專利名稱：一種焦化含酚廢水處理的新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及煤焦化及煤焦油加工過程中產生的含酚廢水、包括含硫酸廢水處理的工藝方法與再利用技術領域。
背景技術：
煤的煉焦過程產生大量的含酚廢水，如剩余氨水中含酚達到1200～25000mg/l，煤焦油加工粗酚精制產生的高濃酚水其含酚量達到3000～4000mg/l，這些煤焦化工藝過程產生的污水的特點是污水量少，但含酚量高。按國家環保要求必須脫酚處理達標后才能排放。目前各焦化企業根據各地對外排放水質要求的不同對含酚廢水的處理采取二級和三級處理，即溶劑脫酚、生物化學處理和活性碳過濾。二級處理過程投資較大、操作費用較高，特別對一些單獨的煤焦油加工企業，由于其廢水處理量小，成本更高，即使采取三級處理工藝，對于酚精制過程產生的含硫酸鈉的酚水則沒有有效辦法脫除其中硫酸鈉，這些問題困繞著煤焦油加工企業的發展。
發明內容
為克服上述技術的不足，本發明提供了一種焦化含酚廢水處理的新工藝，該工藝方法可對焦化含酚廢水及煤焦油加工酚精制產生的硫酸鈉廢水進行處理和再利用，以達到徹底處理含酚廢水的目的，方法簡單有效。
本發明采用的技術方案是在該含酚廢水中加入煤瀝青乳化劑后再配入煤瀝青燃料油中，制備成乳化煤瀝青燃料油乳液，可直接用于燃燒；所述乳化煤瀝青燃料油乳液中的煤瀝青燃料油100份，含酚廢水4～25份，煤瀝青乳化劑0.5～1.5份。
本發明采用乳化燃燒技術改善燃燒性能，可不經處理而直接用于配制煤瀝青燃料油乳液，替代石油重質油作為燃料，廢水中的酚能進一步促進乳液的燃燒，減少物理上的不完全燃燒和排煙損失，節能、低成本和環保。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本發明用靜態混合器法制作乳化煤瀝青燃料油乳液的工藝流程圖。
具體實施例方式
煤瀝青乳化劑這一原料，來源于另一專利其申請號為200510122729.7，名稱為“一種煤瀝青燃料油乳化劑及其制備方法”，申請日為2005年12月1日，申請人為安徽工業大學，公開號為CN1775915A，該專利詳細公開了本發明需求的煤瀝青燃料油乳化劑原料，目前市場上可采購到。
在4～25份含酚廢水中加入0.5～1.5份上述的煤瀝青乳化劑及0.5～1.0份穩定劑后再配入100份煤瀝青燃料油中，制備成乳化煤瀝青燃料油乳液，該乳液可替代石油重質油作為燃料直接用于燃燒。
由于石油資源的短缺使得很多工業爐窯由燃重油改為燃燒煤瀝青燃料油，煤焦油燃料油其粘度大，直接燃燒霧化困難，引入乳化，使得燃料油燃燒更完全，伴隨燃燒過程的水蒸氣氣化反應，可以避免積碳的生成；同時，燃燒過程由于乳液“微爆”而超霧化，大大加快了燃燒速度，減少了物理上的不完全燃燒和排煙損失，提高了燃燒效率，并能環境友好，達到完全治理含酚廢水的目的，采用該技術處理焦化含酚廢水具有投資少，運行成本低，經濟效益十分明顯。
實施例1稱取100份煤瀝青燃料油加熱至140℃，稱取0.5份煤瀝青乳化劑及0.5份穩定劑加到4份含酚廢水中，攪拌使乳化劑溶解，調整其PH值達7，并將水溶液加熱至90℃，然后加入到事先經預熱的膠體磨中，啟動膠體磨，緩慢加入備好的煤瀝青燃料油，研磨4min，放出乳液即為乳化煤瀝青燃料油。測定乳液的穩定性和黏度，對乳液性質進行表征。
