煤化工行业中废物无害化处理方法

摘要

本发明公开了一种煤化工行业中废物无害化处理方法，主要是将来自污水处理装置的活性污泥机械脱水后，送往污泥干燥器中进行两次干燥；干燥后的污泥作为燃料充分燃烧，产生的高温烟气除尘净化后进入高温喷雾干燥塔，在干燥塔中与来自多效蒸发装置的雾化浓盐水的有机质发生高温氧化反应无害化处理。雾化后的烟气经过两次除尘、余热回收系统，副产蒸汽回收热量，部分烟气回作为循环烟气，剩余部分作为污泥一次干燥热源。副产的蒸汽可作为污泥二次干燥的热源。本发明通过组合活性污泥干燥技术、高温喷雾技术和余热回收技术，实现煤化工危废处理，消除活性污泥和浓盐水的有机质，并回收热量，实现资源的综合利用。

权利要求

1.一种煤化工行业中废物无害化处理方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：活性污泥的干燥

来自煤化工污水处理装置的活性污泥经机械压滤脱水后成为湿污泥，湿污泥经来自余热回收系统的烟气初步一次干燥；然后经过二次干燥得到干污泥，二次干燥采取间接干燥方式，由余热回收系统副产的蒸汽进行干燥，二次干燥后污泥中的含水量在10％以下；

对湿污泥进行一次干燥的烟气含有部分水汽，通过汽水分离器后，分离的水汽与二次干燥得到产生的蒸汽冷凝水合并后，送往煤化工污水生化处理装置；

第二步：以干污泥为燃料，制备高温烟气

经过二次干燥得到的干污泥通过机械输送至高温烟气发生系统的配料仓，配料仓内按照需要与燃料煤配比，送往固定床燃煤锅炉；在锅炉燃烧室内污泥中的有机质充分燃烧，产生高温烟气，调整干污泥与燃料煤配比，控制烟气温度900～1000℃；高温烟气经过旋风分离器去除烟气中的粉尘，燃尽的灰渣从锅炉底端排出，送往煤化工渣场；

第三步：利用高温烟气对浓盐水进行干燥回收处理

由第二步产生的高温烟气进入高温喷雾干燥塔；同时来自煤化工污水回用多效蒸发系统的浓盐水，经过加压预热后，由压缩空气雾化后进入高温喷雾干燥塔，在高温烟气作用下，盐水汽化，此时要求喷雾干燥塔内温度达到700-780℃；为保证维持喷雾干燥塔内温度，在高温烟气中添加助燃气；在此条件下，浓盐水中有害的苯酚和氰化物有机物充分氧化成CO2、N2和水，消除毒性；

上述助燃气来自煤化工的工艺气，具体指粗煤气、净化气或者天然气；

从高温喷雾干燥塔出来的带无机粉尘盐的烟气经过高效除尘器，捕集烟气中的无机粉尘盐，然后进入布袋除尘器除去剩余的无机粉尘盐，无机粉尘盐冷却收集后，装袋外运，作为产品出售；

第四步：烟气中余热的回收和回收余热后烟气的利用

除去无机粉尘盐后的烟气经过回收热量后，副产低压蒸汽，蒸汽压力0.5Mpa，温度

160～180℃，低压蒸汽作为湿污泥二次干燥的热源；回收蒸汽后的烟气分为两部分：一部分作为循环烟气回到第二步的固定床锅炉进一步产生高温烟气；另一部分经过预热后送往第一步对污泥进行一次干燥。

说明书

煤化工行业中废物无害化处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于煤化工领域，具体属于煤化工行业中固体危险废物无害化处理技术领域，特别涉及高含水污泥干燥、焚烧回收热量，高浓盐水喷雾干燥以及余热回收利用等一种危险废物整体处理零排放组合工艺。

背景技术

[0002] 随着我国煤化工行业的不断发展，环境保护的要求也越来越高，目前拟建的项目普遍要求资源的零排放，尤其是水资源的零排放。废水资源在循环利用过程中也会产生部分污染物，尤其是污水处理过程中产生的活性污泥和经过脱盐回用过程中产生的浓盐水，如果直接外排都会对环境造成二次污染，因此如何解决活性污泥和浓盐水的处理途径是制约煤化工健康发展的重要问题。

