CN105948153A - 酚氨废水处理利用***以及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的酚氨废水处理利用***以及工艺，其中，本发明的***包括脱酸塔以及用于对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理的脱氨塔，脱酸塔的中上部设置有二氧化碳进入口，二氧化碳进入口通过管路与二氧化碳气源连通。本发明的酚氨废水处理利用工艺包括：利用脱酸塔对酚氨废水进行脱酸处理，同时由脱酸塔的中上部向脱酸塔内通入二氧化碳。本发明的技术方案结构简单、效率较高，可以很好的处理低浓度酚氨废水。

Description

酚氨废水处理利用***以及工艺
技术领域
本发明涉及废水的回收利用，特别是涉及一种酚氨废水处理利用***以及工艺。
背景技术
鲁奇加压气化技术具有能耗低、对煤质要求不严格，能合成大量甲烷气体等优点，因此该技术在煤化工行业有着广泛的应用。然而鲁奇炉炉顶操作温度较低，所生产的煤气含有焦油、酚、硫、氨氮等杂质，在煤气洗涤过程中产生了大量的低浓度酚氨废水。废水中的酚、氨含量远远超过生化处理的极限，如何回收处理这些低浓度酚氨废水，成为煤化工废水处理领域里的一大难题。
目前，酚氨废水回收处理工艺包括萃取脱酚后采用单塔加压脱酸脱氨和双塔加压脱酸脱氨等流程，其目的是降低废水中酚、氨、硫含量，以满足生化处理的要求，同时回收的氨气送至氨精制装置进一步处理。
上述工艺可以实现废水处理的目标，但是加压脱酸脱氨工艺需要消耗中高压蒸汽，有些企业没有相应压力等级的蒸汽，需要将更高压力等级的蒸汽减压使用，这就出现了废水处理成本过高的问题。特别是当处理低浓度酚氨废水时，回收的酚、氨等产品收益远低于所花费成本，经济性变得更差；另外，所回收的氨水纯度有可能达不到工业氨水的标准，难以销售或者售价不高，此时，生产企业缺乏运行处理装置的积极性，偷排废水的现象就难以完全禁止。
通过调研发现，鲁奇加压气化工艺通常可以产生大量低品位的蒸汽(压力约为2～3barg)，该蒸汽通常不能完全有效利用，一般采取放空的措施处理，造成一定的能源浪费。另外一个现象是，锅炉烟气脱硫***需要消耗大量工业氨水，操作成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效率较高的，可以很好的处理的低浓度酚氨废水的酚氨废水处理利用***以及工艺。
本发明的酚氨废水处理利用***，包括用于对酚氨废水进行脱酸处理的脱酸塔以及用于对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理的脱氨塔，所述脱酸塔的中上部设置有二氧化碳进入口，所述二氧化碳进入口通过管路与二氧化碳气源连通，以当对酚氨废水进行脱酸处理时，向脱酸塔内通入二氧化碳。
本发明的酚氨废水处理利用***，其中，所述脱氨塔的顶部设置有含氨蒸汽出口，所述含氨蒸汽出口与第一冷凝器的进口通过管路连通，第一冷凝器的出口与气液分离器的进口通过管路连通，气液分离器的液相出口与脱氨塔上部的一进口通过第一回流管路连通。
本发明的酚氨废水处理利用***，其中，气液分离器的液相出口与第二冷凝器的进口通过管路连通，第二冷凝器的出口与反应容器的进口通过管路连通，反应容器的中部设置有水入口，所述水入口与水源通过管路连接，以在反应容器的内部制得氨水，反应容器的氨水出口与脱硫装置通过管路连通，以向脱硫装置输送氨水。
本发明的酚氨废水处理利用***，其中，脱氨塔的底部设置有废水出口，所述废水出口与生化处理装置通过管路连通。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，包括：
利用脱酸塔对酚氨废水进行脱酸处理，同时由脱酸塔的中上部向脱酸塔内通入二氧化碳；
利用脱氨塔对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，还包括：
对脱氨处理产生的含氨蒸汽第一次冷凝，第一次冷凝后的液相回流至脱氨塔。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，还包括：
对第一次冷凝后的气相第二次冷凝，并通入水，制成氨水，作为脱硫液使用。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，还包括：
