CN103496812A

CN103496812A - 一种处理高浓度酚氨废水的方法

Info

Publication number: CN103496812A
Application number: CN201310450609.4A
Authority: CN
Inventors: 白太宽; 王洪博; 周景龙; 杨孔林; 徐丹
Original assignee: Henan Longcheng Coal Efficient Technology Application Co Ltd
Current assignee: Henan Longcheng Coal Efficient Technology Application Co Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-01-08

Abstract

本发明涉及一种处理含高浓度酚氨煤气化废水的方法，该方法以醋酸丁酯作为萃取剂，先使用酚萃取塔萃取脱除废水中所含的酚类，再使用脱酸脱氨塔脱除废水中的酸性气体和氨，并使用溶剂汽提塔回收萃取相中的萃取剂并在塔底得到粗酚产品。本发明实现了煤气化废水中酚、酸性气体、游离氨和固定氨的高纯净率脱除，使之达到生化处理进水水质要求，并获得粗酚产品和高浓度氨气。与现有技术相比，该方法萃取效果好，脱酚效率高，且工艺流程短，处理成本低，方法简单，操作简便，处理质量可靠。

Description

一种处理高浓度酚氨废水的方法

技术领域

本发明涉及高浓度酚氨废水处理技术领域，特别涉及一种先脱酚再脱酸脱氨并以醋酸丁酯为萃取剂处理高浓度酚氨废水的方法。

背景技术

煤气化是清洁、高效利用煤炭的有效方式，广泛应用于煤制气、煤制油、煤发电等工业中，但也带来了严重的环境污染问题。煤气化、煤制油、煤焦化过程中产生大量的高污染废水，含有高浓度的酚、氨、酸性气体等污染物。对于这类废水，必须采取一定的工艺除去其中绝大部分的酚、氨、酸性气体后才能进入后续的生化处理。

现有的高浓度酚氨废水工艺很多，普遍存在的突出缺点是：1）脱酸工艺不合理，使得废水中溶解的离子态的二氧化碳、硫化氢等酸性气体不能经济有效地转化为游离态，致使酸性气体的残留量过高；2）现有的萃取剂对于废水中的多元酚的脱除效率不高，导致废水中多元酚含量偏高，难于达到生化处理的要求；3）废水中的氨含量高时，脱氨塔的操作不稳定，由于氨的抽出量、循环量大，常导致脱氨塔塔压不稳，净化水氨含量波动大。

由于以上问题的存在，目前还没有一种成熟可靠、操作稳定的工艺，使绝大多数的煤化工废水经预处理后可连续稳定地满足生化处理的要求，致使大量的煤化工废水仍处于超标排放的状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种先脱酚再脱酸脱氨进行含高浓度酚氨废水处理的方法，该方法可以有效地脱除酚、酸性气体和氨，并能减少溶剂损耗。

为实现上述目的，本发明是这样来实现的，其工艺方法步骤是：

（1）废水萃取脱酚：将含二氧化碳、硫化氢、氨和酚的煤气化废水送入萃取塔上部，以醋酸丁酯为萃取剂进行逆流萃取，其中，醋酸丁酯与废水的体积比为1:1-1:15，塔顶压力为0.2-0.4 MPa、温度为40-75℃；塔底压力为0.2-0.4 MPa、温度为120℃，制得萃取相和萃余废水；

（2）废水脱酸脱氨：将步骤（1）所得萃余废水分为冷、热两股送入脱氨脱酸塔处理，塔釜温度为130~170℃，塔釜压力为0.3~0.7MPa，冷进料温度为40~80℃，热进料为120~155℃，冷、热进料比为1：2~6，从脱酸脱氨塔中上部抽出氨气，经过由分凝器和分液罐组成的三级分凝装置进行浓缩和精制，一级分凝装置的温度为110-150℃，压力为0.4-0.65 MPa；二级分凝装置的温度为70-90℃，压力为0.3-0.5 MPa，三级分凝器的操作压力0.21-0.28 MPa，操作温度为36-40℃；经三级分凝装置分凝得到的氨气送往氨浓缩装置；各级分凝器底部液体进入油水分离罐分成油水两相，油水分离罐上部油相作为萃取剂采出送往溶剂罐，水相回流至脱氨脱酸塔；脱氨脱酸塔顶部酸性气体送处理装置或直接焚烧；经脱氨脱酸塔脱酸脱氨后的废水从脱酸脱氨塔底部采出后一部分送至原料混合罐内与废水原液混合后送至萃取塔，一部分送至生化段进行生化处理；

（3）溶剂回收：将步骤（1）所得萃取相送入溶剂汽提塔，控制塔顶压力为0.1-0.2 MPa，塔顶温度为80-120℃，塔底压力为0.1-0.2 MPa，塔底温度为90-120℃；塔顶采出的萃取剂经冷却回收后，送至溶剂罐以循环使用，釜液经处理后为粗粉产品。

