煤氣化污水酚氨回收技術研究

顧曉宇

摘 要：煤氣化廢水是一種工業焦化廢水，水質非常復雜，廢水中含有大量有害污染物，難以生物降解。因此，通過單一的方法很難達到加工要求，利用多種方法的結合實現對廢水的有效處理和酚氨資源的有效回收。隨著我國對環境保護的日益重視，必須優化和完善酚氨回收技術，這也是確?；て髽I可持續發展的重要保證。

關鍵詞：煤氣化污水；酚氛回收；優化技術

在真正的工業中，大多數工廠都使用煤來生產天然氣，而使用的方法是BGL氣化。[1]但在清潔過程中，酚、焦油、硫化氫、二氧化碳等污染物濃度較高。為了保證工業生產過程順利進行，可以最大限度地回收煤炭廢水中的酚氨。我們需要優化現有的回收技術，設計更合適的解決方案，以滿足工業排放污染物的標準。使工廠的整個工藝流程更加科學、有效的進行實施。

一、關于煤氣化污水

1、煤氣化污水的危害

煤氣化是煤化工的核心技術。煤氣化的實質是熱化學反應的過程。在反應過程中，用煤作為原料，將煤的可燃部分轉化為氣態。然而，在此過程的最后，將會產生大量的污染物。煤氣化廢水中含有大量的有毒物質，對人體健康有直接的影響。如果人體接觸到煤氣化污水，就會導致人體慢性中毒，其癥狀包括頭痛、頭暈、耳鳴、失憶。如果將煤炭氣化的污水投入水中，后果將更加難以想象。為了防止此類問題的發生，要加強國家對工業施工的監管力度。

2、煤氣化廢水的處理

煤氣化廢水處理可分為初級處理、二次處理和深度處理。這里的一級、二級處理的劃分在城市污水處理的概念上有本質區別，一級處理是指有價值物質的回收，二次處理主要是生化處理，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、提取、剝離等，以去除一些灰、油等，屬于液體產品的分離過程。一級處理中主要重視油價物質的回收，如用溶劑萃取、剝離、吸附、離子交換等脫酚并進行回收，不僅避免了資源的流失，而且有利于污水處理。二次處理主要是生化方法。生化方法主要包括活性污泥法和生物過濾法。一般在二次處理后，廢水可接近排放標準。

二、目前酚氨回收技術流程及新流程的設計特點

1、目前的酚氨回收技術流程

簡單來說，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、目前酚氨回收技術存在問題

原有的酚氨回收技術采用雙塔模型，能耗高，回收效率不理想。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，易造成碳銨結晶現象，而且二異丙醚對多元酚萃取分配系數也非常低。[2]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，廢水在設備中容易堵塞，需要定期保養和清洗。

3、氨的回收

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，并實現在一個塔內同時脫酸側線出氨，進而為萃取脫酚營造優良的PH環境，以利于萃取的進一步進行。

在煤氣化污水中含有二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，將影響該行業氨的回收。所以在回收氨之前你必須處理這些酸性氣體。在實際工業流程中，最常用的方法是用酸塔除去廢水中的酸，然后再循環利用氨。氨的回收可分為兩步。對于游離于氣化污水中的氨，我們通常用剝離法除去。為了去除固定氨，你應該首先加入堿性物質，如堿液，將其轉化為游離氨，然后再循環氨。

4、酚的回收

由于苯酚的性質極其復雜，研究人員還沒有找到完全恢復苯酚的方法。提取溶劑的方法被認為是去除煤氣化中苯酚最合適的方法。萃取溶劑法原理簡單，它的原理是通過不同溶劑中不同溶解度的苯酚，選擇一種溶劑使酚在該溶劑的溶解度大于在煤氣化污水中的溶解度，是酚從污水中脫離融到萃取劑中，從而有效地回收苯酚。該方法簡單實用，但研究人員仍在對萃取物的選擇進行進一步的研究。

目前有一種回收酚的新技術，該技術采用了新的MIBK萃取技術。MIBK流程具有沸點高的特點，可實現廣泛的提取操作溫度。此外，萃取溫度提升，脫酸脫氨所需的循環水用量也會隨之減少。最重要的是，MIBK和水可以是共沸物，有利于水塔的回收利用。在引進新技術后，為了提高處理能力，出水指標中的酚氨濃度低于標準值，PH值也可以控制在6-7.5之間，以滿足原水處理裝置需水的后續。成本可以降低到原來的48%左右。

5、酚氨回收技術新流程

針對于現有的對煤氣化污水酚氨回收技術的不健全，研究人員設計了一套新的工藝流程。新的流程與當前的流程有幾點不同之處：一是將原有的單獨脫酸脫氨塔轉換為一個加壓單塔，新的裝置能夠對對酸和氨同時進行回收處理。[3]二是在新的工藝流程中將萃取劑二異丙醚替換為MT。裝置溶劑萃取塔的功能是將萃取劑MT與水進行分離，而溶劑回收塔的功能是將萃取劑MT與酚進行分離。在新的裝置中首先有將污水進行冷、熱兩段處理的塔區，冷進區的目的是減少污水在酸性環境中的氨和水的含量。新裝置中的污水汽提塔是將一些酸性氣體如二氧化碳、硫化氫以及部分氨和水蒸氣進行處理，處理后將剩余氣體進入三級分凝系統，再經過氨的精制加工，使之成為液氨。最后利用萃取劑MT，提取出一定純度的氨。新裝置與現有裝置相比減少了一些復雜的工藝流程，提升效率，同時對于在污水中回收氨酚的純度越來越高。這不僅有利于工業中物質的循環利用，也加強了環境的保護。

三、煤氣化廢水酚氨回收技術的發展趨勢

煤氣化、煤焦化高污染物的廢水處理是極其困難的，其特點是污染物濃度高，苯酚、油、和高濃度的氨氮，生化毒性和抑制性物質多，在生化處理流程中難以實現完全降解有機污染物，煤炭氣化污水處理已成為影響和制約我國新型煤化工發展的重要因素。煤炭企業要不斷優化回收過程，對萃取劑和填料萃取塔進行持續改進，以確保酚氨成分的高效回收，使其“變廢為寶”，進一步提高企業的工業產出和經濟效益。

因此，創新和優化原有工藝勢在必行。一方面，要在節能減排方向上下足功夫，尤其是廢水處理后的循環使用要力爭出水無需稀釋就可直接進入常規生化處理，同時出水還要達到國家一級排放標準進而直接排放，或循環回生產區作為工業回水。另一方面，提高酚氨的回收效率，進一步增強產品的效益和企業的經濟效益，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究力度，確保與時代同步，吸收國外先進技術并與之接軌。

四、結束語

煤化工在中國工業生產中的應用越來越普遍。煤氣化污水酚氨的回收技術也越來越完善。但是在具體工業流程中有些技術還不夠成熟。隨著煤炭工業的快速發展，對煤氣化污水酚氨回收技術的要求也在不斷提高。然而，在目前的回收工藝中，特別是工業產業化方面存在許多不足之處。因此，探索和開發煤炭氣化污水和酚氨回收技術是煤化企業與相關科研單位需要攜手解決的重要課題。

參考文獻：

[1]陳赟，王卓.煤氣化污水酚氨回收技術進展、流程優化及應用[J].煤化工，2016（04）：47.

[2]周偉.煤氣化廢水處理新流程的模擬和優化[J].化學工程.2015，6（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].現代化工，2016.

[4]周偉，陳貝斌，錢宇，等.煤氣化污水處理中雙側線汽提塔的應用[J].化學工程，2016，41（3）：63-66.endprint