張義勇 王暉 河南煤氣集團(tuán)義馬氣化廠 472300

含酚廢水處理裝置存在問題及改進(jìn)

張義勇 王暉 河南煤氣集團(tuán)義馬氣化廠 472300

魯奇加壓氣化技術(shù)在我國城市煤氣工業(yè)中已有廣泛應(yīng)用,這種氣化方法具有工藝性能好、技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn),但是氣化爐在氣化過程中會產(chǎn)生大量的煤氣水,造成水環(huán)境污染。因此,在排污前首先對煤氣水進(jìn)行脫油、脫酚、脫氨處理,使之達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)入生化系統(tǒng)做最終處理。本文就在含酚廢水處理過程中裝置出現(xiàn)的問題進(jìn)行技術(shù)改造。

含酚廢水；蒸餾；脫氨；萃??；加堿

煤經(jīng)魯奇加壓氣化后產(chǎn)生大量的含塵煤氣水送至煤氣水分離工號。含塵煤氣水與來自煤氣冷卻的含焦油煤氣水混合，經(jīng)換熱后進(jìn)入含塵煤氣水膨脹器進(jìn)行減溫減壓膨脹。煤氣水靠重力進(jìn)入初焦油分離器分離出純焦油和含塵焦油后進(jìn)入最終油分離器。煤氣水經(jīng)過焦炭過濾框、TPI組件脫除煤氣水中的油。再經(jīng)過雙介質(zhì)過濾器進(jìn)一步對油進(jìn)行脫除，煤氣水最終進(jìn)入酚回收工號。

名詞解釋及基本原理：

什么是萃取？

萃取是利用系統(tǒng)中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作。

液-液萃取是用選定的溶劑分離液體混合物中某種組分，溶劑必須與被萃取的混合物液體不相溶，具有選擇性的溶解能力，而且必須有好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，并有小的毒性和腐蝕性。

基本原理：利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來。

1.裝置的基本情況

煤氣水從煤氣水分離裝置進(jìn)入脫酸塔，經(jīng)塔釜再沸器，用0.5Mpa蒸汽間接加熱，將其中的CO2和H2S等酸性氣體從中解吸出來，同時(shí)一部分氨從水中解吸出來，解吸出來的氨在塔用煤氣水洗滌下來，經(jīng)洗滌后的廢氣從塔頂經(jīng)氣液分離器放空，洗滌下的氨冷凝液流入氨水槽中，與此同時(shí)脫酸塔頂?shù)囊徊糠职睔饨?jīng)脫酸塔頂新增分離器分離后液相也流入氨水槽，這些氨水用泵打到酚水儲槽。

脫酸之后的煤氣水經(jīng)換熱器換熱到40℃左右送到萃取塔上部，萃取塔是一臺轉(zhuǎn)盤萃取塔，按照液-液萃取原理把煤氣水中的酚萃取出來。在萃取塔內(nèi)通過逆流加入溶劑把煤氣水中含有的大部分酚萃取出來。轉(zhuǎn)盤萃取塔釜的稀酚水經(jīng)酚水換熱器換熱后送至水塔上部，塔釜采用再沸器用低壓蒸汽間接加熱，將溶解在稀酚水中溶劑和氨汽提出來。溶解在稀酚水中溶劑的汽提在水塔塔頂進(jìn)行，塔頂汽提出來的醚蒸汽在水塔頂冷卻器中冷凝冷卻，回收出來的溶劑流到溶劑循環(huán)槽中作為萃取劑循環(huán)使用。從水塔中部側(cè)提出來的氨蒸汽先經(jīng)分凝器冷凝冷卻后，冷凝液返回到水塔中部，沒有冷凝的氨蒸汽送到氨冷卻器中冷卻，冷凝下來的氨水經(jīng)氨濃縮塔流到氨水槽中，未冷凝的氨送到氨濃縮塔頂部用脫鹽水吸收，氨水槽內(nèi)的氨水經(jīng)泵送到熱電用于煙氣脫硫。