實施例2稱取100份煤瀝青燃料油加熱至140℃，稱取1.2份煤瀝青乳化劑及1份穩定劑加到20份含酚廢水中，攪拌使乳化劑溶解，調整其PH值達8，并將水溶液加熱至90℃，然后加入到事先經預熱的膠體磨中，啟動膠體磨，緩慢加入備好的煤瀝青燃料油，研磨20min，放出乳液即為乳化煤瀝青燃料油。測定乳液的穩定性和黏度，對乳液性質進行表征。
實施例3稱取0.6份煤瀝青乳化劑及0.6份穩定劑溶于10份含酚廢水中，加熱攪拌使其溶解保持溫度為80℃；另稱取100份煤瀝青燃料油，加熱至120℃，貯存于帶攪拌的燃料油貯槽，攪拌煤瀝青燃料油1分鐘后緩慢加入乳化劑水溶液，繼續攪拌并保持80℃溫度，攪拌60分鐘后放出乳液即為乳化煤瀝青燃料油。測定乳液的穩定性和黏度，對乳液性質進行表征。
實施例4稱取1.5份煤瀝青乳化劑及0.7份穩定劑溶于24份含酚廢水中，加熱攪拌使其溶解保持溫度為80℃；另稱取100份煤瀝青燃料油，加熱至120℃，貯存于帶攪拌的燃料油貯槽，攪拌煤瀝青燃料油1分鐘后緩慢加入乳化劑水溶液，繼續攪拌并保持90℃溫度，攪拌60分鐘后放出乳液即為乳化煤瀝青燃料油。測定乳液的穩定性和黏度，對乳液性質進行表征。
實施例5如圖1所示的工藝流程圖，這是一種連續制備乳化煤瀝青燃料油的方法，貯槽1與貯槽5分別連通靜態混合器2，貯槽5與靜態混合器2之間串有一流量計4，在貯槽1中貯有溫度約為120℃的100份煤瀝青燃料油，貯槽5中貯有溫度為80℃的10份含酚廢水、0.8份乳化劑和0.8份穩定劑混合水溶液，啟動燃料油泵和乳化劑酚水溶液泵，控制乳化劑水溶液流量為燃料油流量的10％，經流量計4注入靜態混合器2，與從貯槽1注入的100份煤瀝青燃料油混合，使二者在靜態混合器中2中充分混合乳化，然后送入煤瀝青燃料油乳液貯槽3中，放出乳液即為乳化煤瀝青燃料油，經試燒后，燃燒效果較好，煙氣中不含酚。
實施例6如圖1所示的工藝流程圖，這是一種連續制備乳化煤瀝青燃料油的方法，貯槽1與貯槽5分別連通靜態混合器2，貯槽5與靜態混合器2之間串有一流量計4，在貯槽1中貯有溫度約為120℃的100份煤瀝青燃料油，貯槽5中貯有溫度為80℃的15份含酚廢水、1.2份乳化劑和0.9份穩定劑的混合水溶液，啟動燃料油泵和乳化劑酚水溶液泵，控制乳化劑水溶液流量為燃料油流量的10％，經流量計4注入靜態混合器2，與從貯槽1注入的100份煤瀝青燃料油混合，使二者在靜態混合器中2中充分混合乳化，然后送入煤瀝青燃料油乳液貯槽3中，放出乳液即為乳化煤瀝青燃料油，經試燒后，燃燒效果較好，煙氣中不含酚。
本發明制作的乳化煤瀝青燃料油乳液在燃燒過程中受到高溫作用，由于熱傳導，液體中水分受熱汽化，體積急劇膨脹，由此產生的巨大壓力將外相焦油層爆破，使焦油乳液產生微爆而超霧化，其燃燒表面積增加數百倍，大大加快了燃燒速度，提高了燃燒效率。由于微爆產生了為數甚多的爆炸波，沖破了包圍焰面的CO2和N2等惰性氣體抑制層，促使空氣強烈對流而避免了局部高溫，減少積碳和碳煙的生成，此外，由于乳液中含有水，改善了空氣燃料之間的混合比例，可以采用較小的空氣過剩系數，降低反應溫度，從而明顯降低了NO的生成，避免污染環境。
從燃燒化學角度來看，乳液中水分的存在會發生如下反應該反應可以補充空氣中氧的供應不足，同時由于H2O的分子量較CO2小，故H2O比CO2擴散到碳粒表面的遷移速度快，從而可以抑制碳煙的生成，并降低不完全燃燒反應的反應速度，加快了積碳的燃燒速率。根據研究表明，水蒸氣的濃度越大，CO燃燒速度越快，但乳液水分含量太高，則會降低火焰溫度，使熱效率降低，達不到生產要求，故乳液含水量要適中。
