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(yè)焦化廢水，水質(zhì)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(jié)合實現(xiàn)對廢水的有效處理和酚氨資源的有效回收。隨著我國對環(huán)境保護的日益重視，必須優(yōu)化和完善酚氨回收技術，這也是確?；て髽I(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

關鍵詞：煤氣化污水；酚氛回收；優(yōu)化技術

在真正的工業(yè)中，大多數(shù)工廠都使用煤來生產(chǎn)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(yè)生產(chǎn)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(yōu)化現(xiàn)有的回收技術，設計更合適的解決方案，以滿足工業(yè)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(zhì)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(zhuǎn)化為氣態(tài)。然而，在此過程的最后，將會產(chǎn)生大量的污染物。煤氣化廢水中含有大量的有毒物質(zhì)，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(fā)生，要加強國家對工業(yè)施工的監(jiān)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(zhì)區(qū)別，一級處理是指有價值物質(zhì)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(chǎn)品的分離過程。一級處理中主要重視油價物質(zhì)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(jīng)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(nèi)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(jié)晶現(xiàn)象，而且二異丙醚對多元酚萃取分配系數(shù)也非常低。[2]其次，轉(zhuǎn)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(chǎn)生矛盾。此外，廢水在設備中容易堵塞，需要定期保養(yǎng)和清洗。

3、氨的回收

新流程的改進是將雙塔改為單塔側(cè)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(nèi)同時脫酸側(cè)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。

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(yè)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(yè)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(huán)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(zhì)，如堿液，將其轉(zhuǎn)化為游離氨，然后再循環(huán)氨。

4、酚的回收

由于苯酚的性質(zhì)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(xiàn)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(huán)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(xù)。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(xiàn)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(zhuǎn)換為一個加壓單塔，新的裝置能夠?qū)λ岷桶蓖瑫r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(qū)，冷進區(qū)的目的是減少污水在酸性環(huán)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(tǒng)，再經(jīng)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(xiàn)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(yè)中物質(zhì)的循環(huán)利用，也加強了環(huán)境的保護。

三、煤氣化廢水酚氨回收技術的發(fā)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(zhì)多，在生化處理流程中難以實現(xiàn)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(fā)展的重要因素。煤炭企業(yè)要不斷優(yōu)化回收過程，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”，進一步提高企業(yè)的工業(yè)產(chǎn)出和經(jīng)濟效益。

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(chǎn)區(qū)作為工業(yè)回水。另一方面，提高酚氨的回收效率，進一步增強產(chǎn)品的效益和企業(yè)的經(jīng)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(jié)束語

煤化工在中國工業(yè)生產(chǎn)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(yè)流程中有些技術還不夠成熟。隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)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(yè)產(chǎn)業(yè)化方面存在許多不足之處。因此，探索和開發(fā)煤炭氣化污水和酚氨回收技術是煤化企業(yè)與相關科研單位需要攜手解決的重要課題。

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(yōu)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(yōu)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(cè)線汽提塔的加堿脫氨[J].現(xiàn)代化工，2016.

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