專利名稱：應用酚水氣化回用技術實現生物質燃氣生產無廢水排放的工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種含酚廢水的治理方法，特別是應用酚水氣化回用技術實現生物質 燃氣生產無廢水排放的工藝方法。
背景技術：
生物質氣化是目前生物質能應用最為廣泛和成熟的技術，而固定床氣化爐是當前 被普遍應用的煤氣發生設備。冷凈的生物質燃氣是燃氣站發展的整體趨勢。熱粗生物質燃 氣在經過間冷塔時會產生大量的含酚廢水，燃氣站的燃氣產量越大，冷凝產生的廢酚水的 量也越大。含酚廢水由酚類、硫化物、氰化物等組成，其中酚類以一元酚為主，以苯酚含量 最高，其次還有間對甲苯酚。酚類化合物是一種原型質毒物，對一切生活個體都有毒殺作 用。因此，含酚廢水不經處理是不允許排放的，必須達到國家規定的排放標準方可外排，但 如是，企業投資成本會顯著增加。近年來，如何徹底治理含酚廢水一直是困擾燃氣站的環保難題，從事工業燃氣設 計研究的專家進行過長期的研究與探索，對蒸汽化學脫酚法、蒸汽脫酚法、焚燒法、溶劑萃 取脫酚法、樹脂脫酚法、磺化煤吸附法、生化法等十幾種酚水治理方法，都曾進行了相當長 時間的應用實驗。雖然摸索了一些處理方法，也取得了一定的效果，但是各種方法分別存在 諸多的不足之處，如運行成本過高、運行穩定性差、脫酚效果不甚理想等等。近幾年，國內外興起了一種治理含酚廢水的新工藝，這種工藝的核心思想是產生 的含酚廢水利用生物質燃氣的顯熱轉化為酚蒸汽通入到氣化爐底部作為氣化劑。這種治理 含酚廢水的方法將原本對環境有害，處理難度大的酚類物質轉化為燃氣，不僅提高了生物 質燃氣的熱值，而且氣化效率和氣化強度均有一定程度的提高。這種治理含酚廢水的新工 藝簡單合理，節能環保，而且產生的額外投資相對較小，在一定程度上解決了很多企業含酚 廢水處理的難題，提高了社會的經濟效益和環保效益。但是經過長時間的工業運行，這種治 理含酚廢水的新工藝也存在一定的缺陷，如中國專利公開號為CN101481188A，該專利所公 開的含酚廢水蒸發氣化工藝在一定程度上緩解了含酚廢水治理的難題，但由于生物質燃氣 提供的顯熱有限，只能將含酚廢水中的低沸點苯、酚類物質汽化為蒸汽通入到氣化爐底部 作為氣化劑使用，而高沸點的苯、酚類物質未被汽化，殘留于水夾套中。這部分殘留于水夾 套中的高沸點苯、酚類物質長時間累積下來不僅會在水夾套表面結垢，影響傳熱效率，而且 需要人力定期排污，增加了企業的投資成本。由于這些高沸點酚類物質未被汽化，從而產生 酚類物質的二次污染。
發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種應用酚水氣化回用技術實現生物質 燃氣生產無廢水排放的工藝方法。該工藝實現了含酚廢水的完全氣化，真正做到含酚廢水 的零排放，有效避免了環境污染問題。含酚廢水的完全氣化不僅提高了生物質燃氣的熱值，而且氣化效率和氣化強度均有一定程度的提高。同時該工藝方法還具有簡單合理、能量利 用率高、投資成本低、運行穩定可靠等諸多優點。本發明的通過如下技術方案實現的—種應用酚水氣化回用技術實現生物質燃氣生產無廢水排放的工藝方法，其特征 在于，酚水在高速離心機的離心飛濺和熱空氣的夾帶作用下，完全進入氣化爐底部用作氣 化劑。根據本發明的工藝方法，其包括在酚水蒸發器中，將酚水加熱至60 65°C，然后 將該溫度的酚水在高速離心機的離心飛濺和溫度為80 90°C的熱空氣的夾帶作用下，完 全進入氣化爐底部用作氣化劑。根據本發明的工藝方法，其中采用的使酚水離心飛濺的高速離心機的數目為至少 2臺，優選4臺以上，更優選6臺以上。根據本發明的工藝方法，其包括如下步驟首先將生物質燃氣進入凈化塔，然后將 降溫后的生物質燃氣進入酚水蒸發器，再將從酚水蒸發器出口出來的燃氣依次進入電捕焦 油器和間冷塔，獲得冷凈的燃氣。根據本發明的工藝方法，其包括如下步驟出口溫度為250 350°C的生物質燃氣 將空氣從室溫加熱至80 90°C后進入凈化塔，經過凈化塔后的燃氣溫度降至80°C左右，降 溫至80°C左右的生物質燃氣進入酚水蒸發器，將酚水加熱至60 65°C，從酚水蒸發器出 口出來的燃氣依次進入電捕焦油器和間冷塔，冷凈的燃氣可直接供應給用戶使用。