本發明將焦化含酚廢水配入煤瀝青燃料油進行乳化，可以得到穩定性的乳液，該乳液已經在玻璃爐窯中應用，燃燒效果好，可以提高燃燒效率，具有明顯的節油效果，各種酚類等污染物燃燒完全，可以推廣應用到所有燃燒煤瀝青燃料油的爐窯，具有明顯的節能和環保效果。
乳液穩定性是指乳液室溫貯存于穩定管24小時后穩定管上下乳液含水量之差，因而穩定性數值越小表明乳液的穩定性越高，本發明經測試符合石油化工行業標準SH/J0099.5-92石油瀝青乳液室溫穩定性測定標準。
本發明由于所制得的煤瀝青燃料油乳液屬于油包水(W/O)型，因而所得乳液的黏度與原來的燃料油相近，由此制得的乳化燃料油可以直接進入噴槍入爐燃燒，節能和環保效果明顯，廢氣中不含酚。
權利要求
1.一種焦化含酚廢水處理的新工藝，其特征是在該含酚廢水中加入煤瀝青乳化劑后再配入煤瀝青燃料油中，制備成乳化煤瀝青燃料油乳液，可直接用于燃燒。
2.根據權利要求1所述的一種焦化含酚廢水處理的新工藝，其特征是所述乳化煤瀝青燃料油乳液中的煤瀝青燃料油100份，含酚廢水4～25份，煤瀝青乳化劑0.5～1.5份。
3.根據權利要求2所述的一種焦化含酚廢水處理的新工藝，其特征是在所述乳化煤瀝青燃料油乳液中加入0.5～1.0份穩定劑。
4.根據權利要求1～3任一所述的一種焦化含酚廢水處理的新工藝，其特征是所述乳化煤瀝青燃料油乳液依次按如下步驟制作(a)將煤瀝青乳化劑加入含酚廢水中攪拌，使乳化劑溶解，調整PH值至6～8；并將該水溶液加熱至90℃；(b)將所述煤瀝青燃料油加熱至140℃；(c)將步驟(a)中的水溶液加入到預熱好的膠體磨中，邊研磨邊緩慢加入步驟(b)中的煤瀝青燃料油，研磨3～30分鐘，放出的乳液即為乳化煤瀝青燃料油乳液。
5.根據權利要求1～3任一所述的一種焦化含酚廢水處理的新工藝，其特征是所述乳化煤瀝青燃料油乳液依次按如下步驟制作(a)將煤瀝青乳化劑溶于含酚廢水中，加熱攪拌使其溶解保持溫度為80℃；(b)將煤瀝青燃料油加熱至120℃并攪拌1分鐘，再緩慢加入步驟(a)中的水溶液，繼續攪拌并保持溫度在80～90℃，攪拌60分鐘后放出的乳液即為乳化煤瀝青燃料油乳液。
6.根據權利要求1～3任一所述的一種焦化含酚廢水處理的新工藝，其特征是所述乳化煤瀝青燃料油乳液依次按如下步驟制作(a)將貯槽(1)中的煤瀝青燃料油加熱至120℃泵入靜態混合器(2)中；(b)將煤瀝青乳化劑加入含酚廢水中，在貯槽(5)攪拌，并將該水溶液加熱至80℃泵入靜態混合器(2)中，與步驟(a)中煤瀝青燃料油混合；(c)將靜態混合器(2)中的混合液送入煤瀝青燃料油乳液貯槽(3)中。
全文摘要
本發明公開了煤焦化及煤焦油加工過程中產生的含酚廢水、包括含硫酸廢水處理的新工藝與再利用技術，在該含酚廢水中加入煤瀝青乳化劑后再配入煤瀝青燃料油中，制備成乳化煤瀝青燃料油乳液，可直接用于燃燒；乳化煤瀝青燃料油乳液中的煤瀝青燃料油100份，含酚廢水4～25份，煤瀝青乳化劑0.5～1.5份，本發明采用乳化燃燒技術改善燃燒性能，可不經處理而直接用于配制煤瀝青燃料油乳液，替代石油重質油作為燃料，廢水中的酚能進一步促進乳液的燃燒，減少物理上的不完全燃燒和排煙損失，節能、低成本和環保。
文檔編號C02F1/00GK1903992SQ20061004110
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月3日 優先權日2006年8月3日
發明者水恒福, 劉兵 申請人:安徽工業大學, 江蘇華泰化工有限公司