CN1054109C - 炼焦工艺中剩余氨水的净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及炼焦工艺中剩余氨水的净化方法。净化工艺流程包括除油、絮凝和澄清工序。本发明特征在于絮凝工序中加入从澄清工序返回的部分底流污泥,并加入无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂。净化后的氨水中水不溶物<20mg/L,且工艺流程简单、操作方便、费用低廉、净化效果好。用于煤气精制工艺,可提高煤气质量,不易堵塞设备。
Description
本发明涉及水的处理方法,更具体地说是涉及氨水的净化方法。
在炼焦工艺过程中会产生一种氨水,通常称为剩余氨水或者焦化氨水。此氨水的温度为60~80℃,pH值为9.0~9.5,含氨~5g/L、硫化物~0.1g/L、氰化物≤0.02g/L、碳酸盐~0.5g/L等无机物以及焦油~0.2g/L、酚1~1.5g/L和苯类等有机物,其水不溶物含量一般为300~2000mg/L。水不溶物主要是沥青类油质物、煤粉和灰尘等。
在有些炼焦化学厂中,该氨水是作为度水直接进行处理的。有些炼焦化学厂则是利用该氨水作为煤气精制工艺的洗涤剂,以除去煤气中的二氧化硫等杂质,然后通过多种步骤回收其中的有用成分,例如酚、硫酸铵等,最后经活性污泥曝气处理后排放。
在用于洗涤煤气之前,一般是先将该氨水放在贮槽中让其自然澄清,然后用于煤气精制工艺。但是。剩余氨水中的水不溶物含量高,粒度细,澄清十分困难,所以在洗涤煤气时极易造成对设备(特别是热交换器)和管道的堵塞,给煤气精制工艺的操作造成严重困难。由此可见,该氨水在用于洗涤煤气之前必须进行处理,除去其中的水不溶物。一般认为,水不溶物含量低于20mg/L,就能维持煤气精制工艺的正常运行。
日本专利特开昭62-65786公开了处理焦化氨水的一种方法。该方法先往氨水中加入聚合硫酸铁,使氨水中的CN-与Fe2+作用形成亚铁氰化物,进而与Fe3+作用形成亚铁氰化铁沉淀;同时,形成的氢氧化铁聚合物使油类、亚铁氰化铁和其它杂质发生絮凝作用,然后进行澄清分离;经澄清后的氨水用蒸馏法脱氢,蒸出的氨经吸收塔吸收后用作回收硫酸铵的原料;经蒸氨后的废水送曝气池进行活性污泥处理,以脱除废水中的酚等有机物;经曝气处理后的废水再加聚合硫酸铁进行絮凝澄清,澄清液即可外排。
该专利的基本特征是使用聚合硫酸铁作絮凝剂。使用聚合硫酸铁有两个缺点:(1)聚合硫酸铁的用量(按Fe量计算)为210~1900mg/L,用量很大,而且聚合硫酸铁的价格较高,所以用此法处理的费用较高。(2)由于聚合硫酸铁的加入量太大,致使氨水中的氨发生化学变化,溶液的pH值由9.17降低至8.6。由于氢氧化铵浓度降低,将严重影响氨水洗涤煤气时的脱硫效果。
本发明的目的在于提供一种处理费用低廉、净化效果好、操作方便的炼焦工艺中剩余氨水的净化方法。
本发明是这样来实施的,本发明工艺过程包括除油、絮凝和澄清工序,本发明的技术特征在于在絮凝工序中采用的无机絮凝剂为铝盐,如明矾、氯化铝、碱式氯化铝或硫酸铝等,同时还加入有机高分子絮凝剂,如阴离子型聚丙烯酰胺等。为了更有效地除去氨水中的水不溶物和加快澄清速度,本发明还在絮凝工序中从澄清工序返回部分底流污泥。
本发明采用铝盐作絮凝剂较之铁盐不仅效果好,而且用量少。由于用量少可大大降低处理氨水的成本,同时因为用量少,处理后的氨水中氨氮组成无明显变化,在用于精制煤气工艺时,就会提高脱硫效果。表1中列出了铝盐、铁盐絮凝剂的絮凝效果比较。
表1 铝盐、铁盐絮凝效果比较
