一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于污水处理技术领域，公开了一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收方法及装置。具体为在n级逆流萃取器中进行多级逆流萃取，然后在溶剂回收塔中对萃取相的溶剂进行回收，溶剂汽提塔对萃余相的溶剂进行回收。本发明专利技术萃取设备简单，且容易放大，两相体积比范围大，并且有效地提高了含酚废水萃取效率，萃取剂循环率99.9％以上。其次，本发明专利技术溶剂回收单元首次采用负压式溶剂回收塔，在保证塔顶溶剂蒸汽全凝的条件下，再沸器蒸汽品位降低至0.5MPag，使得溶剂萃取工艺能够适应绝大部分兰炭厂的废水处理需求，并且避免了萃取塔处理废水水量过小时，所带来的工业设计与实施难度增加的问题，有希望广泛替代现有工艺流程。

【技术实现步骤摘要】
一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收方法及装置
本专利技术属于污水处理
，特别涉及一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收方法及装置。
技术介绍
含酚废水的处理是煤化工上的难题。随着煤制气，煤制油，煤制兰炭等工业发展迅速，含酚废水的萃取处理广泛应用于新型煤化工项目。兰炭废水是煤在中低温干馏(600～800℃)过程中产生的废水，富含焦油、酚等难降解的有机污染物，处理难度高，环境危害大。此类废水的处理是水处理领域的一个难题，也是制约煤化工行业发展的重要因素之一。针对兰炭废水无法直接进行生化处理的特点，目前工业上常采用的处理办法包括酚氨回收和生化处理两个部分。其中酚氨回收单元要利用萃取的手段脱除废水中的酚类物质并实现对应物质的资源化，再进入生化处理系统，以期达到处理该类废水的目的。工业上已运行的酚氨回收装置中的溶剂回收单元均采用常压操作，然而，部分工厂因自身原因无法提供酚塔所需要的品位蒸汽，这使得大部分煤制兰炭厂选择萃取效率较低、采用酸碱回收溶剂的萃取脱酚系统，而不选择工业上更成熟、脱酚效果更好的精馏回收溶剂的萃取脱酚系统。现有酚氨回收技术的缺陷和不足主要表现为：①萃取塔具有造价高、易污堵、级间返混严重、级效率偏低等缺点，且因塔高过高而塔径较小，无法承受较大的风载荷，不适用于小批量废水处理。②溶剂回收单元酚塔采用常压操作，对应的再沸器蒸汽品位为2.5MPag，兰炭厂难以提供如此高品位蒸汽，以精馏方式回收溶剂的萃取脱酚系统无法得到应用。③络合萃取剂TBP等在萃取过程中被水带走约1000mg/L，并且没有有效的手段回收萃取剂，增大了溶剂的损失量和后续生化处理的负荷。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置。本专利技术的另一个目的在于提供一种利用上述装置进行兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收的方法。该方法减小了萃取脱酚工段的设备投资成本并显著降低了溶剂回收单元的蒸汽品位。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，包括n级逆流萃取器、溶剂汽提塔、溶剂回收塔、酚塔缓冲罐、油水分离器、真空泵、溶剂循环槽；所述n级逆流萃取器含有入口以及萃取相出口和萃余相出口，所述萃取相出口连接溶剂回收塔入口，萃余相出口连接溶剂汽提塔，所述溶剂回收塔塔顶连接冷凝器入口，所述冷凝器出口连接酚塔缓冲罐入口，所述酚塔缓冲罐罐顶连接真空泵入口，罐底连接溶剂循环槽，所述真空泵出口与全凝器入口相连，所述全凝器出口连接溶剂循环槽，所述溶剂汽提塔塔顶连接油水分离器入口，所述油水分离器的油相出口连接溶剂循环槽，水相出口连接溶剂汽提塔塔顶。优选地，所述n级逆流萃取器设有n级静态混合器和n级高速离心机，其中高速离心机含有入口以及萃取相出口和萃余相出口，所述第1级静态混合器与第1级高速离心机入口相连组成第1级逆流萃取器，所述第1级高速离心机萃取相出口与溶剂回收塔入口连接，萃余相出口与第2级静态混合器相连，所述第2级高速离心机萃取相出口与第1级静态混合器相连……；前n-1级高速离心机的入口与同级静态混合器相连，萃取相出口与上一级静态混合器相连，萃余相出口与下一级静态混合器相连接，第n级高速离心机的入口与第n级静态混合器相连，萃取相出口与第n-1级静态混合器相连，萃余相出口连接溶剂汽提塔。