加熱至 60 65°C的酚水在高速離心機的離心飛濺和溫度為80 90°C的熱空氣的夾帶作用下，完 全進入氣化爐底部用作氣化劑。根據本發明的工藝方法，其具體技術方案如下出口溫度為250 350°C的熱生物質燃氣自固定床氣化爐(1)進入空氣加熱器 (2)，將空氣從室溫加熱至80 90°C后進入凈化塔(3)，經過凈化塔(3)后的燃氣溫度降至 80°C左右，降溫至80°C左右的生物質燃氣進入酚水蒸發器(4)，將酚水加熱至60 65°C，從 酚水蒸發器(4)出口出來的燃氣依次進入電捕焦油器(6)和間冷塔(7)，冷凈的燃氣可直接 供應給用戶使用。加熱至60 65°C的酚水在高速離心機(5)的離心飛濺和溫度為80 90°C的熱空氣的夾帶作用下，通入氣化爐(1)底部作為氣化劑。上述的酚水在高速離心機的離心飛濺作用下能被完全打破碎為酚水小液滴，并在 80 90°C熱空氣的夾帶作用下完全進入氣化爐內部發生氣化反應轉化為燃氣。這不僅提 高了生物質燃氣的熱值，而且氣化效率和氣化強度均有一定程度的提高，徹底解決了含酚 廢水的污染問題。該工藝方法很好地克服了酚水吸收燃氣顯熱部分蒸發進入氣化爐底部氣 化，而高沸點的酚類物質仍殘留在水夾套中的缺點，實現了酚水的完全轉化，不存在酚類物 質二次污染的問題，真正做到了酚水的零排放。上述應用酚水氣化回用技術實現生物質燃氣生產無廢水排放的工藝方法治理氣 化爐的含酚廢水，是余熱回收、廢水循環利用與含酚污水治理的有機結合，有效實現了燃氣 站的節能與減排。根據本發明的另一實施方案，其通過如下方式實現一種用于實現上述工藝方法的設備，其特征在于在所述酚水蒸發器(4)中設置 有高速離心機(5)，從而使得酚水在高速離心機的離心飛濺和熱空氣的夾帶作用下，完全進入氣化爐底部用作氣化劑。根據優選的實施方案，其特征在于，該設備還包括固定床氣化爐(1)，加熱器(2)， 凈化塔⑶，電捕焦油器(6)和間冷塔(7)。
圖1是應用酚水氣化回用技術實現生物質燃氣生產無廢水排放的工藝方法的流 程示意圖。圖中各附圖標記的含義如下1固定床氣化爐；2空氣加熱器；3凈化塔；4酚水蒸發器；5高速離心機；6電捕焦 油器；7間冷塔；8酚水泵；9冷卻水進口 ；10冷卻水出口 ；11空氣進口 ；12空氣出口。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例詳述本發明。但本領域技術人員了解，下述具體實施方式
不得作為對本發明的限制，任何對本發明的改進和變化都沒有背離本發明的精神。實施例1出口溫度為320 330°C的生物質燃氣自固定床氣化爐⑴進入空氣加熱器(2)， 將空氣從室溫加熱至85 88°C后進入凈化塔(3)，經過凈化塔(3)后的燃氣溫度降至 820C，降溫至82°C的生物質燃氣進入酚水蒸發器(4)，將酚水加熱至64°C，從酚水蒸發器 (4)出口出來的燃氣依次進入電捕焦油器(6)和間冷塔(7)，冷凈的燃氣可直接供應給用戶 使用。加熱至64°C的酚水在高速離心機(5)的離心飛濺這種機械方式和溫度為85 88°C 的熱空氣的夾帶作用下，全部進入氣化爐(1)底部用作氣化劑。該工藝方法采用高速離心機的離心飛濺和熱空氣的夾帶，確保了酚水全部進入氣 化爐內部，真正實現了的酚水零排放，克服了傳統工藝需人力清除高沸點的酚類物質的缺 點，簡單合理。由于酚水全部進入氣化爐參入反應轉化為燃氣，氣化率提高了 5%，而氣化劑 采用85 88°C的熱空氣代替室溫空氣，氣化強度提高了 12%以上。實施例2出口溫度為295 310°C的生物質燃氣自固定床氣化爐⑴進入空氣加熱器(2)， 將空氣從室溫加熱至83 86°C后進入凈化塔(3)，經過凈化塔(3)后的燃氣溫度降至 80°C，降溫至80°C的生物質燃氣進入酚水蒸發器(4)，將酚水加熱至62°C，從酚水蒸發器 (4)出口出來的燃氣依次進入電捕焦油器(6)和間冷塔(7)，冷凈的燃氣可直接供應給用戶 使用。加熱至62°C的酚水在高速離心機(5)的離心飛濺和溫度為83 86°C的熱空氣的夾 帶作用下，全部進入氣化爐(1)底部作為氣化劑。該工藝方法不僅提高了生物質燃氣的熱值，而且氣化率提高了 4%左右，氣化強度 提高了 10%以上。與傳統工藝相比，這種工藝方法簡單合理、處理成本低、節能環保，真正實 現了酚水零排放，不會產生酚水污染及二次污染問題。利用該工藝方法治理含酚廢水，是余 熱回收、廢水循環利用與含酚污水治理的有機結合，有效實現了燃氣站的節能與減排。
