煤气化污水酚氨回收技术研究

顾晓宇

摘 要：煤气化废水是一种工业焦化废水，水质非常复杂，废水中含有大量有害污染物，难以生物降解。因此，通过单一的方法很难达到加工要求，利用多种方法的结合实现对废水的有效处理和酚氨资源的有效回收。随着我国对环境保护的日益重视，必须优化和完善酚氨回收技术，这也是确保化工企业可持续发展的重要保证。

关键词：煤气化污水；酚氛回收；优化技术

在真正的工业中，大多数工厂都使用煤来生产天然气，而使用的方法是BGL气化。[1]但在清洁过程中，酚、焦油、硫化氢、二氧化碳等污染物浓度较高。为了保证工业生产过程顺利进行，可以最大限度地回收煤炭废水中的酚氨。我们需要优化现有的回收技术，设计更合适的解决方案，以满足工业排放污染物的标准。使工厂的整个工艺流程更加科学、有效的进行实施。

一、关于煤气化污水

1、煤气化污水的危害

煤气化是煤化工的核心技术。煤气化的实质是热化学反应的过程。在反应过程中，用煤作为原料，将煤的可燃部分转化为气态。然而，在此过程的最后，将会产生大量的污染物。煤气化废水中含有大量的有毒物质，对人体健康有直接的影响。如果人体接触到煤气化污水，就会导致人体慢性中毒，其症状包括头痛、头晕、耳鸣、失忆。如果将煤炭气化的污水投入水中，后果将更加难以想象。为了防止此类问题的发生，要加强国家对工业施工的监管力度。

2、煤气化废水的处理

煤气化废水处理可分为初级处理、二次处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分在城市污水处理的概念上有本质区别，一级处理是指有价值物质的回收，二次处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。

一级处理包括沉淀、过滤、提取、剥离等，以去除一些灰、油等，属于液体产品的分离过程。一级处理中主要重视油价物质的回收，如用溶剂萃取、剥离、吸附、离子交换等脱酚并进行回收，不仅避免了资源的流失，而且有利于污水处理。二次处理主要是生化方法。生化方法主要包括活性污泥法和生物过滤法。一般在二次处理后，废水可接近排放标准。

二、目前酚氨回收技术流程及新流程的设计特点

1、目前的酚氨回收技术流程

简单来说，含有污染物的煤气化废水经过预处理后进入脱酸流程，以实现气液分离，之后氨冷凝后回流，利用二异丙醚萃取脱酚，在水塔中回收二异丙醚及氨，以及酚塔内回收二异丙醚和粗酚。

2、目前酚氨回收技术存在问题

原有的酚氨回收技术采用双塔模型，能耗高，回收效率不理想。首先，脱酸塔对二氧化碳和硫化氢的脱除率较低，致使污水中酸性含量较大，易造成碳铵结晶现象，而且二异丙醚对多元酚萃取分配系数也非常低。[2]其次，转盘萃取塔的效率较低，处理后的污水COD较高，需要消耗大量的稀释水才能进行生化处理。最后，原料水的PH值本来就很高，脱酸处理后PH又进一步上升，这与溶剂萃取所希望的PH值会产生矛盾。此外，废水在设备中容易堵塞，需要定期保养和清洗。

3、氨的回收

新流程的改进是将双塔改为单塔侧线抽出，采用了单塔酸脱氨技术，即将脱氨前提至萃取前，并实现在一个塔内同时脱酸侧线出氨，进而为萃取脱酚营造优良的PH环境，以利于萃取的进一步进行。

在煤气化污水中含有二氧化碳、硫化氢等酸性气体，将影响该行业氨的回收。所以在回收氨之前你必须处理这些酸性气体。在实际工业流程中，最常用的方法是用酸塔除去废水中的酸，然后再循环利用氨。氨的回收可分为两步。对于游离于气化污水中的氨，我们通常用剥离法除去。为了去除固定氨，你应该首先加入碱性物质，如碱液，将其转化为游离氨，然后再循环氨。