优选地，所述溶剂回收塔塔底通过管道连接粗酚回收装置；优选地，所述溶剂汽提塔塔底连接生化处理装置。优选地，所述n级逆流萃取器中的n为2～8，更优选为4级。优选地，所述静态混合器采用但不限于SV型或SX型静态混合器；优选地，所述静态混合器的长径比(L/D)为10～50。优选地，所述溶剂回收塔是理论级数为15～30级的负压式精馏塔，塔底设有再沸器；优选地，所述溶剂汽提塔是理论级数为10～22级的汽提塔。一种利用上述装置进行兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收的方法，主要依次包括萃取脱酚、负压精馏回收溶剂、汽提回收溶剂等三个单元，具体包括以下步骤：(1)萃取脱酚：兰炭废水与萃取剂在n级逆流萃取器中进行多级逆流萃取，兰炭废水从第1级萃取器加入，新鲜萃取剂从第n级逆流萃取器加入，第1级萃取器的萃取相送入溶剂回收塔，采出第n级逆流萃取器的萃余相送入溶剂汽提塔；(2)负压精馏回收溶剂：将步骤(1)采出的萃取相送入溶剂回收塔，塔底经再沸器加热后从塔顶采出溶剂蒸汽，然后经冷凝器冷凝后送入酚塔缓冲罐实现气液分相，其中溶剂送至溶剂循环槽，真空泵提供酚塔缓冲罐所需的负压条件，并带出蒸汽经全凝器冷凝后送至溶剂循环槽，溶剂循环槽中的溶剂泵入溶剂回收塔，从塔釜采出得到粗酚产品；(3)汽提回收溶剂：步骤(1)所得萃余相送入溶剂汽提塔，从塔顶汽提出溶剂和水的共沸混合气，经冷凝后送入油水分离器分离溶剂相和水相，水相回流至溶剂汽提塔顶部，溶剂送入溶剂循环槽循环使用。优选地，步骤(1)所述兰炭废水首先经过前端处理，具体为对兰炭废水进行脱油脱尘和酸水汽提脱除酸氨处理。优选地，步骤(1)所述兰炭废水从第1级萃取器中的静态混合器进入，新鲜萃取剂从第n级逆流萃取器中的静态混合器加入。步骤(1)所述的萃取剂包括但不限于二异丙醚(DIPE)、甲基异丁基酮(MIBK)、2-戊酮(MPK)和正戊醇(n-PTL)中的至少一种。步骤(1)所述的萃取剂与兰炭废水的体积比为1：10～1：1，优选为1：4。步骤(1)所述多级逆流萃取的温度为40～75℃，优选为60℃。步骤(1)所述萃取器中的高速离心机转速为1200～4500r/min，分离因数为300～700。步骤(1)所述废水在n级逆流萃取器中的单级萃取器的停留时间为15s～4min，优选为2min。步骤(2)所述的溶剂回收塔塔顶压力为0.06～0.17bar，温度为56～77℃，塔底压力为0.14～0.25bar，温度为128～144℃；步骤(2)所述的溶剂回收塔的摩尔回流比为0.05～0.2。步骤(2)所述再沸器的蒸汽品位为0.5～2.5MPag，优选为0.5MPag。步骤(3)所述的溶剂汽提塔塔顶压力为1～2bar，温度65～102℃，塔底压力为1～2bar，温度为100～118℃。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本专利技术萃取设备简单，且容易放大，操作非常简便，两相体积比范围大，并且该萃取装置有效地提高了含酚废水萃取效率，增强了设备的抗污堵性能，降低了萃取装置的设备成本，提高了萃取过程中系统运行的稳定性。(2)本专利技术溶剂回收单元首次采用负压式溶剂回收塔，在保证塔顶溶剂蒸汽全凝的条件下，降低了再沸器蒸汽品位至0.5MPag，使得溶剂萃取工艺能够适应绝大部分兰炭厂的废水处理需求，并降低了公用工程耗量。(3)本专利技术在小水量的废水处理方面有极大的优势，避免了萃取塔处理废水水量过小时，所带来的工业设计与实施难度增加的问题。(4)本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，其特征在于包括：n级逆流萃取器、溶剂汽提塔、溶剂回收塔、酚塔缓冲罐、油水分离器、真空泵、溶剂循环槽；/n所述n级逆流萃取器含有入口以及萃取相出口和萃余相出口，所述萃取相出口连接溶剂回收塔入口，萃余相出口连接溶剂汽提塔，所述溶剂回收塔塔顶连接冷凝器入口，所述冷凝器出口连接酚塔缓冲罐入口，所述酚塔缓冲罐罐顶连接真空泵入口，罐底连接溶剂循环槽，所述真空泵出口与全凝器入口相连，所述全凝器出口连接溶剂循环槽，所述溶剂汽提塔塔顶连接油水分离器入口，所述油水分离器的油相出口连接溶剂循环槽，水相出口连接溶剂汽提塔塔顶。/n

