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一、工艺简介
我公司采用鲁奇炉生产粗煤气,该炉在生产时会产生含酚氨废水,原处理路线为脱酸→萃取→脱氨→萃取剂再生。现在改变工艺条件,采用新型萃取剂MIBK,利用单塔加压加温汽提,在一个塔内实现脱氨、脱酸,经过单塔脱氨、脱酸,利用鲁奇炉工艺所产生的工业污水之中含脂肪酸的特点,降低污水之中的PH值从而为萃取创造条件,预净化水PH值约为6.5的废水冷却到40~60℃进入萃取塔上部,以MIBK为萃取剂从萃取塔底部进入与废水逆向流动萃取脱酚,相比为1:5,应用于鲁奇炉所产含酚氨废水处理方面为全国首创。
二、工艺特点
我公司采用的这种新工艺,相比鲁奇炉所产含酚氨废水的原处理工艺发生了根本性的改变,原德国及国内同类厂家处理鲁奇炉所产含酚氨废水的流程是脱油除尘→脱酸→萃取→脱氨→萃取剂再生;我公司改造后流程是脱油除尘→脱酸脱氨→萃取→萃取剂再生,下面简要介绍一下该工艺主要特点:
1.将脱氨放在萃取之前。脱酸脱氨后废水PH值降低到6.5左右,呈偏酸性,从而大大的改善后续萃取溶剂脱酚效果。
2.首次在煤化工工业废水治理上引用新型高效剂MIBK,其萃取效果是二异丙基醚的2~4倍。
3.采用单塔加压汽提技术,对于处理我公司煤加压气化过程中产生的发泡性废水具有很强的实用性。
4.采用高效的格栅填料萃取塔取代相对于效率较低的转盘萃取塔,提高了2~3个萃取级数,从而提高了萃取效率。
5.提高了CO2和氨的脱除率,CO2痕量,总氨含量降低至200mg/l以下,解决了原有流程中的铵盐结晶或结垢问题,还提高了酚特别是多元酚的去除率。
6.解决了属于发泡体系的鲁奇炉含酚氨废水所导致的塔液泛和运行不稳定问题,确保设备长周期稳定运行。
三、工艺创新
我公司所采用的新型技术,在对鲁奇炉煤加压气化产生高浓度含酚含氨废水的化工预处理在国内外尚属首例,解决鲁奇煤气化工业废水难于处理的瓶颈难题,下面简单介绍一下该工艺主要创新内容:
1.改变原有工艺,为萃取创造条件。相对于原有工艺,新工艺将脱氨提到萃取前,将脱酸塔和脱氨塔合为一个加压加温气提塔,将脱酸、脱氨在一个塔内进行,利用脱酸脱氨后废水中残留的脂肪酸使预净化水呈酸性,废水PH值从9~10降到6.5左右,从而大大提高了后续萃取溶剂脱酚效果,采用MIBK取代二异丙基醚作为高效萃取剂回收废水中的酚,处理后废水的总酚、总氨及COD大幅度下降,减轻生化工段处理负荷,解决高浓度含酚含氨废水的治理难题。
2.相对于煤气化行业普遍采用的化工处理方法,我公司采用汽提塔加温加压侧线除氨,中部加入一定量浓度20%左右的碱液,将废水中固定氨转化为更加易脱除的游离氨,总氨含量降低至200mg/l以下,有效的解决了国内同类行业煤气化废水水质体系发泡问题;而将废水中总氨回收,提高了CO2和氨的脱出率,从而有效解决了原工艺中铵盐结晶和结垢问题。
3.首次将高效萃取剂MIBK(即甲基异丁基酮)引入鲁奇炉气化過程中产生的高浓度含酚氨废水处理工艺中。MIBK对酚的萃取分配系数为67,原工艺所采用的萃取剂二异丙基醚分配系数为20,从物性上分析MIBK萃取效率是二异丙基醚的3倍多;MIBK的萃取温度范围宽,最高可达到85℃,而二异丙基醚的萃取温度最高才达到55℃;MIBK的热稳定性优于二异丙基醚,减少挥发性损失。
4.新工艺中的脱酸脱氨塔采用我公司和天津创举公司共同研发开创的膜喷射无返混塔板,该类型塔板已经获得国家专利,其效率和抗堵能力较以往应用的塔板有很大提高。
四、国内外同类技术研究对比情况
