CN114573127A - 煤气化废水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废水处理领域，公开了一种煤气化废水的处理工艺，包括以下步骤：将浓硫酸或过硫酸、废水通入反应釜中进行反应；酸处理反应后的废水通入吹脱塔内进行吹脱分离工序，气体进入气体脱氨工序，废水进入液体脱氨工序；气体依次经由稀硫酸吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，得到硫酸铵溶液和二氧化碳气体；液体经精密过滤器过滤后，得精滤水和精滤渣；精滤水由滤后水罐收集，再经超滤膜组过滤得到超滤水和超滤渣，超滤水经第一pH调节罐、过滤器后进入液体膜脱氨组件，得到硫酸铵溶液和可回用水。本发明运行成本低，耐冲击负荷，可实现高氨氮废水的资源化处理，处理路径上采用封闭式循环，避免形成二次污染，几乎没有废气和废水排出。

Description

煤气化废水的处理工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，涉及煤气化废水的处理工艺，更具体的，涉及一种用加酸法结合膜吸收的方法资源化处理含高二氧化碳、高氨、高硫化氢废水，对氨、硫化氢、二氧化碳进行脱除并回收利用的处理工艺。
背景技术
Shell煤气化工艺是荷兰壳牌公司近年来推出的新工艺，该工艺具有对煤质要求低、环境污染小等特点，我国目前已建成几十套这种粉煤气化工艺系统，并将该工艺系统用于氨、甲醇的生产。但在该工艺系统的运行过程中，会产生CO含量大于65%的气体，高浓度的CO使现有耐硫变换系统不堪重负，同时，高浓度的CO还会引起高放热的甲烷化副反应，使催化剂床层失效，因此，研发人员开发了与之配套的的耐硫变换工艺，很好地处理上述问题。
在上述的耐硫变换工艺过程中会产生煤气化高氨氮废水，高氨氮废水排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其它微生物大量繁殖，形成富营养化污染，一方面会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外，另一方面会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊灭亡。氨氮还会使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量，对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性。当污水回用时，再生水中微生物可以促进输水管和用水设备中微生物的繁殖,形成生物后堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。
目前大部分企业处理高氨氮的煤气化废水均采用吹脱+生化处理。但由于耐硫变换工艺过程中产生的煤气化高氨氮废水中二氧化碳、氨、硫化氢的含量都非常高，经吹脱后的煤气化高氨氮废水中残留氨浓度依然较高，为满足生化微生物的生长繁殖要求，则需要补充大量的有机碳源，致使水处理费用大大增加，且生化污泥的处理效果随环境温度、操作水平的影响较大，因此很难做到长期稳定运行，同时，生化剩余活性污泥的处置，更是给企业生产带来巨大的环保压力。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种煤气化高二氧化碳、高氨、高硫化氢废水的处理工艺，该处理工艺针对煤气化废水中二氧化碳、氨、硫化氢的去除效果好、处理效果稳定、时间短、不会造成二次污染。
为实现本发明目的，具体方案如下：
一种煤气化废水的处理工艺，包括以下步骤：
（1）酸处理：将硫酸储罐中的浓硫酸或过硫酸、废水储罐中的煤气化废水通入反应釜中进行反应，使废水中的碳酸以游离的二氧化碳存在、硫化氢氧化成单质硫沉淀、部分氨转化为硫酸铵；
（2）气液分离：将经步骤（1）酸处理反应后的煤气化废水通入吹脱塔内进行吹脱分离工序，废水中的气态氨、水蒸汽、二氧化碳从吹脱塔的出气口进入气体脱氨工序，气体分离后的废水从吹脱塔底部出料口进入液体脱氨工序；
（3）气体脱氨工序：分离后的气体依次经由稀硫酸吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，得到硫酸铵溶液和二氧化碳气体，气体膜脱氨组件与第一酸吸收液循环罐循环连通，吸收塔和第一酸吸收液循环罐中的硫酸铵溶液送入硫酸铵储罐储存；
（4）液体脱氨工序：分离后的液体经精密过滤器过滤后，得精滤水和精滤渣；
