专利名称：一种焦化含酚废水处理的新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤焦化及煤焦油加工过程中产生的含酚废水、包括含硫酸废水处理的工艺方法与再利用技术领域。
背景技术：
煤的炼焦过程产生大量的含酚废水，如剩余氨水中含酚达到1200～25000mg/l，煤焦油加工粗酚精制产生的高浓酚水其含酚量达到3000～4000mg/l，这些煤焦化工艺过程产生的污水的特点是污水量少，但含酚量高。按国家环保要求必须脱酚处理达标后才能排放。目前各焦化企业根据各地对外排放水质要求的不同对含酚废水的处理采取二级和三级处理，即溶剂脱酚、生物化学处理和活性碳过滤。二级处理过程投资较大、操作费用较高，特别对一些单独的煤焦油加工企业，由于其废水处理量小，成本更高，即使采取三级处理工艺，对于酚精制过程产生的含硫酸钠的酚水则没有有效办法脱除其中硫酸钠，这些问题困绕着煤焦油加工企业的发展。
发明内容
为克服上述技术的不足，本发明提供了一种焦化含酚废水处理的新工艺，该工艺方法可对焦化含酚废水及煤焦油加工酚精制产生的硫酸钠废水进行处理和再利用，以达到彻底处理含酚废水的目的，方法简单有效。
本发明采用的技术方案是在该含酚废水中加入煤沥青乳化剂后再配入煤沥青燃料油中，制备成乳化煤沥青燃料油乳液，可直接用于燃烧；所述乳化煤沥青燃料油乳液中的煤沥青燃料油100份，含酚废水4～25份，煤沥青乳化剂0.5～1.5份。
本发明采用乳化燃烧技术改善燃烧性能，可不经处理而直接用于配制煤沥青燃料油乳液，替代石油重质油作为燃料，废水中的酚能进一步促进乳液的燃烧，减少物理上的不完全燃烧和排烟损失，节能、低成本和环保。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明用静态混合器法制作乳化煤沥青燃料油乳液的工艺流程图。
具体实施例方式
煤沥青乳化剂这一原料，来源于另一专利其申请号为200510122729.7，名称为“一种煤沥青燃料油乳化剂及其制备方法”，申请日为2005年12月1日，申请人为安徽工业大学，公开号为CN1775915A，该专利详细公开了本发明需求的煤沥青燃料油乳化剂原料，目前市场上可采购到。
在4～25份含酚废水中加入0.5～1.5份上述的煤沥青乳化剂及0.5～1.0份稳定剂后再配入100份煤沥青燃料油中，制备成乳化煤沥青燃料油乳液，该乳液可替代石油重质油作为燃料直接用于燃烧。
由于石油资源的短缺使得很多工业炉窑由燃重油改为燃烧煤沥青燃料油，煤焦油燃料油其粘度大，直接燃烧雾化困难，引入乳化，使得燃料油燃烧更完全，伴随燃烧过程的水蒸气气化反应，可以避免积碳的生成；同时，燃烧过程由于乳液“微爆”而超雾化，大大加快了燃烧速度，减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失，提高了燃烧效率，并能环境友好，达到完全治理含酚废水的目的，采用该技术处理焦化含酚废水具有投资少，运行成本低，经济效益十分明显。
实施例1称取100份煤沥青燃料油加热至140℃，称取0.5份煤沥青乳化剂及0.5份稳定剂加到4份含酚废水中，搅拌使乳化剂溶解，调整其PH值达7，并将水溶液加热至90℃，然后加入到事先经预热的胶体磨中，启动胶体磨，缓慢加入备好的煤沥青燃料油，研磨4min，放出乳液即为乳化煤沥青燃料油。测定乳液的稳定性和黏度，对乳液性质进行表征。