国内采用鲁奇炉煤加压气化工艺的厂家有不少,其处理产生的废水的工艺沿用原德国工艺:常压气提脱酸→二异丙基醚萃取→常压脱氨回收萃取剂→回收萃取剂及产品粗品酚,其处理效果不好,处理后废水中含总酚1200mg/l~1400mg/l,氨氮<400mg/l,COD5000mg/l~7000mg/l;而我公司所用新工艺为单塔加碱加压加温汽提脱酸脱氨→采用MIBK萃取→汽提回收萃取剂→气体回收萃取剂及产品粗粉,在塔内加一定浓度的碱液,将废水中固定铵转化为游离氨以有利于脱除,总氨含量降低至200mg/l以下。处理后废水中含总酚<300mg/l,氨氮<200mg/l,COD<2000mg/l ,最好效果达到1000mg/l左右。
原德国处理工艺萃取温度为<55℃;部分厂家使用的液膜萃取工艺的萃取效果较好,但其萃取温度为<38℃,无法达到处理高产量废水生产能力;我公司使用的新工艺其萃取温度最高可达到85℃,相比之下可以满足高负荷生产,且解决了较难解决的降温能力的问题,降低了生产成本。并且MIBK的热稳定性优于二异丙基醚,减少挥发性损失;汽提回收技术成熟安全,相对于液膜萃取技术的静电破乳回收萃取剂技术更加安全。
我公司采用的新工艺相对于国内外同类煤气化行业普遍采用的化工处理方法,运行周期长、操作稳定、耗能少、没有二次污染,并且氨回收装置省去了昂贵的氨水汽提塔(一般该塔均为钛合金制造),大大减少了设备投资及运行费用。
五、总结
我公司采用的新工艺属于化工及环保科学技术领域,将石油化工的单塔脱酚脱氨技术应用到煤化工领域,并采用MIBK取代二异丙基醚作为萃取剂回收废水中的酚,属于国内外首创,该含酚废水预处理技术的成功应用,使鲁奇工艺煤加压气化产生的废水得到有效处理,达到环保排放,解决了鲁奇工艺在污水处理上的瓶颈问题,引领鲁奇工艺的一场革命,为今后同类行业技术研究起到了一定的指导作用。
我公司采用鲁奇炉生产粗煤气,该炉在生产时会产生含酚氨废水,原处理路线为脱酸→萃取→脱氨→萃取剂再生。现在改变工艺条件,采用新型萃取剂MIBK,利用单塔加压加温汽提,在一个塔内实现脱氨、脱酸,经过单塔脱氨、脱酸,利用鲁奇炉工艺所产生的工业污水之中含脂肪酸的特点,降低污水之中的PH值从而为萃取创造条件,预净化水PH值约为6.5的废水冷却到40~60℃进入萃取塔上部,以MIBK为萃取剂从萃取塔底部进入与废水逆向流动萃取脱酚,相比为1:5,应用于鲁奇炉所产含酚氨废水处理方面为全国首创。
二、工艺特点
我公司采用的这种新工艺,相比鲁奇炉所产含酚氨废水的原处理工艺发生了根本性的改变,原德国及国内同类厂家处理鲁奇炉所产含酚氨废水的流程是脱油除尘→脱酸→萃取→脱氨→萃取剂再生;我公司改造后流程是脱油除尘→脱酸脱氨→萃取→萃取剂再生,下面简要介绍一下该工艺主要特点:
1.将脱氨放在萃取之前。脱酸脱氨后废水PH值降低到6.5左右,呈偏酸性,从而大大的改善后续萃取溶剂脱酚效果。
2.首次在煤化工工业废水治理上引用新型高效剂MIBK,其萃取效果是二异丙基醚的2~4倍。
3.采用单塔加压汽提技术,对于处理我公司煤加压气化过程中产生的发泡性废水具有很强的实用性。
4.采用高效的格栅填料萃取塔取代相对于效率较低的转盘萃取塔,提高了2~3个萃取级数,从而提高了萃取效率。
5.提高了CO2和氨的脱除率,CO2痕量,总氨含量降低至200mg/l以下,解决了原有流程中的铵盐结晶或结垢问题,还提高了酚特别是多元酚的去除率。
6.解决了属于发泡体系的鲁奇炉含酚氨废水所导致的塔液泛和运行不稳定问题,确保设备长周期稳定运行。
三、工艺创新