[0003] 现有的活性污泥处理方法包括污泥填埋、污泥农用以及污泥干化焚烧等。污泥填埋有自身的缺点，主要是活性污泥尤其是来自煤化工的活性污泥本身含有污染物质，容易造成二次污染，需要送往当地的危废处理中心焚烧后填埋，大大增加处理成本，而且需要占用大量的土地面积，因此目前填埋方法应用逐渐降低。污泥农用的缺点是活性污泥中存在部分难降解的有机质等会造成环境污染，以及氮、磷的流失对地表水和地下水的污染。随着环境标准提高，污泥农用的限制也越来越严格。干化焚烧的方法，通过干化处理后，污泥的体积可大幅降低，实现污染物资源化的重要步骤。焚烧是处理污泥含有的有机污染物的重要手段，但单纯的焚烧会带来其他问题，焚烧过程中也会产生二噁英、重金属飞灰等污染物，因此焚烧装置必须增加额外的环保设施处理这些污染物。再者污泥中含有部分热值，如何合理回收这部分热量也是污泥焚烧工艺中要解决的问题。

[0004] 浓盐水的处理也是亟待解决的问题。目前煤化工行业中针对浓盐水的处理主要采用建设蒸发塘自然蒸发的模式，自然蒸发工艺的产地较大，并且受当地气候环境影响高，无法广泛推广。在精制盐以及垃圾渗滤液处理行业中，浓盐水多采用多效蒸发技术，但煤化工行业中的浓盐水来自污水生化处理和循环水回用后，水质中含有酚、氰化物等有毒物质的残留，采用多效蒸发工艺，一是容易引起结晶器的结垢，致使整个系统需要经常清洗，增加运行成本。并且这部分残留的有毒物质会随着盐结晶析出，使结晶固体盐无法直接作为原料或者作为一般工业固废处理，增加额外的处理成本，并且容易产生二次污染的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种煤化工行业废物无害化处理方法，一次性解决活性污泥和浓盐水结晶产生的二次污染问题，而且运行费用低，并有效的回收热量，实现资源的综合利用。

[0006] 为了达到上述目的，本发明的危废处理整体组合工艺，其步骤包括：

[0007] 第一步：活性污泥的干燥

[0008] 来自煤化工污水处理装置的活性污泥经机械压滤脱水后成为湿污泥，湿污泥经来自余热回收系统的烟气初步一次干燥；然后经过二次干燥得到干污泥，二次干燥采取间接干燥方式，由余热回收系统副产的蒸汽进行干燥，二次干燥后污泥中的含水量在10%以下。本部分特征在于活性污泥干燥所需热量来自本系统副产蒸汽，实现热量回收和综合利用。

[0009] 对湿污泥进行一次干燥的烟气含有部分水汽，通过汽水分离器后，分离的水汽与二次干燥得到产生的蒸汽冷凝水合并后，送往煤化工污水生化处理装置；本部分特征在于系统产生的中间水与煤化工整体项目结合，实现公用工程优化处理。

[0010] 第二步：以干污泥为燃料，制备高温烟气

[0011] 经过二次干燥得到的干污泥通过机械输送至高温烟气发生系统的配料仓。配料仓内按照需要与燃料煤配比，送往固定床燃煤锅炉；在锅炉燃烧室内污泥中的有机质充分燃烧，产生高温烟气，调整干污泥与燃料煤配比，控制烟气温度900～1000；高温烟气经过旋风分离器去除烟气中的粉尘，燃尽的灰渣从锅炉底端排出，送往煤化工渣场。本部分特征在于利用活性污泥作为燃料掺烧，燃烧过程中为系统提供热量。

[0012] 第三步：利用高温烟气对浓盐水进行干燥回收处理

[0013] 由第二步产生的高温烟气进入高温喷雾干燥塔；同时来自煤化工污水回用多效蒸发系统的浓盐水，经过加压预热后，由压缩空气雾化后进入高温喷雾干燥塔，在高温烟气作用下，盐水汽化，此时要求喷雾干燥塔内温度达到700-780℃；为保证维持喷雾干燥塔内温度，在高温烟气中添加助燃气；在此条件下，浓盐水中有害的苯酚和氰化物等有机物充分氧化成CO2、N2和水，消除毒性。本部分特征在于浓盐水中含有的有机质在高温条件下分解，有效消除毒性，避免固体无机盐物质的二次污染。

[0014] 上述助燃气来自煤化工的工艺气，具体指粗煤气、净化气或者天然气。

[0015] 从高温喷雾干燥塔出来的带无机粉尘盐的烟气经过高效除尘器，捕集烟气中的无机尘盐，然后进入布袋除尘器除去剩余的无机尘盐。粉尘盐冷却收集后，装袋外运，作为产品出售。

