[发明专利]一种煤热解废弃物的回收利用装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工过程废弃物的回收利用领域，具体涉及将煤热解过程所产生的半焦粉及热解废弃物生成活性焦，再将生成的活性焦用于煤热解过程产生的废水处理的一种煤热解废弃物的回收利用装置及方法。

背景技术

半焦生产过程中产生的废水属于高浓度、难降解的有机废水，其可生化性差，且含高浓度的酚类污染物和氰化物，对活性污泥系统产生毒害作用，一般经稀释后才可满足生化处理进水要求，且出水难以达标。为提高废水可生化性，工业上一般常用的方法有稀释法以及芬顿氧化、催化湿式氧化等高级氧化法，废水深度处理常用的方法有混凝吸附法、高级氧化法、膜分离法及吸附法等。但混凝吸附法药剂消耗量大，成本高，且产生大量污泥。高级氧化法虽然处理干净彻底，但费用较高，一般企业难以承受。膜分离法虽然能处理多种污染物，但存在膜组件昂贵易污染，且产生的浓水还需要进一步处理。吸附法是一种操作简单，处理效果好，且对高、低浓度的废水处理都适用的深度处理方法，但目前普遍使用的活性炭吸附剂价格昂贵，再生困难，一定程度阻碍了吸附法的大规模使用。

活性焦具有与活性炭有类似理化性质，且价格低廉，可以用来作为活性炭的替代物使用。现有活性焦的制备方法是以煤为主要原料，经过一系列的预处理再将其进行炭化、活化和改性等一系列过程。由于是以原煤为基质，所以炭化、活化时间长，能耗大，致使活性焦成本高。与此同时，在半焦生产中会产生大量的半焦粉，由于不能用于常规还原工艺，目前只能被当作低级燃料或废弃物处理，不但浪费资源，也污染环境。由于半焦粉具有一定的孔径分布，其固定碳含量高、灰分低、原料易得等特点，可以使其经过物理、化学法活化而制备出吸附性能良好的活性焦。

发明内容

本发明提供了一种利用热解过程废弃物制备活性焦并将其用于热解废水处理的装置及方法，一方面解决了热解过程所产生的废弃物及废水对环境的污染问题，另一方面降低了活性焦的生产成本和能耗。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

作为本发明的一种实施方式，煤热解废弃物的回收利用装置，包括相互连接的热解废弃物制备活性焦系统A，活性焦吸附与生化耦合降解废水系统B和废弃活性焦回收利用系统C；

所述热解废弃物制备活性焦系统A包括热解炉，及与热解炉相连接的除尘器和熄焦单元；所述除尘器分别连接气液分离器和粉磨机，气液分离器连接油水分离单元，油水分离单元连接至活性焦吸附与生化耦合降解废水系统B；所述熄焦单元连接有分选机，分选机与粉磨机相连；所述粉磨机和油水分离单元分别连接至混合成型单元，混合成型单元连接活化炉，活化炉分别与活性焦吸附与生化耦合降解废水系统B和废弃活性焦回收利用系统C连接；

所述活性焦吸附与生化耦合降解废水系统B包括与油水分离单元和活化炉相连的废水预处理单元、吸附单元和生化处理单元；所述吸附单元与废弃活性焦回收利用系统C相连；

所述废弃活性焦回收利用系统C包括与沉淀池相连接的废活性焦干燥单元，废活性焦干燥单元与锅炉相连接，锅炉与活化炉相连接。

进一步地，所述活化炉通过活性焦分装单元与活性焦吸附与生化耦合降解废水系统B相连。

进一步地，所述废水预处理单元、吸附单元和生化处理单元包括废水预处理单元，废水预处理单元依次连通活性焦再吸附单元、一级沉淀池、生化处理单元、活性焦深度吸附单元和二级沉淀池；其中，二级沉淀池与活性焦再吸附单元相连，活性焦深度吸附单元与焦分装单元相连，一级沉淀池与废活性焦干燥单元相连。

进一步地，所述气液分离器上设有热解气体出口；所述油水分离单元上设有焦油出口；所述活化炉上设有活化剂输入口；所述活性焦分装单元上设有产品活性焦输出口。

相应地，本发明还给出了一种煤热解废弃物的回收利用方法，该方法包括下述步骤：

1）原煤在热解炉中于500-800℃热解，热解后的热解油气经除尘器除去半焦粉尘，除尘后的油气进入气液分离器，热解气体产出；油水混合物进入油水分离单元，分离后焦油产出；废水至活性焦吸附与生化耦合降解废水系统B中，分离的粘结剂至混合成型单元中；

2）热解炉底部的半焦经熄焦单元熄焦，熄焦后的半焦送入分选机中分选，分选后的半焦粉与来自除尘器收集的半焦粉混合粉磨；

3）粉磨后的半焦粉送入混合成型单元中，并与添加剂和来自油水分离单元中的粘结剂混合成型，成型后的半焦颗粒送往活化炉，并与来自废弃活性焦回收利用系统C的水蒸气混合生产活性焦，活性焦送往活性焦分装单元；