【技术特征摘要】
1.一种兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，其特征在于包括：n级逆流萃取器、溶剂汽提塔、溶剂回收塔、酚塔缓冲罐、油水分离器、真空泵、溶剂循环槽；
所述n级逆流萃取器含有入口以及萃取相出口和萃余相出口，所述萃取相出口连接溶剂回收塔入口，萃余相出口连接溶剂汽提塔，所述溶剂回收塔塔顶连接冷凝器入口，所述冷凝器出口连接酚塔缓冲罐入口，所述酚塔缓冲罐罐顶连接真空泵入口，罐底连接溶剂循环槽，所述真空泵出口与全凝器入口相连，所述全凝器出口连接溶剂循环槽，所述溶剂汽提塔塔顶连接油水分离器入口，所述油水分离器的油相出口连接溶剂循环槽，水相出口连接溶剂汽提塔塔顶。


2.根据权利要求1所述的兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，其特征在于：
所述n级逆流萃取器设有n级静态混合器和n级高速离心机，其中高速离心机含有萃取相出口和萃余相出口，所述第1级静态混合器与第1级高速离心机入口相连组成第1级逆流萃取器，所述第1级高速离心机萃取相出口与溶剂回收塔入口连接，萃余相出口与第2级静态混合器相连，所述第2级高速离心机萃取相出口与第1级静态混合器相连……；前n-1级高速离心机的入口与同级静态混合器相连，萃取相出口与上一级静态混合器相连，萃余相出口与下一级静态混合器相连接，第n级高速离心机的入口与第n级静态混合器相连，萃取相出口与第n-1级静态混合器相连，萃余相出口连接溶剂汽提塔。


3.根据权利要求1所述的兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，其特征在于：
所述n级逆流萃取器中的n为2～8；
所述溶剂回收塔是理论级数为15～30级的负压式精馏塔，塔底设有再沸器；
所述溶剂汽提塔是理论级数为10～22级的汽提塔。


4.根据权利要求2所述的兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，其特征在于：
所述静态混合器采用但不限于SV型或SX型静态混合器；
所述静态混合器的长径比(L/D)为10～50。


5.根据权利要求1～4任一项所述的兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收装置，其特征在于：
所述溶剂回收塔塔底通过管道连接粗酚回收装置；
所述溶剂汽提塔塔底连接生化处理装置。


6.一种利用权利要求1～5任一项所述装置进行兰炭废水萃取脱酚及负压式萃取剂回收的方法，其特征在于：依...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨思宇，陈博坤，钱宇，索米杨子，吴洋洋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44