脱氨后的废水送至生化处理装置。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，所述脱酸塔的塔釜和脱氨塔的塔釜所用的加热源为蒸汽，蒸汽压力为2～3barg，脱酸塔的塔釜和脱氨塔的塔釜的温度为100～125℃。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，所述脱酸塔和脱氨塔的操作压力为0～2.5barg，所述二氧化碳取自脱碳装置。
本发明的技术方案结构简单、效率较高，可以很好的处理低浓度酚氨废水。本发明的技术方案是一种低压条件下脱酸脱氨的技术，由于操作压力较低，脱酸塔的塔釜及脱氨塔的塔釜操作温度可以控制在100～125℃左右，从而可以使用压力为2～3barg的低品位蒸汽作为加热源，这样既实现了原本放空的蒸汽回收利用，又解决了高压脱酸脱氨工艺的高成本问题；另外，脱酸及脱氨分别在两个塔中进行，可以获得纯度较高的氨水，这些氨水可以取代工业氨水用作脱硫液；同时，经过脱酚、脱酸及脱氨一系列处理之后，所得到的废水可以满足生化处理***的水质要求。
附图说明
图1为本发明的酚氨废水处理利用***的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的酚氨废水处理利用***，包括用于对酚氨废水进行脱酸处理的脱酸塔1以及用于对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理的脱氨塔2，脱酸塔1的中上部设置有二氧化碳进入口，二氧化碳进入口通过管路与二氧化碳气源连通，以当对酚氨废水进行脱酸处理时，向脱酸塔内通入二氧化碳。
本发明的酚氨废水处理利用***，其中，脱氨塔2的顶部设置有含氨蒸汽出口，含氨蒸汽出口与第一冷凝器的进口通过管路连通，第一冷凝器的出口与气液分离器20的进口通过管路连通，气液分离器20的液相出口与脱氨塔2上部的一进口通过第一回流管路11连通。
本发明的酚氨废水处理利用***，其中，气液分离器20的液相出口与第二冷凝器的进口通过管路连通，第二冷凝器的出口与反应容器30的进口通过管路连通，反应容器30的中部设置有水入口，水入口与水源通过管路连接，以在反应容器30的内部制得氨水，反应容器30的氨水出口与脱硫装置通过管路连通，以向脱硫装置输送氨水。
本发明的酚氨废水处理利用***，其中，脱氨塔2的底部设置有废水出口，废水出口与生化处理装置通过管路连通。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，包括：
利用脱酸塔对酚氨废水进行脱酸处理，同时由脱酸塔的中上部向脱酸塔内通入二氧化碳；
利用脱氨塔对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，还包括：
对脱氨处理产生的含氨蒸汽第一次冷凝，第一次冷凝后的液相回流至脱氨塔。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，还包括：
对第一次冷凝后的气相第二次冷凝，并通入水，制成氨水，作为脱硫液使用。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，还包括：
脱氨后的废水送至生化处理装置。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，脱酸塔的塔釜和脱氨塔的塔釜所用的加热源为蒸汽，蒸汽压力为2～3barg，脱酸塔的塔釜和脱氨塔的塔釜的温度为100～125℃。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，其中，脱酸塔和脱氨塔的操作压力为0～2.5barg，二氧化碳取自脱碳装置。
本实施例中，脱酸塔和脱氨塔的操作压力为0～2.5barg即脱酸塔内气体和脱氨塔内气体的压力为0～2.5barg，
本发明的酚氨废水处理利用工艺，采用双塔低压汽提法，通过在脱酸塔中上部补入二氧化碳，解决了低压下脱酸塔塔顶氨损失量过大的技术问题；同时，本发明的酚氨废水处理利用工艺可以使用低品位蒸汽作为加热源，有效降低了低浓度酚氨废水的处理成本，回收得到的氨水可用作脱硫液，具有一举多得的优势，在解决了环保问题的同时，还得获得一定的经济效益，间接提高了企业的市场竞争力。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，采用双塔低压汽提法，其具体步骤包括：