4、酚的回收

由于苯酚的性质极其复杂，研究人员还没有找到完全恢复苯酚的方法。提取溶剂的方法被认为是去除煤气化中苯酚最合适的方法。萃取溶剂法原理简单，它的原理是通过不同溶剂中不同溶解度的苯酚，选择一种溶剂使酚在该溶剂的溶解度大于在煤气化污水中的溶解度，是酚从污水中脱离融到萃取剂中，从而有效地回收苯酚。该方法简单实用，但研究人员仍在对萃取物的选择进行进一步的研究。

目前有一种回收酚的新技术，该技术采用了新的MIBK萃取技术。MIBK流程具有沸点高的特点，可实现广泛的提取操作温度。此外，萃取温度提升，脱酸脱氨所需的循环水用量也会随之减少。最重要的是，MIBK和水可以是共沸物，有利于水塔的回收利用。在引进新技术后，为了提高处理能力，出水指标中的酚氨浓度低于标准值，PH值也可以控制在6-7.5之间，以满足原水处理装置需水的后续。成本可以降低到原来的48%左右。

5、酚氨回收技术新流程

针对于现有的对煤气化污水酚氨回收技术的不健全，研究人员设计了一套新的工艺流程。新的流程与当前的流程有几点不同之处：一是将原有的单独脱酸脱氨塔转换为一个加压单塔，新的装置能够对对酸和氨同时进行回收处理。[3]二是在新的工艺流程中将萃取剂二异丙醚替换为MT。装置溶剂萃取塔的功能是将萃取剂MT与水进行分离，而溶剂回收塔的功能是将萃取剂MT与酚进行分离。在新的装置中首先有将污水进行冷、热两段处理的塔区，冷进区的目的是减少污水在酸性环境中的氨和水的含量。新装置中的污水汽提塔是将一些酸性气体如二氧化碳、硫化氢以及部分氨和水蒸气进行处理，处理后将剩余气体进入三级分凝系统，再经过氨的精制加工，使之成为液氨。最后利用萃取剂MT，提取出一定纯度的氨。新裝置与现有装置相比减少了一些复杂的工艺流程，提升效率，同时对于在污水中回收氨酚的纯度越来越高。这不仅有利于工业中物质的循环利用，也加强了环境的保护。

三、煤气化废水酚氨回收技术的发展趋势

煤气化、煤焦化高污染物的废水处理是极其困难的，其特点是污染物浓度高，苯酚、油、和高浓度的氨氮，生化毒性和抑制性物质多，在生化处理流程中难以实现完全降解有机污染物，煤炭气化污水处理已成为影响和制约我国新型煤化工发展的重要因素。煤炭企业要不断优化回收过程，对萃取剂和填料萃取塔进行持续改进，以确保酚氨成分的高效回收，使其“变废为宝”，进一步提高企业的工业产出和经济效益。

因此，创新和优化原有工艺势在必行。一方面，要在节能减排方向上下足功夫，尤其是废水处理后的循环使用要力争出水无需稀释就可直接进入常规生化处理，同时出水还要达到国家一级排放标准进而直接排放，或循环回生产区作为工业回水。另一方面，提高酚氨的回收效率，进一步增强产品的效益和企业的经济效益，以抵消运行能耗和其他操作费用。最后，加大对污水酚氨回收技术的研究力度，确保与时代同步，吸收国外先进技术并与之接轨。

四、结束语

煤化工在中国工业生产中的应用越来越普遍。煤气化污水酚氨的回收技术也越来越完善。但是在具体工业流程中有些技术还不够成熟。随着煤炭工业的快速发展，对煤气化污水酚氨回收技术的要求也在不断提高。然而，在目前的回收工艺中，特别是工业产业化方面存在许多不足之处。因此，探索和开发煤炭气化污水和酚氨回收技术是煤化企业与相关科研单位需要携手解决的重要课题。

参考文献：

[1]陈赟，王卓.煤气化污水酚氨回收技术进展、流程优化及应用[J].煤化工，2016（04）：47.

[2]周伟.煤气化废水处理新流程的模拟和优化[J].化学工程.2015，6（01）：7.

[3]陈赟，周伟，李秀喜，等.煤气化污水处理中双侧线汽提塔的加碱脱氨[J].现代化工，2016.

[4]周伟，陈贝斌，钱宇，等.煤气化污水处理中双侧线汽提塔的应用[J].化学工程，2016，41（3）：63-66.endprint