我公司所采用的新型技术,在对鲁奇炉煤加压气化产生高浓度含酚含氨废水的化工预处理在国内外尚属首例,解决鲁奇煤气化工业废水难于处理的瓶颈难题,下面简单介绍一下该工艺主要创新内容:
1.改变原有工艺,为萃取创造条件。相对于原有工艺,新工艺将脱氨提到萃取前,将脱酸塔和脱氨塔合为一个加压加温气提塔,将脱酸、脱氨在一个塔内进行,利用脱酸脱氨后废水中残留的脂肪酸使预净化水呈酸性,废水PH值从9~10降到6.5左右,从而大大提高了后续萃取溶剂脱酚效果,采用MIBK取代二异丙基醚作为高效萃取剂回收废水中的酚,处理后废水的总酚、总氨及COD大幅度下降,减轻生化工段处理负荷,解决高浓度含酚含氨废水的治理难题。
2.相对于煤气化行业普遍采用的化工处理方法,我公司采用汽提塔加温加压侧线除氨,中部加入一定量浓度20%左右的碱液,将废水中固定氨转化为更加易脱除的游离氨,总氨含量降低至200mg/l以下,有效的解决了国内同类行业煤气化废水水质体系发泡问题;而将废水中总氨回收,提高了CO2和氨的脱出率,从而有效解决了原工艺中铵盐结晶和结垢问题。
3.首次将高效萃取剂MIBK(即甲基异丁基酮)引入鲁奇炉气化過程中产生的高浓度含酚氨废水处理工艺中。MIBK对酚的萃取分配系数为67,原工艺所采用的萃取剂二异丙基醚分配系数为20,从物性上分析MIBK萃取效率是二异丙基醚的3倍多;MIBK的萃取温度范围宽,最高可达到85℃,而二异丙基醚的萃取温度最高才达到55℃;MIBK的热稳定性优于二异丙基醚,减少挥发性损失。
4.新工艺中的脱酸脱氨塔采用我公司和天津创举公司共同研发开创的膜喷射无返混塔板,该类型塔板已经获得国家专利,其效率和抗堵能力较以往应用的塔板有很大提高。
四、国内外同类技术研究对比情况
国内采用鲁奇炉煤加压气化工艺的厂家有不少,其处理产生的废水的工艺沿用原德国工艺:常压气提脱酸→二异丙基醚萃取→常压脱氨回收萃取剂→回收萃取剂及产品粗品酚,其处理效果不好,处理后废水中含总酚1200mg/l~1400mg/l,氨氮<400mg/l,COD5000mg/l~7000mg/l;而我公司所用新工艺为单塔加碱加压加温汽提脱酸脱氨→采用MIBK萃取→汽提回收萃取剂→气体回收萃取剂及产品粗粉,在塔内加一定浓度的碱液,将废水中固定铵转化为游离氨以有利于脱除,总氨含量降低至200mg/l以下。处理后废水中含总酚<300mg/l,氨氮<200mg/l,COD<2000mg/l ,最好效果达到1000mg/l左右。
原德国处理工艺萃取温度为<55℃;部分厂家使用的液膜萃取工艺的萃取效果较好,但其萃取温度为<38℃,无法达到处理高产量废水生产能力;我公司使用的新工艺其萃取温度最高可达到85℃,相比之下可以满足高负荷生产,且解决了较难解决的降温能力的问题,降低了生产成本。并且MIBK的热稳定性优于二异丙基醚,减少挥发性损失;汽提回收技术成熟安全,相对于液膜萃取技术的静电破乳回收萃取剂技术更加安全。
我公司采用的新工艺相对于国内外同类煤气化行业普遍采用的化工处理方法,运行周期长、操作稳定、耗能少、没有二次污染,并且氨回收装置省去了昂贵的氨水汽提塔(一般该塔均为钛合金制造),大大减少了设备投资及运行费用。
五、总结
我公司采用的新工艺属于化工及环保科学技术领域,将石油化工的单塔脱酚脱氨技术应用到煤化工领域,并采用MIBK取代二异丙基醚作为萃取剂回收废水中的酚,属于国内外首创,该含酚废水预处理技术的成功应用,使鲁奇工艺煤加压气化产生的废水得到有效处理,达到环保排放,解决了鲁奇工艺在污水处理上的瓶颈问题,引领鲁奇工艺的一场革命,为今后同类行业技术研究起到了一定的指导作用。