CN103466873B

CN103466873B - 一种处理含高浓度酚、氨污水的方法

Info

Publication number: CN103466873B
Application number: CN201310454310.6A
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: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN103466873A

Abstract

本发明公开了一种脱除废水中的氨、酚和酸性气体，且处理效果好、高效且性价比高的处理含高浓度酚、氨污水的方法；其采用乙酸丁酯作为萃取剂，不仅回收率高，而且节能高效，性价比高；能够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；采用双塔结构使得分离更彻底，减少了单塔分离不彻底的弊端；采用逆流萃取方法使得萃取更高效，分离更彻底；值得推广与应用。

Description

一种处理含高浓度酚、氨污水的方法

技术领域

本发明涉及一种处理煤化工废水（含煤焦化污水，煤气化污水，煤提质污水），尤其涉及一种处理含高浓度酚、氨污水的方法。

技术背景

以煤为原料经过化学加工，使煤转化为气体、液体、固体的燃料及其他煤制化学品和煤加工制品过程称为煤化工。在煤化工加工过程中会产生较多的含酚、氨及酸性气体的废水，以洗涤高温煤气水为主。对该类废水必须先采取化工分离流程，去除其中大部分的酚、氨、酸性气体，才能送生化处理至达标方可排放。然而现有的处理方案中多数存在：1、脱酸工艺不合理，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，残留过高；2、脱氨工艺操作隐患较大，现用大多数工艺先对废水进行萃取脱酚，再进行废水中氨的脱除。此方法一方面在操作过程中因富含氨废水的pH>8，不利于酚的萃取；另一方面在进行酚回收的过程中会存在挥发酚损失，进而影响到回收到的氨的质量，同时降低了废水的可生化性；3、在萃取之后进行氨的回收，在此过程中会伴有铵盐结晶堵塞设备、水塔侧线夹带溶剂、溶剂汽提塔超负荷运行等问题。在CN101289234A中公开了一种双塔汽提处理含酚、氨煤化工废水的方法，然而其未对酚进行处理，存在仍需其他方案来进行脱酚处理，且对于氨的浓缩和净化依然未能解决氨残留较高的现象；在CN 101597124 B中公开了一种处理含酚氨煤气化废水的方法，其中采用的出二异丙醚萃取效果不佳，回收比较低，且用量大、价格较高；因此需要一种效果好，性价比高的萃取剂。

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

本发明提供了一种彻底地脱除废水中的氨、酚和酸性气体，且处理效果好、高效且性价比高的处理含高浓度酚、氨污水的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案：一种处理含高浓度酚、氨污水的方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）脱酸性气体：将含高酚氨污水做为热进料，从水塔塔底部分釜液做为冷进料从脱酸塔的上部进入塔内，冷热两股进料的比例为1:2-1:6；塔顶压力为0.1-0.5MPa，温度20-35℃，塔底压力为0.2-0.6MPa，温度80-110℃；使得酸性气体从塔顶气提出来，并根据组成情况可进入硫回收装置、火炬焚烧或者直接放空，从塔底采出釜液；

（2）脱氨和氨水制备：步骤（1）的塔釜采出液从中上部进入脱氨塔内，塔顶压力为0.25-0.6MPa，温度90-135℃，塔底压力为0.8-1.2MPa，温度140-200℃；将脱氨塔塔顶排出粗氨气，粗氨气采用二次冷凝的方法进行浓缩，二次冷凝后温度控制在50-60℃，进入二分分相罐排出浓度较高的氨气，此氨气进入氨浓缩塔底部，被工艺水吸收后，制备成氨水；

（3）萃取脱酚：

a.经过脱酸、脱氨，检测到釜液的pH值在6.0～7.5，然后将釜液送入以乙酸丁酯为萃取剂的萃取塔上部进行逆流萃取，保持萃取过程操作温度为30～70℃，其与废水的体积比为1:1～1:15，并将富含酚的萃取相进入溶剂回收塔中；

b.在萃取相进入溶剂回收塔时，控制溶剂回收塔塔顶压力为0.1～0.2 MPa，溶剂回收塔塔顶温度为90～120℃，溶剂回收塔塔底压力为0.12～0.25 MPa，溶剂回收塔塔釜温度为95～200℃，并通过汽提的方式回收萃取剂，回收的萃取剂送入溶剂回收罐循环利用；并在塔底得到粗酚产品；

c.在萃取塔中被萃取后的含有萃取剂和微量酚的废水经预热后送水塔回收萃取剂；

（4）废水中萃取剂的回收

萃取塔釜液经过预热器与水塔塔底换热后，进入水塔的顶部，水塔塔顶温度40-70℃，压力0.1-0.4MPa，塔底温度110-130℃，压力0.15-0.45MPa，经过精馏后，塔顶排出萃取剂并进入回收罐，在塔底得到净化水，净化水经冷却后一部分送去生化处理；另一部分进脱酸塔上部作为冷进料；水塔塔底再沸器利用脱氨塔塔顶粗氨气为加热热源；

