含酚废水处理装置存在问题及改进

张义勇 王晖 河南煤气集团义马气化厂 472300

含酚废水处理装置存在问题及改进

张义勇 王晖 河南煤气集团义马气化厂 472300

鲁奇加压气化技术在我国城市煤气工业中已有广泛应用,这种气化方法具有工艺性能好、技术可靠、经济效益高等特点,但是气化炉在气化过程中会产生大量的煤气水,造成水环境污染。因此,在排污前首先对煤气水进行脱油、脱酚、脱氨处理,使之达到一定标准后才能进入生化系统做最终处理。本文就在含酚废水处理过程中装置出现的问题进行技术改造。

含酚废水；蒸馏；脱氨；萃取；加碱

煤经鲁奇加压气化后产生大量的含尘煤气水送至煤气水分离工号。含尘煤气水与来自煤气冷却的含焦油煤气水混合，经换热后进入含尘煤气水膨胀器进行减温减压膨胀。煤气水靠重力进入初焦油分离器分离出纯焦油和含尘焦油后进入最终油分离器。煤气水经过焦炭过滤框、TPI组件脱除煤气水中的油。再经过双介质过滤器进一步对油进行脱除，煤气水最终进入酚回收工号。

名词解释及基本原理：

什么是萃取？

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。

液-液萃取是用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。

基本原理：利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。

1.装置的基本情况

煤气水从煤气水分离装置进入脱酸塔，经塔釜再沸器，用0.5Mpa蒸汽间接加热，将其中的CO2和H2S等酸性气体从中解吸出来，同时一部分氨从水中解吸出来，解吸出来的氨在塔用煤气水洗涤下来，经洗涤后的废气从塔顶经气液分离器放空，洗涤下的氨冷凝液流入氨水槽中，与此同时脱酸塔顶的一部分氨气经脱酸塔顶新增分离器分离后液相也流入氨水槽，这些氨水用泵打到酚水储槽。

脱酸之后的煤气水经换热器换热到40℃左右送到萃取塔上部，萃取塔是一台转盘萃取塔，按照液-液萃取原理把煤气水中的酚萃取出来。在萃取塔内通过逆流加入溶剂把煤气水中含有的大部分酚萃取出来。转盘萃取塔釜的稀酚水经酚水换热器换热后送至水塔上部，塔釜采用再沸器用低压蒸汽间接加热，将溶解在稀酚水中溶剂和氨汽提出来。溶解在稀酚水中溶剂的汽提在水塔塔顶进行，塔顶汽提出来的醚蒸汽在水塔顶冷却器中冷凝冷却，回收出来的溶剂流到溶剂循环槽中作为萃取剂循环使用。从水塔中部侧提出来的氨蒸汽先经分凝器冷凝冷却后，冷凝液返回到水塔中部，没有冷凝的氨蒸汽送到氨冷却器中冷却，冷凝下来的氨水经氨浓缩塔流到氨水槽中，未冷凝的氨送到氨浓缩塔顶部用脱盐水吸收，氨水槽内的氨水经泵送到热电用于烟气脱硫。

水塔塔釜煤气水经换热器冷却至40℃分析合格后送到526#生化处理装置，一部分酚水作为水塔顶回流液。

萃取物从萃取塔顶流入萃取物槽，通过泵经换热器预热到75℃（现65℃）左右送入酚塔塔中部。酚塔的主要作用是对萃取物进行蒸馏，回收溶剂并产出粗酚，酚塔底部设有再沸器，用中压蒸汽间接加热，塔顶冷却器把酚塔顶出来的醚蒸汽冷凝，再经过换热器冷凝冷却后，流到溶剂循环槽作为萃取剂循环利用，通过泵从溶剂循环槽中抽出二异丙基醚打到酚塔顶部作为回流液，同时用泵把溶剂送到萃取塔底部。生产中损失的溶剂通过溶剂补充泵将溶剂补充到溶剂循环槽。

2.装置运行过程中存在问题及原因

2.1 装置操作工艺参数：

煤气水在塔釜温度102℃，塔顶温度75℃脱酸塔中进行蒸馏脱除二氧化碳和硫化氢等酸性气体后，由于酸性气体的脱除，致使煤气水的PH值增加为 9～10.5，由于PH高直接影响到煤气水中酚的萃取。

在pH>8的碱性溶液中，酚开始发生电离：

当pH>9时，离解更加显著。离子态的基团亲水性增强，在水中的溶解度大幅度提高，从而造成萃取分配系数下降。

2.2 改造前5个月工艺指标平均值：

见表一。

由于萃取效果明显下降致使酚回收去下一工序生化处理的工艺指标COD、氨氮、总酚不合格，给生化处理带来很大的困难。

3.采取措施

根据以上原因分析,提出以下改进措施:

3.1 改变脱酸塔操作工艺参数

塔釜温度由原来的102℃降至85-88℃，塔顶温度由原来的75℃降至65-78℃。温度的降低减少酸性气体的脱除，使脱酸塔出料煤气水的PH也随之降低，煤气水进入萃取塔后增加二异丙基醚的萃取效果。使酚回收去生化处理的总酚指标下降。

3.2 水塔进料加入30%的NaOH

从上表可以看出萃取效果明显，总酚指标从脱酸塔操作参数改变前的平均1.54g/L降至1.15g/L。但是COD指标下降不是很明显，氨氮指标还有所上升。这是由于脱酸塔的操作温度下降使煤气水中的氨的脱除效果下降。使进入水塔萃余相中的氨浓度增加，给氨的脱除造成困难。为了降低出水总氨含量，将固定氨转变成游离氨。在萃取塔出料煤气水输送泵入口加入利用30%的NaOH溶液，通过泵的均匀的与煤气水混合后进入水塔。NaOH溶液在水塔内与固定氨发生如下反应：NH4

++OH-←→NH3+H2O产生的游离氨经过低压蒸汽加热蒸馏，从水塔中部侧线汽提出去，在经冷却器冷凝后的氨水送往烟气脱硫装置。

4.改造后的运行效果

表一

5.问题与讨论

5.1 脱酸塔操作温度降低后酸性气体二氧化碳和硫化氢不能脱除掉,造成后系统水塔、酚塔塔压增高，塔盘压差增大。酚塔压力高且中部温度低,加不上负荷,只有现场开放空把酸性气体二氧化碳和硫化氢放掉,这样二异丙基醚也随着放空掉,造成系统醚损失量大。

5.2 脱酸塔操作温度降低后煤气水中的酸性气体二氧化碳和硫化氢不能脱除掉,造成后系统醚呼吸系统的换热器容易碳铵结晶。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.03.003