置，包括无油空压机1、空气储罐2、冷热吸干一体机3、空气缓冲罐4、制氧机5、氧气缓冲罐6、臭氧机7、填料塔8、液封罐9、进水缓冲罐10、碟式离心机11，所述的填料塔8进气口与臭氧机7出口相连，填料塔

8进液口分别与液封罐9、进水缓冲罐10出口相连，填料塔8出液口与液封罐9进液口相连；

[0043] 所述的无油空压机1、空气储罐2、冷热吸干一体机3、空气缓冲罐4、制氧机5、氧气缓冲罐6、臭氧机7依次首尾相连，并最终与填料塔8进气口相连；[0044] 所述的进水缓冲罐10进液口与碟式离心机11出口相连，所述液封罐9出液口的一支与填料塔8中部进液口相连，另一支延伸到外部，并与生化处理单元相连。[0045] 空气经无油空压机1、空气储罐2、冷热吸干一体机3制取干燥纯净的压缩空气进入空气缓冲罐4，再经制氧机5制取纯度≥90%的氧气进入缓冲罐6，之后由臭氧机7制取浓度≥125mg/L的臭氧进入填料塔8底部进气口；焦化废水由碟式离心机11三相分离排除乳化的油和渣，进入进水缓冲罐10，之后进入填料塔8中部进液口；填料塔8反应后的气体自顶部放空排出，液体自下部排液口进入液封罐9；液封罐9出口分支，一支自循环进入填料塔8中部进液口，另一支延伸到外部，并与生化处理单元相连。

[0046] 在本实用新型实施例中，如图4所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述填料塔8包括基础81、底座82、筒身83、封头84、排气管85、人孔86、气层填料87、进液分布器、液层填料89，所述底座82设置在基础81上，所述筒身83与底座82固定连接，所述封头84、排气管85、人孔86、气层填料87、进液分布器、液层填料89依次设置在筒身83上。[0047] 在本实用新型实施例中，如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述筒身83的底部设置有臭氧进气口，所述臭氧进气口与臭氧机7的出口相连。[0048] 进气口输入由空气经无油空压机1、空气储罐2、冷热吸干一体机3制取干燥纯净的压缩空气进入空气缓冲罐4，再经制氧机5制取纯度≥90%的氧气进入缓冲罐，之后由臭氧机7制取浓度≥125mg/L的臭氧。

[0049] 在本实用新型实施例中，如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述进液分布器88的一端设置有进液口，所述进液口均与液封罐9、进水缓冲罐10出口相连。[0050] 进液口输入由焦化废水由碟式离心机11三相分离排除乳化的油和渣，进入进水缓冲罐10的COD脱除40000mg/L以上的预处理水。[0051] 在本实用新型实施例中，如图4所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述筒身83的下部设置有射流强化反应区。[0052] 填料塔8液层在下部积存溢流进入液封罐9，臭氧气体在液面之下靠近底座82射流进入，进行直接冲击混合，进行强化氧化还原反应，并避免杂质静态沉积堵塞。[0053] 在本实用新型实施例中，如图1和4所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述液层填料89的下层采用φ30碳酸钙卵石，液层填料89的上层采用φ30碳酸钙砾石，且液层填料89的厚度不低于2m，下层和上层满足高径比≥1.5的布置。[0054] 如图1所示，作为本实用新例的一种优选实施例，填料塔8的液层填料89选用市场常见的臭氧催化剂，直径尽量大，确保孔隙率透气性，也可达到需要的降解效能。[0055] 在本实用新型实施例中，如图1和4所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述进液分布器88采用套筒式结构，所述进液分布器88的内盲管设置有半开圆及通孔，便于撒布均匀和抽出检修及更换。[0056] 在本实用新型实施例中，如图1和4所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述气层填料87采用果壳活性炭，厚度≥0.5m，高径比为0.5，确保大孔隙比透气性。[0057] 如图1所示，作为本实用新例的一种优选实施例，所述液封罐9液位上限与填料塔8出液溢流高度等高，下限在液封罐9进液口之上50～100mm，液封罐9顶部排气口通过管道连通至填料塔8的液层填料89之下液面之上，确保压力平衡、排液顺畅和液封效果。[0058] 如图1所示，作为本实用新例的一种优选实施例，所述臭氧机7保留备用接口，可接纳具有空分氧气站的条件的直接纯氧输入。[0059] 在本实用新型实施例中，作为本实用新型的一种优选实施例，所述碟式离心机11选用分离因数≥12000的三相碟式分离机。[0060] 在本实用新例实施例中，优选的，设备材质为304不锈钢；不选用碳钢、铜、铝合金材质，避免金属离子溶入形成络合物。[0061] 如图1所示，作为本实用新例的一种优选实施例，焦化废水由厂区大储罐进入所述碟式离心机11，三相分离，渣和油厂内回收，水降低COD40000mg/L之后进入进水缓冲罐10内，由罐底泵经调节阀控制流量进入填料塔8中部进液口，经进液分布器均匀撒布在液层填料89上，靠重力向下流动，在填料界面上与下层上升的臭氧及氧气接触反应；反应后液相落入填料塔8下部与臭氧机7输入的气体接触反应，之后溢流进入液封罐9；液封罐9液体根据取样化验结果确定循环比，确保COD降低至500mg/L以下，满足进一步生化降解进水要求；液封罐9出液可根据残渣量确定加自清渣过滤器；填料塔8气相上升，在气层填料87除沫，以及活性炭吸附界面催化进一步氧化还原，使氨分解，顶部排气管85排出无任何异味儿。[0062] 本实用新例的工作原理是：[0063] 该焦化废水臭氧降解装置，采用空气为原料制取纯氧，进一步制取臭氧，确保臭氧浓度和氧气纯度；采用碟式离心机11三相分离最大限度预处理以降低臭氧消耗负荷；采用碳酸钙卵石加砾石液层填料89充分促进热储蓄动态平衡、界面吸附催化、酸碱自平衡调解促进气液接触反应；采用果壳活性炭的气层填料87充分吸附和催化气相氧化还原；采用液封罐9自循环确保降解深度，适应原始浓度不同的弹性操作和出水的品质严格可控；平衡综合实现节约制造费用、运行成本和简化操作。[0064] 实施例二[0065] 与实施例一不同之处在于：[0066] 所述液层填料89的下层采用φ50碳酸钙卵石，液层填料89的上层采用φ50碳酸钙砾石，且液层填料89的厚度不低于2m，下层和上层满足高径比≥1.5的布置。[0067] 所述气层填料87采用果壳活性炭，厚度≥0.5m，高径比为1。[0068] 实施例三[0069] 与实施例一和实施例二不同之处在于：[0070] 所述液层填料89的下层采用φ40碳酸钙卵石，液层填料89的上层采用φ40碳酸钙砾石，且液层填料89的厚度不低于2m，下层和上层满足高径比≥1.5的布置。[0071] 所述气层填料87采用果壳活性炭，厚度≥0.5m，高径比为0.75。[0072] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。[0073] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。