本发明方法与现有技术相比，具有如下优点：

（1）以醋酸丁酯作为萃取剂，先萃取废水中的酚类物质再进行脱酸脱氨，使萃取后废水中的酚浓度降至生化处理入水要求的酚浓度以下，有效缩短了处理工艺流程，提高了处理效率，降低了处理成本；

（2）脱酸性气体与脱氨在同一个塔中进行，简化了工艺流程，降低了操作费用；

（3）有效地将挥发酚从氨水中分离出来，减轻了后续氨精制的能耗和净化负荷；

（4）可同时有效地去除低沸点油类污染物。

附图说明

图1为本发明的废水处理工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明处理高浓度酚氨废水的方法，是由发明人在总结实践经验的基础上，通过较长时期的研究和大量的试验所得，该先使用酚萃取塔萃取脱除废水中所含的酚类，并以醋酸丁酯作为萃取剂，不仅可以避免废水碱度过高的影响，无需加入酸性介质进行PH值的调整，而且具有对酚类物质溶解度高、分离快等特点。然后，使用脱酸脱氨塔脱除废水中的酸性气体和氨，这样具有废水处理效率高、脱除酚、氨及酸性气体效果好，处理过程耗能少等特点；并使用溶剂汽提塔对萃取相中的萃取剂进行回收循环利用，使得萃取剂的消耗量很少。本方法在废水处理过程中，可根据目标处理质量指标和废水中酚类、酸性气体、游离氨和固定氨的浓度随意调整，对废水随意进行多次脱酚、氨及酸性气体循环处理，从而可靠地保证废水处理达标，使处理后废水可达到生化处理进水水质要求。本发明实现煤气化废水脱除高级酚和低级酚、酸性气体、游离氨和固定氨，并获得粗酚产品和高浓度氨气。试验表明，该方法萃取效果好，脱酚效率高，溶剂损失小。

如图1所示，本发明处理高浓度酚氨废水的方法，是按下述步骤进行：

（1）废水萃取脱酚：先将含二氧化碳、硫化氢、氨和酚的煤气化废水送入原料混合罐1，再用原料泵17由上部送入萃取塔2，由溶剂罐8将醋酸丁酯作为萃取剂从下部送入萃取塔2，进行逆流萃取，其中，醋酸丁酯与废水的体积比为1:1-1:15，萃取塔2顶压力为0.2-0.4 MPa、温度为75℃；萃取塔2底压力为0.2-0.4 MPa、温度为120℃，由萃取塔2上部和底部分别收得萃取相和萃余废水；

（2）废水脱酸脱氨：将步骤（1）所得萃余废水由中部送入脱氨脱酸塔3处理，从脱酸脱氨塔3中上部抽出氨气，经由分凝器16、14、13和分液罐4、5、6分别对应组成的三级分凝装置进行浓缩和精制，一级分凝装置（由分凝器16和分液罐4组成）的温度为110-150℃，压力为0.4-0.65 MPa；二级分凝装置（由分凝器14和分液罐5组成）的温度为70-90℃，压力为0.3-0.5 MPa；三级分凝装置（由分凝器13和分液罐6组成）的操作压力0.21-0.28 MPa，操作温度为36-40℃；经三级分凝装置分凝得到的氨气送往氨浓缩装置进行浓缩；各级分凝器16、14、13底部液体进入油水分离罐7分离成油、水两相，油水分离罐7上部的油相回收作为萃取剂采出送往溶剂罐8进行循环利用。水相回流至脱氨脱酸塔3进行循环再处理；脱氨脱酸塔3顶部酸性气体送至处理装置进行处理或直接焚烧；经脱氨脱酸塔3脱酸脱氨后的废水从脱酸脱氨塔3底部采出后一部分送至原料混合罐1内与废水原液混合后送至萃取塔2循环处理，一部分送至生化段进行生化处理，两部分的分配比例可视高浓度酚氨废水中的酚氨含量和废水处理质量目标而定，由此可达到任意质量的处理目标；

（3）溶剂回收：将步骤（1）所得萃取相送入溶剂汽提塔9，控制溶剂汽提塔9顶压力为0.1-0.2 MPa、温度为80-120℃，溶剂汽提塔9底压力为0.1-0.2 MPa、温度为90-120℃；由溶剂汽提塔9顶采出的萃取剂经冷却回收后，送至溶剂罐8进行循环使用，釜液由粗酚泵11送至处理设备经处理后为粗粉产品。图中标号10为再沸器，标号12、15为冷凝器。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