所述的水塔采用填料塔，板式塔或填料与板式塔相结合的混合结构塔。

所述溶剂回收塔塔底采用再沸器加热，加热热源为蒸汽；

所述的溶剂回收塔是采用填料塔，板式塔或填料与板式塔相结合的混合结构塔。

本发明在所述的逆流萃取方法采用的设备为：转盘塔、填料塔、喷淋塔、筛板塔、振动筛板塔、多级串联的混合澄清槽、多级串联的泵-混合器多级萃取设备。

本发明方法与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明采用乙酸丁酯作为酚回收的萃取剂，对比中国专201210355982.7中使用二异丙基醚作为酚回收萃取剂，本发明中的萃取剂在市场价格方面具有较高优势。对比中国专利201210145137.7中使用甲基异丁基甲酮作为酚回收的萃取剂，本发明使用乙酸丁酯作为新型的萃取剂，甲基异丁基甲酮与水的共沸点为87.9℃，乙酸丁酯与水的共沸点为90.7℃，且甲基异丁基甲酮的溶解度为1.6-2.0g/100ml，乙酸丁酯的溶解度参数为0.83g/100ml为在进行溶剂回收的过程中消耗热量相差不大的情况下，相对小的溶解度在整个生产过程中损失量较小，回收过程中能耗较低。

（2）采用双塔结构使得分离，分层处理使得分离更彻底，减少了单塔分离不彻底的弊端；

（3）本发明实现了各个环节的相互回收与利用，使得在回收过程中，最小能耗获得最大的产出。

附图说明

图1为本发明的废水处理工艺流程示意图。

1、脱酸塔；2、脱氨塔；3、萃取塔；4、水塔；5、酚塔；6、脱酸塔再沸器；7、脱氨塔再沸器； 8、水塔再沸器；9、酚塔再沸器；10、一次冷凝罐；11、二次冷凝罐；12、溶剂罐；13、二分分相罐；14、氨浓缩塔；15、粗酚产品；16、生化处理；17、新加萃取剂。

具体实施方式

本发明更加详细的工艺处理方法如下：将煤化工得到的富含高酚氨的污水，作为脱酸塔1的热进料，将水塔4塔底部分釜液做为冷进料从脱酸塔1的上部进入脱酸塔1塔内；冷热两股进料的比例为1:2-1:6；脱酸塔1顶压力为0.1-0.5MPa，温度20-35℃，脱酸塔1底压力为0.2-0.6MPa，温度80-110℃；使得酸性气体从脱酸塔1塔顶气提出来，并根据组成情况可进入硫回收装置、火炬焚烧或者直接放空；从脱硫塔1塔底采出釜液，并将采出釜液由脱氨塔2的中上部进入塔内，脱氨塔2塔顶压力为0.25-0.6MPa，温度90-135℃，脱氨塔2塔底压力为0.8-1.2MPa，温度140-200℃；脱氨塔2塔顶排出粗氨气，粗氨气采用二次冷凝的方法进行浓缩，在经过二次冷凝后温度控制在60-80℃，进入二分分相罐13排出浓度较高的氨气，此氨气进入氨浓缩塔6底部，被工艺水吸收后，制备成氨水；脱氨塔2塔釜排出脱氨后的污水；将经过脱酸、脱氨的废水，进行检测，且检测到釜液pH值在6.0～7.5；然后将釜液送入以乙酸丁酯为萃取剂的萃取塔3上部进行逆流萃取，保持萃取过程操作温度为30～70℃，其与废水的体积比为1:1～1:15，并将富含酚的萃取相进入溶剂回收塔5中；在萃取相进入溶剂回收塔5时，控制溶剂回收塔5塔顶压力为0.1～0.2 MPa，溶剂回收塔5塔顶温度为90～120℃，溶剂回收塔5塔底压力为0.12～0.25 MPa，溶剂回收塔5塔釜温度为95～200℃，并通过汽提的方式回收萃取剂，回收的萃取剂送入溶剂回收罐12循环利用；并加入新的萃取剂17，在溶剂回收塔5塔底得到粗酚产品15；在萃取塔3中被萃取后的含有萃取剂和微量酚的废水经预热后送水塔4回收萃取剂；将萃取塔3釜液经过预热器与水塔4塔底换热后，进入水塔4的顶部，水塔4塔顶温度40-70℃，压力0.1-0.4MPa，塔底温度110-130℃，压力0.15-0.45MPa，经过精馏后，在水塔4塔顶排出萃取剂并进入回收罐12，在水塔4塔底得到净化水16，净化水16经冷却后一部分送去生化处理；另一部分进脱酸塔1上部作为冷进料；实现了水资源的回收利用，水塔4塔底再沸器8利用脱氨塔2塔顶粗氨气为加热热源；所述的水塔4采用填料塔，板式塔或填料与板式塔相结合的混合结构塔。