權利要求
一種應用酚水氣化回用技術實現生物質燃氣生產無廢水排放的工藝方法，其特征在于，酚水在高速離心機的離心飛濺和熱空氣的夾帶作用下，完全進入氣化爐底部用作氣化劑。
2.根據權利要求1的工藝方法，其特征在于，在酚水蒸發器中，將酚水加熱至60 65°C，然后將該溫度的酚水在高速離心機的離心飛濺和溫度為80 90°C的熱空氣的夾帶 作用下，完全進入氣化爐底部用作氣化劑。
3.根據權利要求1或2的工藝方法，其中采用的使酚水離心飛濺的高速離心機的數目 為至少2臺，優選4臺以上，更優選6臺以上。
4.根據權利要求1-3任一項的工藝方法，其包括如下步驟首先將生物質燃氣進入凈 化塔，然后將降溫后的生物質燃氣進入酚水蒸發器，再將從酚水蒸發器出口出來的燃氣依 次進入電捕焦油器和間冷塔，獲得冷凈的燃氣。
5.按照權利要求4的工藝方法，其特征在于出口溫度為250 350°C的熱生物質燃氣 將空氣加熱至80 90°C。
6.按照權利要求1-5任一項的工藝方法，其特征在于降溫至80°C的生物質燃氣將酚 水蒸發器(4)中的酚水加熱至60 65°C。
7.根據權利要求1-6任一項的工藝方法，其包括如下步驟出口溫度為250 350°C的生物質燃氣將空氣從室溫加熱至80 90°C后進入凈化塔， 經過凈化塔后的燃氣溫度降至80°C左右，降溫至80°C左右的生物質燃氣進入酚水蒸發器， 將酚水加熱至60 65°C，從酚水蒸發器出口出來的燃氣依次進入電捕焦油器和間冷塔，獲 得冷凈的燃氣；同時加熱至60 65°C的酚水在高速離心機的離心飛濺和溫度為80 90°C 的熱空氣的夾帶作用下，完全進入氣化爐底部用作氣化劑。
8.根據權利要求1-7任一項的工藝方法，其包括如下步驟出口溫度為250 350°C的熱生物質燃氣自固定床氣化爐(1)進入空氣加熱器(2)，將 空氣從室溫加熱至80 90°C后進入凈化塔(3)，經過凈化塔(3)后的燃氣溫度降至80°C 左右，降溫至80°C左右的生物質燃氣進入酚水蒸發器(4)，將酚水加熱至60 65°C，從酚 水蒸發器(4)出口出來的燃氣依次進入電捕焦油器(6)和間冷塔(7)，獲得冷凈的燃氣；同 時，加熱至60 65°C的酚水在高速離心機(5)的離心飛濺和溫度為80 90°C的熱空氣的 夾帶作用下，通入氣化爐(1)底部作為氣化劑。
9.用于實現權利要求1-8任一項工藝方法的設備，其特征在于在所述酚水蒸發器(4) 中設置有高速離心機(5)，從而使得酚水在高速離心機的離心飛濺和熱空氣的夾帶作用下， 完全進入氣化爐底部用作氣化劑。
10.根據權利要求9的設備，其特征在于，該設備還包括固定床氣化爐(1)，加熱器(2)， 凈化塔⑶，電捕焦油器(6)和間冷塔(7)。
全文摘要
本發明提供了一種應用酚水回用技術實現生物質燃氣生產無廢水排放的工藝方法，其特征在于，被生物質燃氣加熱至60～65℃的酚水在高速離心機的離心飛濺這種機械方式和被生物質燃氣加熱至80～90℃的熱空氣的夾帶作用下，全部進入氣化爐內參入反應，將原本對環境有害、治理難度大的酚水轉化為有價值的燃氣，這不僅提高了生物質燃氣的熱值和氣化爐的氣化效率，而且大大降低了企業治理酚水的成本。這種工藝方法簡單合理、處理成本低、節能環保，克服了傳統工藝需人力清除高沸點酚類物質的缺點，真正實現了酚水零排放，不會產生酚水污染及二次污染問題。利用該工藝方法治理含酚廢水，是余熱回收、廢水循環利用與含酚污水治理的有機結合，有效實現了燃氣站的節能與減排。
文檔編號C10J3/84GK101974350SQ201010251370
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者吳幼青, 宋欣, 尉建中, 楊向東, 盛衛東 申請人:高郵市林源科技開發有限公司;華東理工大學;建設部沈陽煤氣熱力研究設計院