应用上述处理含酚氨煤气化废水的装置，煤气化废水总酚含量为16798 mg/L，游离氨2018 mg/L，固定氨1864 mg/L，CO₂ 2435 mg/L，pH值为8.7，水温65℃，流量107 t/h，按图1所示流程进行处理。酚萃取塔2采用填料塔，塔顶温度80℃，塔顶压力0.3 MPa，塔底温度120℃，塔底压力0.35 MPa。脱酸脱氨塔3为板式塔，塔顶温度120℃，塔顶压力0.32 MPa，塔底温度160℃，塔底压力0.36 MPa，中上部气体采出量为3425 kg/h，塔顶气体采出量为3653 kg/h。三级分凝一级分凝器的的操作压力为0.51 MPa，操作温度为135.4℃；二级分凝器的操作压力为0.34 MPa，操作温度为91℃；三级分凝器的操作压力0.24 MPa，操作温度为38℃。溶剂汽提塔9塔顶压力0.27 MPa，塔顶温度85℃，塔底压力0.31 MPa，塔底温度135℃，回流比0.384。处理后的废水中总酚含量352 mg/L，游离氨25.7 mg/L，固定氨166.7 mg/L，二氧化碳微量，硫化氢未检出。

实施例2

应用上述处理含酚氨煤气化废水的装置，煤气化废水总酚含量为5364 mg/L，游离氨1034 mg/L，固定氨1508 mg/L，CO₂ 2352 mg/L，pH值为7.8，水温72℃，流量94 t/h，按图1所示流程进行处理。酚萃取塔2采用填料塔，塔顶温度78℃，塔顶压力0.28 MPa，塔底温度119℃，塔底压力0.32 MPa。脱酸脱氨塔3为板式塔，塔顶温度117℃，塔顶压力0.31 MPa，塔底温度155℃，塔底压力0.34 MPa，中上部气体采出量为2357 kg/h，塔顶气体采出量为3294 kg/h。三级分凝一级分凝器的的操作压力为0.54 MPa，操作温度为133.7℃；二级分凝器的操作压力为0.38 MPa，操作温度为95℃；三级分凝器的操作压力0.21 MPa，操作温度为40℃。溶剂汽提塔9塔顶压力0.28 MPa，塔顶温度82℃，塔底压力0.33 MPa，塔底温度142℃，回流比0.377。处理后的废水中总酚含量368mg/L，游离氨33.2 mg/L，固定氨139.8 mg/L，二氧化碳微量，硫化氢未检出。

实施例3

应用上述处理含酚氨煤气化废水的装置，煤气化废水总酚含量为4381 mg/L，游离氨1285 mg/L，固定氨1438 mg/L，CO₂ 3452 mg/L，pH值为7.2，水温75℃，流量116 t/h，按图1所示流程进行处理。酚萃取塔2采用填料塔，塔顶温度82℃，塔顶压力0.33 MPa，塔底温度127℃，塔底压力0.35 MPa。脱酸脱氨塔3为板式塔，塔顶温度118℃，塔顶压力0.30 MPa，塔底温度166℃，塔底压力0.36 MPa，中上部气体采出量为4176 kg/h，塔顶气体采出量为2787 kg/h。三级分凝一级分凝器的的操作压力为0.55 MPa，操作温度为137.6℃；二级分凝器的操作压力为0.35 MPa，操作温度为93℃；三级分凝器的操作压力0.28 MPa，操作温度为36℃。溶剂汽提塔9塔顶压力0.22 MPa，塔顶温度86℃，塔底压力0.33 MPa，塔底温度139℃，回流比0.393。处理后的废水中总酚含量434 mg/L，游离氨24.6 mg/L，固定氨119.5 mg/L，二氧化碳微量，硫化氢未检出。

Claims

1.一种处理高浓度酚氨废水的方法，其特征在于：它的工艺方法步骤是：

（1）废水萃取脱酚：将含二氧化碳、硫化氢、氨和酚的煤气化废水送入萃取塔上部，以醋酸丁酯为萃取剂进行逆流萃取，其中，醋酸丁酯与废水的体积比为1:1-1:15，塔顶压力为0.2-0.4 MPa、温度为75℃；塔底压力为0.2-0.4 MPa、温度为120℃，制得萃取液和萃取余液；

（2）废水脱酸脱氨：将步骤（1）所得萃取余液送入脱氨脱酸塔处理，从脱酸脱氨塔中上部抽出氨气，经过由分凝器和分液罐组成的三级分凝装置进行浓缩和精制，一级分凝装置的温度为110-150℃，压力为0.4-0.65 MPa；二级分凝装置的温度为70-90℃，压力为0.3-0.5 MPa；经三级分凝装置分凝得到的氨气送往氨浓缩装置；各级分凝器底部液体进入油水分离罐分成油水两相，油水分离罐上部油相作为萃取剂采出送往溶剂罐，水相回流至脱氨脱酸塔；脱氨脱酸塔顶部酸性气体送处理装置或直接焚烧；经脱氨脱酸塔脱酸脱氨后的废水一部分从脱酸脱氨塔底部采出后送至溶剂汽提塔前的废水槽内与废水原液混合后送至萃取塔，一部分送至生化段进行生化处理；

（3）溶剂回收：将步骤（1）所得萃取液送入溶剂汽提塔，控制塔顶压力为0.1-0.2 MPa，塔顶温度为80-120℃，塔底压力为0.1-0.2 MPa，塔底温度为90-120℃；塔顶采出的萃取剂经冷却回收后，送至溶剂罐以循环使用，釜液经处理后为粗粉产品。