脱酸步骤：经脱酚处理后的废水送入脱酸塔，脱除其中的酸性气体，包括二氧化碳、硫化氢等，为了降低氨的损失量，在脱酸塔的中上部通入高纯度的二氧化碳；
脱氨步骤：脱酸后的废水送至脱氨塔，进一步脱除废水中的氨，其中，含氨蒸汽自塔顶部排出，先经过一级冷凝，液相回流，气相则送至二级冷凝进一步降温，并通入化学软水，制成氨水，作为脱硫液使用，脱氨后的废水送至生化处理装置。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，脱酸塔塔顶排出的尾气中的氨含量低于1％；废水经本工艺处理后，氨总体回收率大于97％。
本发明的酚氨废水处理利用工艺，均在低压下操作，操作压力范围为0～2.5barg。
采用本发明的技术方案处理得到的氨水中硫、酚含量降至ppm级，满足脱硫***的要求；处理后的废水中硫、氨氮均降至ppm级，满足生化工序的进料要求。从而实现低浓度酚氨废水低成本回收处理的目的，减少污染保护环境，同时也巧妙的利用了生产中的废热，降低生产成本，提高了企业的市场竞争力。
采用本发明的技术方案，氨回收率高，大于97％；采用较低的操作压力，脱酸塔及脱氨塔的塔釜加热源为原本无法利用的低品位蒸汽，变废为宝，极大的降低了酚氨废水的处理成本，尤其是当废水中的氨浓度较低时，节约成本的效果更加显著；二氧化碳取自脱碳装置的尾气，首先在脱酸塔中上部补入，降低了氨的损失量；生产的氨水用作脱硫液，取代脱硫***消耗的工业氨水，节约了处理成本。
利用本发明的酚氨废水处理利用***实施本发明的酚氨废水处理利用工艺的实施例如下：
某合成氨企业的煤气化工序采用了鲁奇加压气化工艺，其所排放的酚氨废水含有水、酚类、氨、二氧化碳、硫化氢、焦油、脂肪酸、灰渣等物质，还溶有微量的氢气、氮气、甲烷等物质，其主要组分的实测值如表1所示。其压力为常压，温度约为60℃，流量为145m3/h，约为143.5t/h。
表1 酚氨废水主要组成实测值(mass％)
组成 CO2 H2S NH3 H2O 酚类 H2 N2 CH4 其他 合计
典型值 1.23 0.023 0.75 97.97 0.024 微量 微量 微量 微量 100
酚类、CO2、H2S、NH3等物质会抑制微生物的生长，增加了生化处理的难度，酚氨废水处理的目的就是脱除上述杂质。该企业原废水处理工艺氨损失率达到59％，所回收的氨水浓度低，且酚含量达到317.5mg/l，H2S含量达到891.6mg/l，无法用于烟气脱硫；经过处理的废水中含硫化物、酚、氨均较多，超过生化处理工序的进料指标。
采用本发明提出的工艺可以解决上述问题，其具体步骤为：
脱酚后的酚氨废水首先送入脱酸塔进行脱除酸性气体处理。脱酸塔设25块塔板，由于操作压力较低，氨极易从塔顶散失。为了降低氨的损失量，在脱酸塔第10块塔板出通入一股流量约为150kmol/h的高纯度二氧化碳，将塔顶尾气中的氨含量控制在1％以下，塔釜利用2.5barg蒸汽加热，操作温度约为115℃。脱酸后的废水送入脱氨塔进行脱氨处理，脱氨塔设27块塔板，塔釜利用2.5barg蒸汽加热，操作温度约为117℃。氨气自脱氨塔塔顶蒸出，经一级冷凝降温至95℃左右，凝液回流至脱氨塔，未冷凝的氨气则送入二级冷凝器，降温至常温，补入1t/h左右化学纯水配制成29.7％左右的氨水，送至脱硫***替代工业氨水，氨水中H2S降至痕量，酚类降至50ppm以下，所获氨水量基本满足脱硫需求。经脱氨处理的废水则送至生化处理工序进一步处理，其中氨含量降至200ppm以下，酚类降至100ppm以下。整套装置的操作压力控制在30～50KpaG(保证尾气可顺利送出界区即可)，各装置之间物料输送利用离心泵实现。
本发明实施例涉及的工厂蒸汽可以简单划分为：低压蒸汽＜1.0MPa；中压蒸汽1.0～4.0MPa；高压蒸汽4.0～12.0MPa。
现有的高压法(相对常压而言)脱酸脱氨装置，操作压力为1.0MPa左右，需要消耗3MPa的蒸汽，处理成本太高，而其他工段生产出大量低压蒸汽(0.2～0.3MPa)不能全部利用，因此采用本发明的技术方案特别适合。