(澄清时间均为1小时)试剂名称 用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)聚合硫酸铁 100 200碱式氯化铝 50 100
本发明中同时采用元机絮凝剂与有机高分子絮凝剂,配合使用,较单独用无机絮凝剂,絮凝效果也大大提高,见表2。
表2 铝盐单独处理与铝盐-阴离子型聚丙
烯酰胺处理的絮凝效果对比试剂名称 用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)碱式氯化铝 50 100碱式氯化铝 50+0.3 30+阴离子型聚丙烯酰胺
本发明中采用底流污泥的部分返回不仅可以提高絮凝效果,也可加快澄清速度。因为底流污泥有较高的表面活性,能够吸附氨水中的悬浮物,且由于底流污泥的返回,使氨水中水不溶物含量提高,致使形成的絮团既多又大,加快了澄清速度。表3列出了底流污泥返回与不返回对絮凝效果的比较。
表3 底流污泥返回与不返回的对比
(碱式氯化铝用量50mg/L,阴离子型聚丙烯酰胺用量0.3mg/L)
底流污泥 水不溶物含量(mg/L)
不返回(氨水中水不溶物含量0.5g/L) 30
返回(氨水中水不溶物含量4.5g/L) 8
图1是本发明的工艺流程图。
从图1可见,本发明的工艺过程包括除油、絮凝和澄清工序。
(1)除油工序:将炼焦工艺中的剩余氨水经隔油处理除去大部分焦油,分离出来的焦油送至焦油回收系统回收,隔油后的氨水进入絮凝工序,
(2)絮凝工序:本发明在该工序中先从澄清工序中返回部分底流污泥,再加入无机絮凝剂适合混合,最后加入有机高分子絮凝剂使混合均匀。底流污泥的返回量以使除油后的剩余氨水中水不溶物含量达到4~10g/L。加入无机絮凝剂的量为10~100mg/L,无机絮凝剂为明矾、氯化铝、碱式氯化铝或硫酸铝等铝盐。加入有机絮凝剂均量为0.1~1.0mg/L,有机絮凝剂为阴离子型聚丙烯烯酰胺,其分子量为600~1500万,水解度为40~100%的为佳。表4列出了不同分子量对絮凝效果的影响。表5列出了水解度对絮凝效果的影响。
表5 阴离子型聚丙烯酰胺分子量的对比
分子量 用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)
300万 0.2 110
600万 0.2 95
1000万 0.2 80
表6 阴离子型聚丙烯酰胺水解度的影响
水解度(%) 用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)
5 0.4 115
50 0.4 95
80 0.4 80
表1至表6的澄清时间均为1小时。
(3)澄清工序,澄清工序在澄清槽中进行,絮团在澄清槽中向下沉积,从底部排出口排出,除去了水不溶物的氨水则由溢流排出口排出。得到的氨水清澈透明,水不溶物含量<20mg/L,底部污泥部分返回无絮凝工序,其余至重油回收系统。
综上所述可见,本发明的净化氨水的方法,工艺流程简单;操作方便;絮凝剂用量低,因而处理氨水成本低,日本专利(特开昭62-65786)使用聚合硫酸铁(加入量为210~1900mg/L)费用为1.5~12元/吨氨水,本发明费用为0.10~0.5元/吨氨水;氨水净化效果好,水不溶物含量<20mg/L;经处理后的氨水其氨氮组分元明显变化。用本发明处理的氨水用于煤气精制工艺,不仅可提高煤气质量(脱硫效果提高),而且使设备不易堵塞,此外,由于氨水中水不溶物含量低,对于后续工序萃取回收酚也极为有利,可以明显降低萃取剂的损耗,提高酚的回收率,同时也可减轻废水生化处理的负荷。