实施例2称取100份煤沥青燃料油加热至140℃，称取1.2份煤沥青乳化剂及1份稳定剂加到20份含酚废水中，搅拌使乳化剂溶解，调整其PH值达8，并将水溶液加热至90℃，然后加入到事先经预热的胶体磨中，启动胶体磨，缓慢加入备好的煤沥青燃料油，研磨20min，放出乳液即为乳化煤沥青燃料油。测定乳液的稳定性和黏度，对乳液性质进行表征。
实施例3称取0.6份煤沥青乳化剂及0.6份稳定剂溶于10份含酚废水中，加热搅拌使其溶解保持温度为80℃；另称取100份煤沥青燃料油，加热至120℃，贮存于带搅拌的燃料油贮槽，搅拌煤沥青燃料油1分钟后缓慢加入乳化剂水溶液，继续搅拌并保持80℃温度，搅拌60分钟后放出乳液即为乳化煤沥青燃料油。测定乳液的稳定性和黏度，对乳液性质进行表征。
实施例4称取1.5份煤沥青乳化剂及0.7份稳定剂溶于24份含酚废水中，加热搅拌使其溶解保持温度为80℃；另称取100份煤沥青燃料油，加热至120℃，贮存于带搅拌的燃料油贮槽，搅拌煤沥青燃料油1分钟后缓慢加入乳化剂水溶液，继续搅拌并保持90℃温度，搅拌60分钟后放出乳液即为乳化煤沥青燃料油。测定乳液的稳定性和黏度，对乳液性质进行表征。
实施例5如图1所示的工艺流程图，这是一种连续制备乳化煤沥青燃料油的方法，贮槽1与贮槽5分别连通静态混合器2，贮槽5与静态混合器2之间串有一流量计4，在贮槽1中贮有温度约为120℃的100份煤沥青燃料油，贮槽5中贮有温度为80℃的10份含酚废水、0.8份乳化剂和0.8份稳定剂混合水溶液，启动燃料油泵和乳化剂酚水溶液泵，控制乳化剂水溶液流量为燃料油流量的10％，经流量计4注入静态混合器2，与从贮槽1注入的100份煤沥青燃料油混合，使二者在静态混合器中2中充分混合乳化，然后送入煤沥青燃料油乳液贮槽3中，放出乳液即为乳化煤沥青燃料油，经试烧后，燃烧效果较好，烟气中不含酚。
实施例6如图1所示的工艺流程图，这是一种连续制备乳化煤沥青燃料油的方法，贮槽1与贮槽5分别连通静态混合器2，贮槽5与静态混合器2之间串有一流量计4，在贮槽1中贮有温度约为120℃的100份煤沥青燃料油，贮槽5中贮有温度为80℃的15份含酚废水、1.2份乳化剂和0.9份稳定剂的混合水溶液，启动燃料油泵和乳化剂酚水溶液泵，控制乳化剂水溶液流量为燃料油流量的10％，经流量计4注入静态混合器2，与从贮槽1注入的100份煤沥青燃料油混合，使二者在静态混合器中2中充分混合乳化，然后送入煤沥青燃料油乳液贮槽3中，放出乳液即为乳化煤沥青燃料油，经试烧后，燃烧效果较好，烟气中不含酚。
本发明制作的乳化煤沥青燃料油乳液在燃烧过程中受到高温作用，由于热传导，液体中水分受热汽化，体积急剧膨胀，由此产生的巨大压力将外相焦油层爆破，使焦油乳液产生微爆而超雾化，其燃烧表面积增加数百倍，大大加快了燃烧速度，提高了燃烧效率。由于微爆产生了为数甚多的爆炸波，冲破了包围焰面的CO2和N2等惰性气体抑制层，促使空气强烈对流而避免了局部高温，减少积碳和碳烟的生成，此外，由于乳液中含有水，改善了空气燃料之间的混合比例，可以采用较小的空气过剩系数，降低反应温度，从而明显降低了NO的生成，避免污染环境。
从燃烧化学角度来看，乳液中水分的存在会发生如下反应该反应可以补充空气中氧的供应不足，同时由于H2O的分子量较CO2小，故H2O比CO2扩散到碳粒表面的迁移速度快，从而可以抑制碳烟的生成，并降低不完全燃烧反应的反应速度，加快了积碳的燃烧速率。根据研究表明，水蒸气的浓度越大，CO燃烧速度越快，但乳液水分含量太高，则会降低火焰温度，使热效率降低，达不到生产要求，故乳液含水量要适中。
