1、對煤氣化污水處理的綜述

　　煤氣化污水處理過程中，通常分為三個級別的處理，分別為：一級處理、二級處理以及深度處理。一級處理主要是指有價物質的回收，二級處理主要是生化處理，而深度處理普遍應用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。一級處理包括沉淀、過濾、萃取、汽提等單元，以除去部分灰渣、油類等，屬于液態產品分離工藝類別。一級處理中關鍵注重有價物質的回收，比如用溶劑萃取、汽提、吸附與離子交換等脫酚并實施回收。這不但規避了資源的流失浪費，并且對廢水處理相當有利。煤氣化廢水經過萃取脫酚及蒸汽提脫氨之后，廢水中揮發酚與揮發氨分別可以除掉99.1%和98.2%以上，COD也可以除掉90%上下，產品類別分為粗酚、氨氣、硫化氫與二氧化碳。二級處理關鍵是生化法，通常經二級處理之后，廢水能夠貼近排放要求，生化法關鍵包括有活性污泥法與生物過濾法等。

　　2、設計規定

　　以廢水處理能力為100t/h為基準，由于廢水水樣的污染負荷最高，因此將該水質用于下一步的設計，即廢水中揮發酚的濃度為3834mg/L，非揮發性酚為2665mg/L，同樣選擇苯酚和鄰苯二酚分別作為揮發酚和非揮發酚的代表。酚回收工藝流程由酚萃取裝置，溶劑精餾塔和溶劑汽提塔組成，溶劑精餾塔和溶劑汽提塔構成。根據后續生物處理裝置的需求，廢水中總酚濃度不應超過400mg/L，而且要盡可能低。溶劑汽提塔處理后廢水和溶劑精餾塔塔底粗酚中甲基戊烯酮的含量應分別低于5mg/L和0.2%。回收后的萃取劑中的酚的含量保持在100mg/L以內。運用AspenPlusTMV7.2優化過程的重要參數。在軟件模擬過程中，各單元設備模塊的選擇：Sep：萃取塔，RadFrac：溶劑精餾塔和汽提塔，Heater：加熱器和TANK：溶劑儲罐。由于體系的不理想性，選擇UNIFAC模型來預測模擬中的物理特性。原有酚氨回收技術采取的是雙塔模式，能耗相對較高，并且回收效率并未達到預期效果。新流程的改進是把雙塔改成單塔側線抽出，采取了單塔酸脫氨技術，即把脫氨前提到萃取前，并落實在一個塔內同時脫酸側線出氨，從而為萃取脫酚營造良好的pH環境，以利于萃取的進一步實施。第一，單塔工藝能夠有效地完成脫酸脫氨任務，相較于雙塔工藝更節能。第二，在塔頂的酸性氣中，氨含量能夠獲得高效掌控，規避了塔頂管線發生碳銨結晶的情況發生，同步塔釜液中酸性氣體與氨的含量掌控效果良好，所以提高了氨的回收效率。第三，伴隨著粗氨氣進入到三級分凝體系，一些揮發酚也會隨著三級分凝液循環會流入汽提塔內。

　　3、操作參數的確定

　　萃取性能根據實際的萃取串級實驗數據確定，選擇Sep模塊用于萃取塔的模擬以確定萃余液的組成，具體如下：水0.978。甲基戊烯酮，0.021。苯酚38mg/L。鄰苯二酚，48mg/L。根據當前工業設備的運行數據，結合設備制造商提供的數據。溶劑精餾塔的操作壓力設為常壓，每層塔盤的壓力降約為0.7kPa。在相同的設計規定前提下，研究了不同操作條件對溶劑精餾塔能量消耗的影響，主要包含塔板數，進料部位和回流比等參數。一般來說，塔板數的增加會導致精餾塔所必須的熱量的降低，但會導致設備成本的增加。而對于精餾塔，進料的塔板數是否處于最佳的地方與能量外加量具有直接關系。塔板數目和原料進入的塔板數與塔底再沸器熱負荷的關系。當塔板數跨越38塊時，所需熱負荷減小的速率減慢。當進料位置為第5塊塔板時，塔底換熱器需要給予的熱量是最少的。因此，溶劑精餾塔的最優塔板數和最佳進料位置分別設定為38，5。此時，精餾塔實現操作的回流比應設為0.046以符合設計規定。溶劑精餾塔的其他基本操作參數通過模擬確定，為了滿足回收利用的要求，回收溶劑中的苯酚濃度降低到設定濃度。此外，粗酚在甲基戊烯酮中的濃度可以降到0.002左右。相當于，每處理1噸煤化工廢水的粗酚中的溶劑損失量小于0.013kg。將萃余相輸送到溶劑汽提塔以回收溶解在水相中的甲基戊烯酮。在滿足塔底物流溶劑濃度為5mg/L設計規定下，伴隨塔的塔板數增加會幫助必要加熱量的變小。當塔板總數大于12塊時，熱負荷減少趨勢變得緩慢。進料位置為1時，再沸器需要供給的熱量相比其他達最低值。因此，溶劑氣提塔的最適宜塔板總數和進料的塔板數分別設定為12，1。溶解在萃余液中的溶劑幾乎可以完全回收，回收溶劑的質量指標也可以滿足回收利用的要求。

　　4、結語

　　煤氣化產生的粗煤氣經洗滌冷卻后會出現許多的含酚、氨、二氧化碳、焦油、硫化氫、脂肪酸和粉塵顆粒的廢水。這些廢水中所含有的物質通常都有很高的回收價值。其間，氨回收通常用汽提法把廢水中的氨脫除，再通過分級冷凝凈化后生產氨水，關鍵應用在煙氣氨法脫硫和脫銷工藝中生產硫銨和硝銨化肥，不但能夠回收利用氨氣，且通過進一步處理后最終落實廢水的循環利用，縮減了氨氮化合物排放給環境帶來的污染，還能夠減少企業環保重壓，并獲得一定的經濟收益。(來源：伊犁新天煤化工有限責任公司)