[0016] 第四步：烟气中预热的回收和回收余热后烟气的利用

[0017] 除去无机尘盐后的烟气经过回收热量后，副产低压蒸汽，低压蒸汽作为湿污泥二次干燥的热源，蒸汽压力约0.5Mpa，温度160～180℃；回收蒸汽后的烟气分为两部分：一部分作为循环烟气回到第二步的固定床锅炉进一步产生高温烟气；另一部分经过预热后送往第一步对污泥进行一次干燥。本部分特征在于通过热量回收系统，实现系统节能效果，实现项目的综合效益。

[0018] 为实现上述工艺，本发明提供一种煤化工行业中废物无害化处理系统，它包括依次布置的煤活性污泥干燥系统、高温烟气制备系统、浓盐水高温喷雾干燥系统和余热回收系统；其中：

[0019] 所述的污泥干燥系统包括机械压滤机、污泥一次干燥器、汽水分离器、污泥二次干燥器；

[0020] 所述的高温烟气制备系统包括配料仓、固定床燃煤锅炉和旋风分离器；

[0021] 所述的浓盐水高温喷雾干燥系统包括高温喷雾干燥塔、盐水泵、盐水预热器、高效除尘器和布袋除尘器；

[0022] 所述的余热回收系统包括废热锅炉、锅炉给水加热器和空气预热器。

[0023] 本发明通过组合活性污泥干燥技术、高温喷雾技术和余热回收技术，实现煤化工危废处理，消除活性污泥和浓盐水的有机质，并回收热量，实现资源的综合利用。整个发明内容与煤化工整体装置有机组合在一起，降低处理成本，对整个项目的环境保护、资源零排放，提供经济效益，具有积极的意义。

附图说明

[0024] 图1是本发明实施例的工艺流程示意图。

[0025] 1-污泥压滤机，2-一次干燥器，3-二次干燥器，4-汽水分离器，5-配料仓，6-燃煤锅炉，7-旋风分离器，8-高温喷雾干燥塔，9-盐水泵，10-盐水预热器，11-高效除尘器，12-布袋除尘器，13-废热锅炉，14-锅炉给水加热器，15-空气预热器。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明的煤化工行业中废物无害化处理工艺予以说明。

[0027] 某煤化工项目需要处理活性污泥37000吨/年（含水量60%以上）；高浓盐水18m3/h，其成分包括：含盐量约250000mg/l，化学耗氧量（CODCr）约5000～7500mg/l，温度约60℃。要求实现危废零排放。

[0028] 参见图1，来自生化处理活性污泥经过机械压滤机1脱水后，成为含水量30%以上的湿污泥，湿污泥送往污泥一次干燥器2中进行一次干燥，由来自余热回收系统的烟气尾气直接干燥，干燥后气体进入汽水分离器4，分离水分后的剩余气体进入热电站脱硫脱硝系统。经过初次干燥的污泥进入二次干燥器3，由余热回收系统产生的蒸汽间接加热，脱除水分。二次干燥器3中产生的蒸汽凝液和汽水分离器4中的冷凝水合并后送往污水生化处理装置。

[0029] 干燥后的污泥含水量在10%以下，送往配料仓5。按照一定比例与煤作为燃料进行掺烧，在固定床燃煤锅炉6中，产生高温烟气，高温烟气温度约900～1000℃，煤用量约2000～3000公斤/小时。高温烟气进入旋风分离器7，净化后的高温烟气进入高温喷雾干燥塔8。为提高活性污泥和煤的燃效率，调节高温烟气温度，部分循环烟气进入燃煤锅炉。
从旋风分离器7分离的粉尘和锅炉产生的灰渣约1250公斤/小时送往煤化工渣场。

[0030] 来自煤化工多效蒸发装置的18m3/h的浓盐水，经过盐水泵9加压，经盐水预热器10升温后，雾化进入高温喷雾干燥塔8，与高温烟气充分接触，浓盐水中有机质高温氧化分解。在高温烟气中添加来自煤化工的助燃气，控制高温喷雾干燥塔8的温度700～780℃之间。从高温喷雾干燥塔8出来的带无机粉尘盐的烟气进入高效除尘器11分离无机粉尘盐，一次分离后的烟气再进入布袋除尘器12分离剩余的无机粉尘盐，收集的无机粉尘盐约
4500公斤/小时不含有任何有机质，冷却后装袋外运，

[0031] 经过两次除尘的烟气进入废热锅炉13，回收热量副产低压蒸汽，低压蒸汽作为湿污泥二次干燥器3的热源，蒸汽压力约0.5Mpa，温度160～180℃。回收蒸汽后的烟气分为两部分一部分作为循环烟气进入固定床锅炉6，另一部分经过锅炉给水加热器14和空气预热器15后进入污泥一次干燥器2。