本发明将焦化含酚废水配入煤沥青燃料油进行乳化，可以得到稳定性的乳液，该乳液已经在玻璃炉窑中应用，燃烧效果好，可以提高燃烧效率，具有明显的节油效果，各种酚类等污染物燃烧完全，可以推广应用到所有燃烧煤沥青燃料油的炉窑，具有明显的节能和环保效果。
乳液稳定性是指乳液室温贮存于稳定管24小时后稳定管上下乳液含水量之差，因而稳定性数值越小表明乳液的稳定性越高，本发明经测试符合石油化工行业标准SH/J0099.5-92石油沥青乳液室温稳定性测定标准。
本发明由于所制得的煤沥青燃料油乳液属于油包水(W/O)型，因而所得乳液的黏度与原来的燃料油相近，由此制得的乳化燃料油可以直接进入喷枪入炉燃烧，节能和环保效果明显，废气中不含酚。
权利要求
1.一种焦化含酚废水处理的新工艺，其特征是在该含酚废水中加入煤沥青乳化剂后再配入煤沥青燃料油中，制备成乳化煤沥青燃料油乳液，可直接用于燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种焦化含酚废水处理的新工艺，其特征是所述乳化煤沥青燃料油乳液中的煤沥青燃料油100份，含酚废水4～25份，煤沥青乳化剂0.5～1.5份。
3.根据权利要求2所述的一种焦化含酚废水处理的新工艺，其特征是在所述乳化煤沥青燃料油乳液中加入0.5～1.0份稳定剂。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种焦化含酚废水处理的新工艺，其特征是所述乳化煤沥青燃料油乳液依次按如下步骤制作(a)将煤沥青乳化剂加入含酚废水中搅拌，使乳化剂溶解，调整PH值至6～8；并将该水溶液加热至90℃；(b)将所述煤沥青燃料油加热至140℃；(c)将步骤(a)中的水溶液加入到预热好的胶体磨中，边研磨边缓慢加入步骤(b)中的煤沥青燃料油，研磨3～30分钟，放出的乳液即为乳化煤沥青燃料油乳液。
5.根据权利要求1～3任一所述的一种焦化含酚废水处理的新工艺，其特征是所述乳化煤沥青燃料油乳液依次按如下步骤制作(a)将煤沥青乳化剂溶于含酚废水中，加热搅拌使其溶解保持温度为80℃；(b)将煤沥青燃料油加热至120℃并搅拌1分钟，再缓慢加入步骤(a)中的水溶液，继续搅拌并保持温度在80～90℃，搅拌60分钟后放出的乳液即为乳化煤沥青燃料油乳液。
6.根据权利要求1～3任一所述的一种焦化含酚废水处理的新工艺，其特征是所述乳化煤沥青燃料油乳液依次按如下步骤制作(a)将贮槽(1)中的煤沥青燃料油加热至120℃泵入静态混合器(2)中；(b)将煤沥青乳化剂加入含酚废水中，在贮槽(5)搅拌，并将该水溶液加热至80℃泵入静态混合器(2)中，与步骤(a)中煤沥青燃料油混合；(c)将静态混合器(2)中的混合液送入煤沥青燃料油乳液贮槽(3)中。
全文摘要
本发明公开了煤焦化及煤焦油加工过程中产生的含酚废水、包括含硫酸废水处理的新工艺与再利用技术，在该含酚废水中加入煤沥青乳化剂后再配入煤沥青燃料油中，制备成乳化煤沥青燃料油乳液，可直接用于燃烧；乳化煤沥青燃料油乳液中的煤沥青燃料油100份，含酚废水4～25份，煤沥青乳化剂0.5～1.5份，本发明采用乳化燃烧技术改善燃烧性能，可不经处理而直接用于配制煤沥青燃料油乳液，替代石油重质油作为燃料，废水中的酚能进一步促进乳液的燃烧，减少物理上的不完全燃烧和排烟损失，节能、低成本和环保。
文档编号C02F1/00GK1903992SQ20061004110
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月3日 优先权日2006年8月3日
发明者水恒福, 刘兵 申请人:安徽工业大学, 江苏华泰化工有限公司