本发明的酚氨废水处理利用工艺是一种低压条件下脱酸脱氨的技术，即在压力为0～2.5barg下进行操作。
低浓度：是指废水中的CO2、H2S、NH3等组分浓度很低，如实施例中CO2浓度1.23％，H2S浓度0.023％，NH3浓度0.75％这种数量级的。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种酚氨废水处理利用***，包括用于对酚氨废水进行脱酸处理的脱酸塔以及用于对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理的脱氨塔，其特征在于，所述脱酸塔的中上部设置有二氧化碳进入口，所述二氧化碳进入口通过管路与二氧化碳气源连通，以当对酚氨废水进行脱酸处理时，向脱酸塔内通入二氧化碳。
2.如权利要求1所述的酚氨废水处理利用***，其特征在于，所述脱氨塔的顶部设置有含氨蒸汽出口，所述含氨蒸汽出口与第一冷凝器的进口通过管路连通，第一冷凝器的出口与气液分离器的进口通过管路连通，气液分离器的液相出口与脱氨塔上部的一进口通过第一回流管路连通。
3.如权利要求2所述的酚氨废水处理利用***，其特征在于，气液分离器的液相出口与第二冷凝器的进口通过管路连通，第二冷凝器的出口与反应容器的进口通过管路连通，反应容器的中部设置有水入口，所述水入口与水源通过管路连接，以在反应容器的内部制得氨水，反应容器的氨水出口与脱硫装置通过管路连通，以向脱硫装置输送氨水。
4.如权利要求3所述的酚氨废水处理利用***，其特征在于，脱氨塔的底部设置有废水出口，所述废水出口与生化处理装置通过管路连通。
5.一种酚氨废水处理利用工艺，其特征在于，包括：
利用脱酸塔对酚氨废水进行脱酸处理，同时由脱酸塔的中上部向脱酸塔内通入二氧化碳；
利用脱氨塔对脱酸处理后的酚氨废水进行脱氨处理。
6.如权利要求5所述的酚氨废水处理利用工艺，其特征在于，还包括：
对脱氨处理产生的含氨蒸汽第一次冷凝，第一次冷凝后的液相回流至脱氨塔。
7.如权利要求6所述的酚氨废水处理利用工艺，其特征在于，还包括：
对第一次冷凝后的气相第二次冷凝，并通入水，制成氨水，作为脱硫液使用。
8.如权利要求7所述的酚氨废水处理利用工艺，其特征在于，还包括：
脱氨后的废水送至生化处理装置。
9.如权利要求8所述的酚氨废水处理利用工艺，其特征在于，所述脱酸塔的塔釜和脱氨塔的塔釜所用的加热源为蒸汽，蒸汽压力为2～3barg，脱酸塔的塔釜和脱氨塔的塔釜的温度为100～125℃。
10.如权利要求9所述的酚氨废水处理利用工艺，其特征在于，所述脱酸塔和脱氨塔的操作压力为0～2.5barg，所述二氧化碳取自脱碳装置。
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PB01 Publication
CB02 Change of applicant information

Address after: 100085 Beijing city Haidian District Anning Zhuang three No. 9 Building 1 layer 4 1 unit 408

Applicant after: In Keruiao energy Polytron Technologies Inc

Address before: 100085 Beijing city Haidian District Anning Zhuang three No. 9 Building 1 layer 4 1 unit 408

Applicant before: BEIJING ZHONGKE RUIAO ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD.

COR Change of bibliographic data
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yang Boyun

Inventor before: Yang Boyun

Inventor before: Xu Xiaoqin

GR01 Patent grant
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