实施例1

应用上述处理含酚氨煤气化废水的装置，煤气化污水总酚含量为16522 mg/L，游离氨1334 mg/L，固定氨1451 mg/L，CO₂ 1625 mg/L，pH值为7.8，水温75℃，流量55 t/h，按图1所示流程进行处理。萃取塔采用填料塔，回水废水进料比1：4，萃取剂乙酸丁酯与废水体积比1:8，脱酸塔塔顶温度29℃，压力0.3MPa,塔底温度90℃，压力0.35MPa，回流比为0.4。脱氨塔塔顶压力为0.3MPa，温度95℃，塔底压力0.9MPa，温度160℃；溶剂回收塔塔顶压力0.15MPa，温度95度，塔底温度0.20MPa，温度120℃，水塔采用板式塔，水塔塔顶压力0.25 MPa，塔顶温度55℃，塔底压力0.27 MPa，塔底温度115℃。处理后的废水中总酚含量352 mg/L，游离氨20 mg/L，固定氨40 mg/L。去氨精制富氨气中氨气含量为96.7%，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，煤气化污水总酚含量为6510 mg/L，游离氨2130 mg/L，固定氨1640 mg/L，CO₂ 5054 mg/L，pH值为8.4，水温78℃，流量47 t/h，按图1所示流程进行处理。

萃取塔采用填料塔，回水废水进料比1：3.4，萃取剂乙酸丁酯与废水体积比1:6，脱酸塔塔顶温度33℃，压力0.35MPa,塔底温度100℃，压力0.45MPa，回流比为1:3.5。脱氨塔塔顶压力为0.45MPa，温度125℃，塔底压力1.1MPa，温度150℃；溶剂回收塔塔顶压力0.18MPa，温度105度，塔底温度0.23MPa，温度180℃，水塔采用板式塔，水塔塔顶压力0.24 MPa，塔顶温度58℃，塔底压力0.29 MPa，塔底温度130℃。处理后的废水中总酚含量265 mg/L，游离氨24mg/L，固定氨72 mg/L。去氨精制富氨气中氨气含量为95.6%，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，煤气化污水总酚含量为5520 mg/L，游离氨3310 mg/L，固定氨2620 mg/L，CO₂ 5054 mg/L，pH值为8.8，水温83℃，流量70 t/h，按图1所示流程进行处理。

萃取塔采用填料塔，回水废水进料比1：4.9，萃取剂乙酸丁酯与废水体积比1:5，脱酸塔塔顶温度22℃，压力0.45MPa,塔底温度108℃，压力0.55MPa，回流比为1:3.8。脱氨塔塔顶压力为0.28MPa，温度130℃，塔底压力1.15MPa，温度190℃；溶剂回收塔塔顶压力0.11MPa，温度115度，塔底温度0.18MPa，温度155℃，水塔采用板式塔，水塔塔顶压力0.22 MPa，塔顶温度60℃，塔底压力0.34 MPa，塔底温度122℃。处理后的废水中总酚含量223 mg/L，游离氨20 mg/L，固定氨70mg/L。去氨精制富氨气中氨气含量为96.3%，二氧化碳微量，硫化氢未检出。

Claims

1.一种处理含高浓度酚、氨污水的方法，按以下步骤进行：

（1）脱酸性气体：将含高酚氨污水做为热进料，冷进料从脱酸塔的上部进入塔内；塔顶压力为0.1-0.5MPa，温度20-35℃，塔底压力为0.2-0.6MPa，温度80-110℃；使得酸性气体从塔顶气提出来，并根据组成情况可进入硫回收装置、火炬焚烧或者直接放空，从塔底采出釜液；

（3）萃取脱酚：

（4）废水中萃取剂的回收

其特征在于：所述冷进料采用从水塔塔底采出的釜液，冷热两股进料的比例为1:2-1:6。

2.根据权利要求1所述的处理高浓度酚、氨污水的方法，其特征在于：所述的水塔采用填料塔，板式塔或填料与板式塔相结合的混合结构塔。

3.根据权利要求1所述的处理高浓度酚、氨污水的方法，其特征在于：所述溶剂回收塔塔底采用再沸器加热，加热热源为蒸汽。

4.根据权利要求1所述的处理高浓度酚、氨污水的方法，其特征在于：所述的溶剂回收塔是采用填料塔，板式塔或填料与板式塔相结合的混合结构塔。