賀娟 嚴(yán)飛鵬(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)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(shù)研究

賀娟 嚴(yán)飛鵬(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)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(zhì)成分十分復(fù)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(dá)到處理要求，必須應(yīng)用多種方法組合的方式才可以實(shí)現(xiàn)廢水的有效處理以及對(duì)酚氨資源的高效回收。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的日益重視，優(yōu)化與完善酚氨回收技術(shù)既是時(shí)代發(fā)展的必然需要，同時(shí)也是確?；て髽I(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(shù)

我國(guó)煤炭資源豐富，如何將煤炭資源轉(zhuǎn)化為氣液能源是煤化產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。然而在煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度的有機(jī)廢水，而且污染物濃度和色度較高，具有很強(qiáng)的危害性。此外廢水中還含有大量的酚氨類物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)有效回收這類物質(zhì)，以達(dá)到工業(yè)環(huán)保和污水達(dá)標(biāo)的目標(biāo)，一直是國(guó)內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的重要課題。本文針對(duì)我國(guó)煤化工生產(chǎn)中含有高濃有毒酚氨廢水的技術(shù)困擾難題，對(duì)煤加壓氣化廢水高濃酚氨回收技術(shù)新工藝進(jìn)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(duì)萃取劑和填料萃取塔進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，以確保酚氨成分的高效回收，使其“變廢為寶”，進(jìn)而增加企業(yè)工業(yè)產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益。

1 對(duì)煤氣化污水處理的概述

煤氣化污水處理一般可分為一級(jí)處理、二級(jí)處理和深度處理。這里的一級(jí)、二級(jí)處理的劃分與傳統(tǒng)城市污水處理的概念有本質(zhì)的區(qū)別，這里所述的一級(jí)處理主要是指有價(jià)物質(zhì)的回收，二級(jí)處理主要是生化處理，而深度處理普遍應(yīng)用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。一級(jí)處理包括沉淀、過(guò)濾、萃取、汽提等單元，以除去部分灰渣、油類等，屬于液態(tài)產(chǎn)品分離工藝類別。一級(jí)處理中主要重視有價(jià)物質(zhì)的回收，如用溶劑萃取、汽提、吸附和離子交換等脫酚并進(jìn)行回收。這不僅避免了資源的流失浪費(fèi)，而且對(duì)廢水處理極為有利。煤氣化廢水通過(guò)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(chǎn)品種類分為粗酚、氨氣、硫化氫和二氧化碳。二級(jí)處理主要是生化法，一般經(jīng)二級(jí)處理后，廢水可接近排放標(biāo)準(zhǔn)，生化法主要包含有活性污泥法和生物過(guò)濾法等。

2 對(duì)目前酚氨回收技術(shù)流程及存在問(wèn)題的分析

2.1 技術(shù)流程

簡(jiǎn)單來(lái)講，含有污染物的煤氣化廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入脫酸流程，以實(shí)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(nèi)回收二異丙醚和粗酚。

2.2 存在問(wèn)題

首先，脫酸塔對(duì)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(jié)晶現(xiàn)象，而且二異丙醚對(duì)多元酚萃取分配系數(shù)也非常低。其次，轉(zhuǎn)盤(pán)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(jìn)行生化處理。最后，原料水的PH值本來(lái)就很高，脫酸處理后PH又進(jìn)一步上升，這與溶劑萃取所希望的PH值會(huì)產(chǎn)生矛盾。此外，廢水在裝備中易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，需要及時(shí)定期維護(hù)清洗。

3 新流程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1 氨的回收

原有酚氨回收技術(shù)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(jìn)是將雙塔改為單塔側(cè)線抽出，采用了單塔酸脫氨技術(shù)，即將脫氨前提至萃取前，并實(shí)現(xiàn)在一個(gè)塔內(nèi)同時(shí)脫酸側(cè)線出氨，進(jìn)而為萃取脫酚營(yíng)造優(yōu)良的PH環(huán)境，以利于萃取的進(jìn)一步進(jìn)行。首先，單塔工藝可以高效地完成脫酸脫氨任務(wù)，相比于雙塔工藝更加節(jié)能。其次，在塔頂?shù)乃嵝詺庵?，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(jié)晶的問(wèn)題出現(xiàn)，同時(shí)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(jìn)入到三級(jí)分凝系統(tǒng)，部分揮發(fā)酚也會(huì)隨著三級(jí)分凝液循環(huán)會(huì)流到汽提塔內(nèi)。

3.2 酚的回收

新工藝采用新型MIBK萃取技術(shù)，對(duì)單元酚和多元酚的分配系數(shù)都顯注提高。MIBK工藝具有沸點(diǎn)高的特點(diǎn)，可以實(shí)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(huì)隨之減少，同時(shí)萃取后萃余相和萃取相進(jìn)入水塔和酚塔所需的蒸汽用量也進(jìn)一步降低。最為關(guān)鍵的是，MIBK與水能夠?qū)崿F(xiàn)共沸，有利于水塔對(duì)酚的回收和利用。新工藝實(shí)施后，處理能力大大提升，出水指標(biāo)中的酚氨濃度都低于標(biāo)準(zhǔn)值，PH值也可以控制在6-7.5之間，進(jìn)而滿足后續(xù)生化水處理裝置的進(jìn)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(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

煤氣化、煤焦化高污染物廢水的處理極其困難，其特點(diǎn)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(zhì)多，在生化處理過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)有機(jī)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(guó)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(shì)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(zhēng)出水無(wú)需稀釋就可直接進(jìn)入常規(guī)生化處理，同時(shí)出水還要達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而直接排放，或循環(huán)回生產(chǎn)區(qū)作為工業(yè)回水。另一方面，提高酚氨回收效率，進(jìn)一步增強(qiáng)產(chǎn)品的收益和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，以抵消運(yùn)行能耗和其他操作費(fèi)用。最后，加大對(duì)污水酚氨回收技術(shù)的研發(fā)力度，確保與時(shí)俱進(jìn)，不斷吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并與之接軌。

總之，隨著煤化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于煤氣化污水酚氨回收技術(shù)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(chǎn)業(yè)化中的技術(shù)實(shí)施還有待提升。因此，探究和開(kāi)發(fā)煤氣化污水酚氨回收新技術(shù)是煤化企業(yè)與相關(guān)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(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應(yīng)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(xué)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(cè)線汽提塔的加堿脫氨[J].現(xiàn)代化工，2012，32(11)：88-90.