水塔塔釜煤氣水經(jīng)換熱器冷卻至40℃分析合格后送到526#生化處理裝置，一部分酚水作為水塔頂回流液。

萃取物從萃取塔頂流入萃取物槽，通過泵經(jīng)換熱器預(yù)熱到75℃（現(xiàn)65℃）左右送入酚塔塔中部。酚塔的主要作用是對萃取物進(jìn)行蒸餾，回收溶劑并產(chǎn)出粗酚，酚塔底部設(shè)有再沸器，用中壓蒸汽間接加熱，塔頂冷卻器把酚塔頂出來的醚蒸汽冷凝，再經(jīng)過換熱器冷凝冷卻后，流到溶劑循環(huán)槽作為萃取劑循環(huán)利用，通過泵從溶劑循環(huán)槽中抽出二異丙基醚打到酚塔頂部作為回流液，同時(shí)用泵把溶劑送到萃取塔底部。生產(chǎn)中損失的溶劑通過溶劑補(bǔ)充泵將溶劑補(bǔ)充到溶劑循環(huán)槽。

2.裝置運(yùn)行過程中存在問題及原因

2.1 裝置操作工藝參數(shù)：

煤氣水在塔釜溫度102℃，塔頂溫度75℃脫酸塔中進(jìn)行蒸餾脫除二氧化碳和硫化氫等酸性氣體后，由于酸性氣體的脫除，致使煤氣水的PH值增加為 9～10.5，由于PH高直接影響到煤氣水中酚的萃取。

在pH>8的堿性溶液中，酚開始發(fā)生電離：

當(dāng)pH>9時(shí)，離解更加顯著。離子態(tài)的基團(tuán)親水性增強(qiáng)，在水中的溶解度大幅度提高，從而造成萃取分配系數(shù)下降。

2.2 改造前5個(gè)月工藝指標(biāo)平均值：

見表一。

由于萃取效果明顯下降致使酚回收去下一工序生化處理的工藝指標(biāo)COD、氨氮、總酚不合格，給生化處理帶來很大的困難。

3.采取措施

根據(jù)以上原因分析,提出以下改進(jìn)措施:

3.1 改變脫酸塔操作工藝參數(shù)

塔釜溫度由原來的102℃降至85-88℃，塔頂溫度由原來的75℃降至65-78℃。溫度的降低減少酸性氣體的脫除，使脫酸塔出料煤氣水的PH也隨之降低，煤氣水進(jìn)入萃取塔后增加二異丙基醚的萃取效果。使酚回收去生化處理的總酚指標(biāo)下降。

3.2 水塔進(jìn)料加入30%的NaOH

從上表可以看出萃取效果明顯，總酚指標(biāo)從脫酸塔操作參數(shù)改變前的平均1.54g/L降至1.15g/L。但是COD指標(biāo)下降不是很明顯，氨氮指標(biāo)還有所上升。這是由于脫酸塔的操作溫度下降使煤氣水中的氨的脫除效果下降。使進(jìn)入水塔萃余相中的氨濃度增加，給氨的脫除造成困難。為了降低出水總氨含量，將固定氨轉(zhuǎn)變成游離氨。在萃取塔出料煤氣水輸送泵入口加入利用30%的NaOH溶液，通過泵的均勻的與煤氣水混合后進(jìn)入水塔。NaOH溶液在水塔內(nèi)與固定氨發(fā)生如下反應(yīng)：NH4

++OH-←→NH3+H2O產(chǎn)生的游離氨經(jīng)過低壓蒸汽加熱蒸餾，從水塔中部側(cè)線汽提出去，在經(jīng)冷卻器冷凝后的氨水送往煙氣脫硫裝置。

4.改造后的運(yùn)行效果

表一

5.問題與討論

5.1 脫酸塔操作溫度降低后酸性氣體二氧化碳和硫化氫不能脫除掉,造成后系統(tǒng)水塔、酚塔塔壓增高，塔盤壓差增大。酚塔壓力高且中部溫度低,加不上負(fù)荷,只有現(xiàn)場開放空把酸性氣體二氧化碳和硫化氫放掉,這樣二異丙基醚也隨著放空掉,造成系統(tǒng)醚損失量大。

5.2 脫酸塔操作溫度降低后煤氣水中的酸性氣體二氧化碳和硫化氫不能脫除掉,造成后系統(tǒng)醚呼吸系統(tǒng)的換熱器容易碳銨結(jié)晶。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.03.003