煤氣化污水酚氨回收技術研究

賀娟 嚴飛鵬(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319)

煤氣化污水酚氨回收技術研究

賀娟 嚴飛鵬(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319)

煤氣化廢水屬于工業(yè)焦化廢水的一種，水質成分十分復雜，廢水中含有大量的酚氨類有害污染物，較難生化降解。因此，單純依靠一種方法很難達到處理要求，必須應用多種方法組合的方式才可以實現(xiàn)廢水的有效處理以及對酚氨資源的高效回收。隨著我國對環(huán)保的日益重視，優(yōu)化與完善酚氨回收技術既是時代發(fā)展的必然需要，同時也是確保化工企業(yè)取得可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

煤氣化污水；酚氨回收；優(yōu)化技術

我國煤炭資源豐富，如何將煤炭資源轉化為氣液能源是煤化產業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。然而在煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中會產生高濃度的有機廢水，而且污染物濃度和色度較高，具有很強的危害性。此外廢水中還含有大量的酚氨類物質，實現(xiàn)有效回收這類物質，以達到工業(yè)環(huán)保和污水達標的目標，一直是國內外廢水處理領域的重要課題。本文針對我國煤化工生產中含有高濃有毒酚氨廢水的技術困擾難題，對煤加壓氣化廢水高濃酚氨回收技術新工藝進行了淺要分析。因此，煤化企業(yè)要不斷優(yōu)化回收工藝流程，對萃取劑和填料萃取塔進行持續(xù)改進，以確保酚氨成分的高效回收，使其“變廢為寶”，進而增加企業(yè)工業(yè)產值和經濟效益。

1 對煤氣化污水處理的概述

煤氣化污水處理一般可分為一級處理、二級處理和深度處理。這里的一級、二級處理的劃分與傳統(tǒng)城市污水處理的概念有本質的區(qū)別，這里所述的一級處理主要是指有價物質的回收，二級處理主要是生化處理，而深度處理普遍應用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。一級處理包括沉淀、過濾、萃取、汽提等單元，以除去部分灰渣、油類等，屬于液態(tài)產品分離工藝類別。一級處理中主要重視有價物質的回收，如用溶劑萃取、汽提、吸附和離子交換等脫酚并進行回收。這不僅避免了資源的流失浪費，而且對廢水處理極為有利。煤氣化廢水通過萃取脫酚和蒸汽提a氨后，廢水中揮發(fā)酚和揮發(fā)氨分別能去除99.1%和98.2%以上，COD也能夠去除90%左右，產品種類分為粗酚、氨氣、硫化氫和二氧化碳。二級處理主要是生化法，一般經二級處理后，廢水可接近排放標準，生化法主要包含有活性污泥法和生物過濾法等。

2 對目前酚氨回收技術流程及存在問題的分析

2.1 技術流程

簡單來講，含有污染物的煤氣化廢水經過預處理后進入脫酸流程，以實現(xiàn)氣液分離，之后氨冷凝后回流，利用二異丙醚萃取脫酚，在水塔中回收二異丙醚及氨，以及酚塔內回收二異丙醚和粗酚。

2.2 存在問題

首先，脫酸塔對二氧化碳和硫化氫的脫除率較低，致使污水中酸性含量較大，易造成碳銨結晶現(xiàn)象，而且二異丙醚對多元酚萃取分配系數也非常低。其次，轉盤萃取塔的效率較低，處理后的污水COD較高，需要消耗大量的稀釋水才能進行生化處理。最后，原料水的PH值本來就很高，脫酸處理后PH又進一步上升，這與溶劑萃取所希望的PH值會產生矛盾。此外，廢水在裝備中易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，需要及時定期維護清洗。

3 新流程的設計特點

3.1 氨的回收

原有酚氨回收技術采用的是雙塔模式，能耗較高，且回收效率并不理想。新流程的改進是將雙塔改為單塔側線抽出，采用了單塔酸脫氨技術，即將脫氨前提至萃取前，并實現(xiàn)在一個塔內同時脫酸側線出氨，進而為萃取脫酚營造優(yōu)良的PH環(huán)境，以利于萃取的進一步進行。首先，單塔工藝可以高效地完成脫酸脫氨任務，相比于雙塔工藝更加節(jié)能。其次，在塔頂的酸性氣中，氨含量可以得到有效的控制，避免了塔頂管線出現(xiàn)碳銨結晶的問題出現(xiàn)，同時塔釜液中酸性氣體和氨的含量控制效果很好，因此提升了氨的回收效率。最后，隨著粗氨氣進入到三級分凝系統(tǒng)，部分揮發(fā)酚也會隨著三級分凝液循環(huán)會流到汽提塔內。

3.2 酚的回收

新工藝采用新型MIBK萃取技術，對單元酚和多元酚的分配系數都顯注提高。MIBK工藝具有沸點高的特點，可以實現(xiàn)范圍廣泛的萃取操作溫度。此外，萃取溫度的提升，脫酸脫氨所需的循環(huán)水用量也會隨之減少，同時萃取后萃余相和萃取相進入水塔和酚塔所需的蒸汽用量也進一步降低。最為關鍵的是，MIBK與水能夠實現(xiàn)共沸，有利于水塔對酚的回收和利用。新工藝實施后，處理能力大大提升，出水指標中的酚氨濃度都低于標準值，PH值也可以控制在6-7.5之間，進而滿足后續(xù)生化水處理裝置的進水要求。而且處理成本可降低至原有工藝的50%左右。

4 煤氣化污水酚氨回收技術的發(fā)展趨勢

煤氣化、煤焦化高污染物廢水的處理極其困難，其特點是污染物濃度高，酚類、油及氨氮濃度高，生化有毒及抑制性物質多，在生化處理過程中難以實現(xiàn)有機污染物的完全降解，煤氣化污水處理已成為影響和制約我國新型煤化工發(fā)展的重要因素。因此，創(chuàng)新和優(yōu)化原有工藝勢在必行。一方面，要在節(jié)能減排方向上下足功夫，尤其是廢水處理后的循環(huán)使用要力爭出水無需稀釋就可直接進入常規(guī)生化處理，同時出水還要達到國家一級排放標準進而直接排放，或循環(huán)回生產區(qū)作為工業(yè)回水。另一方面，提高酚氨回收效率，進一步增強產品的收益和企業(yè)的經濟效益，以抵消運行能耗和其他操作費用。最后，加大對污水酚氨回收技術的研發(fā)力度，確保與時俱進，不斷吸收國外先進技術并與之接軌。

總之，隨著煤化產業(yè)的快速發(fā)展，對于煤氣化污水酚氨回收技術的要求也隨之提升。然而目前的回收工藝還存在諸多不足，尤其在工業(yè)產業(yè)化中的技術實施還有待提升。因此，探究和開發(fā)煤氣化污水酚氨回收新技術是煤化企業(yè)與相關科研單位需要攜手解決的重要課題。

[1]陳赟，王卓.煤氣化污水酚氨回收技術進展、流程優(yōu)化及應用[J].煤化工，2013(04):47.

[2]周偉.煤氣化廢水處理新流程的模擬和優(yōu)化[J].化學工程，2013，6(01):7.

[3]陳赟，周偉，李秀喜，等.煤氣化污水處理中雙側線汽提塔的加堿脫氨[J].現(xiàn)代化工，2012，32(11)：88-90.