实施例1。
(1)除油工序,将剩余氨水置于带下口的不锈钢小槽中,静置10分钟,从下口取出的剩余氨水可除去80%的焦油。
(2)絮凝工序:将1000mL除油处理后的剩余氨水(水不溶物含量为550mg/L)维持在65±2℃,加入经絮凝沉积下来的污泥(即澄清工序中的底流污泥)40mL(浓度为20%重量),使氨水中的水不溶物含量为8.5g/L。然后加氯化铝溶液10mL(浓度为4g/L)适当混合后,再加入水解度为30%的聚丙烯酰胺(其分子量为600万,浓度为0.2g/L)溶液2.0mL,使其混合均匀。
(3)澄清工序:将上述工序中的絮凝溶液置于澄清槽中2小时,清澈透明的氨水从槽的溢流口排出,其水不溶物含量为19mg/L,底流污泥从底部排出,部分返回至絮凝工序,其余去重油回收系统。
实施例2。
(1)除油工序:同实施例1。
(2)絮凝工序:取隔油处理后的剩余氨水1000mL,其水不溶物含量为480mg/L,维持温度为65±2℃,加入底流污泥(浓度为20%重量)20mL,得到水不溶物含量为4.5g/L,再加入碱式氯化铝溶液(浓度为2g/L)15mL,适当混合后,再加入水解度为70%、分子量为920万的阴离子型聚丙烯酰胺溶液(0.2g/L)1mL,使其混合均匀。
(3)澄清工序:同实施例1,所得氨水中水不溶物含量为8mg/L。
实施例3。
(1)除油工序:同实施例1。
(2)絮凝工序:取隔油处理后的剩余氨水1000mL,水不溶物含量为590mg/L,维持温度65±2℃。加入底流污泥50mL(浓度为20%重量),使氨水中的水不溶物含量为10g/L,加入明矾溶液(4g/L)25mL,混合后,再加入水解度为90%、分子量为1000万阴离子型聚丙烯酰胺1.5mL(浓度为0.2g/L),使其混合均匀。
(3)澄清工序:同实施例1,所得氨水中水不溶物含量为10mg/L。
实施例4。
(1)除油工序:同实施例1。
(2)絮凝工序:取隔油处理后的剩余氨水1000mL,水不溶物含量为750mg/L,维持温度65±2℃,加入底流污泥(浓度为20%重量)25mL,使氨水中水不溶物含量为5.5g/L,再加入硫酸铝溶液(4g/L)22.5mL,混合后,再加入水解度为50%、分子量为800万的阴离子型聚丙烯酰胺2.5mL(浓度为0.2g/L),使其混合均匀。
(3)澄清工序:同实施例1。所得氨水中水不溶物含量为15mg/L。
Claims (3)
1.一种炼焦工艺中剩余氨水的净化方法,其特征在于它包括除油、絮凝和澄清工序;
(1)除油工序:将炼焦工艺中的剩余氨水经隔油处理后除去大部分焦油,分离出来的焦油送至焦油回收系统回收,隔油后的氨水进入絮凝工序;
(2)絮凝工序:在经隔油处理后的氨水中加入从澄清工序中返回的部分底流污泥,再加入无机絮凝剂明矾、氯化铝、碱式氯化铝或硫酸铝,最后加入有机高分子絮凝剂—阴离子型聚丙烯酰胺。
(3)澄清工序:把上述工序中的絮凝氨水置于澄清槽中澄清,清澈透明的氨水从槽的溢流口排出,底流污泥部分返回至絮凝工序,其余从底部出口排出。
2.如权利要求1中的净化方法,其特征在于返回的底流污泥量以保证剩余氨水中的水不溶物达到4~10g/L,加入无机絮凝剂量为10~100mg/L氨水,加入有机高分子絮凝剂量为0.1~1.0mg/L氨水。
3.如权利要求1或2中的净化方法,其特征在于有机高分子絮凝剂阴离型聚丙烯酰胺的分子量为600~1500万,水解度为40~100%。
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