精滤水由滤后水罐收集，再经超滤膜组过滤得到超滤水和超滤渣，超滤水经第一pH调节罐、过滤器后进入液体膜脱氨组件，得到硫酸铵溶液和可回用水，液体膜脱氨组件与第二酸吸收液循环罐循环连通，第一酸吸收液循环罐中的硫酸铵溶液送入硫酸铵储罐储存；
反冲洗水储罐、反洗沉淀罐均分别与精密过滤器、超滤膜组连通，精滤渣和超滤渣由反冲洗水带动进入反洗沉淀罐中进行沉淀，然后进入叠螺机过滤得到单质硫和脱除水。
优选地，步骤（1）中，所述硫酸储罐和反应釜管道连通，该管道上设置硫酸计量槽。
优选地，步骤（1）中，浓硫酸或过硫酸与废水中CO2、NH3、H2S总的摩尔比例保持为2~2.5:5。
优选地，步骤（2）中，所述吹脱塔为板式塔，吹脱塔中气液比设定为4000~5000：1。
优选地，步骤（3）中所得二氧化碳气体经由二氧化碳吸收罐吸收，二氧化碳吸收罐内为氢氧化钠溶液。
优选地，步骤（3）和步骤（4）中，吸收塔、第一酸吸收液循环罐、第二酸吸收液循环罐中硫酸铵的质量浓度达到20~23%后进行收集。
优选地，步骤（3）和步骤（4）中的气体膜脱氨组件、液体膜脱氨组件，膜采用聚丙烯或聚四氟乙烯材质的中空纤维疏水膜，膜的孔径为0.02~0.45μm。
优选地，步骤（4）中，过滤器为保安过滤器。
优选地，步骤（4）中，经第一pH调节罐调节后，超滤水的pH值为11.5~12。
优选地，步骤（4）得到的脱除水直接返回反冲洗水储罐，得到的可回用水通过第二pH调节罐调节pH值为6~9。
相对现有技术，本发明的有益效果在于：
（1）本发明处理工艺简单易操作、运行成本低，耐冲击负荷。处理过程中，废水中硫化氢转化为硫单质，将硫回收；利用气体膜脱氨组件对氨和二氧化碳进行彻底分离，得到纯净的二氧化碳，排放或使用烧碱吸收制成纯碱；处理后的废水已转化成相应氨浓度的硫酸铵溶液，氨氮脱除率超过99%，可完全回用于硫酸铵系统，实现高氨氮废水的资源化处理。
（2）本工艺在处理路径上采用封闭式循环，避免形成二次污染，几乎没有废气和废水排出。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的煤气化含氨废水的处理系统的结构示意图；
图2为本发明的煤气化含氨废水的处理工艺流程图；
1—硫酸储罐；2—废水储罐；3—第一风机；4—吹脱塔；5—吸收塔；6—精密过滤器；7—滤后水罐；8—超滤膜组；9—第一pH调节罐；10—保安过滤器；11—反冲洗水储罐；12—反洗沉淀罐；13—叠螺机；14—第二pH调节罐；15—硫酸计量槽；16—反应釜；17—第二风机；18—气体膜脱氨组件；19—第一酸吸收液循环罐；20—硫酸铵储罐；21—纯水储罐；22—液体膜脱氨组件；23—第二酸吸收液循环罐。
具体实施方式
下为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种煤气化含氨废水的处理系统，包括酸处理模块、气体膜脱氨模块、液体膜脱氨模块、第一酸吸收液循环罐19、第二酸吸收液循环罐23、纯水罐21和硫酸铵储罐20；其中：
本实施例中，酸处理模块包括硫酸储罐1、废水储罐2、反应釜16、吹脱塔4、硫酸计量槽15，吹脱塔4设置为板式塔，吹脱塔4设置进料口、进气口、出料口、出气口，硫酸储罐1通过泵和输送管与硫酸计量槽15相连，废水储罐2通过泵和输送管与反应釜16相连，硫酸计量槽15通过计量泵和输送管与反应釜16相连，将废水与浓硫酸在反应釜中反应，反应釜16通过输送管与吹脱塔4的进料口相连，吹脱塔4的进气口连接风机3，将反应后的废水使用风机3将液体中的二氧化碳吹出，吹脱塔4顶部出气口通过输送管与吸收塔5相连。
本实施例中，气体膜脱氨模块包括与吹脱塔4的出气口管道连通的吸收塔5、气体膜脱氨组件18、第一酸吸收液循环罐19，吸收塔5内为稀硫酸，硫酸储罐1通过泵和输送管与吸收塔5相连，气体进入吸收塔5通过稀硫酸吸收水蒸汽并吸收部分随二氧化碳逸出的氨气，吸收塔5顶部通过风机17和输送管与气体膜脱氨组件18相连；第一酸吸收液循环罐19通过泵和输送管与气体膜脱氨组件18循环连通，硫酸储罐1通过泵和输送管与第一酸吸收液循环罐19相连；气体膜脱氨组件18中混合气体与酸吸收液错流循环吸收，将氨转化为硫酸铵溶液，剩余二氧化碳气体排出或进行富集提纯、进而收集出售或经二氧化碳吸收罐中的烧碱吸收制成纯碱；气体膜脱氨组件18通过输送管和硫酸铵储罐20相连，当酸吸收液中硫酸铵浓度达到回用标准时打开阀门将液体转移至硫酸铵储罐20中。
本实施例中，液体膜脱氨模块中，吹脱塔4底部通过泵和输送管与精密过滤器6相连，进入精密过滤器6进行初次过滤，可设置过滤废水中大于1μm的物质，精密过滤器6底部通过输送管与反冲洗水储罐11和反洗沉淀罐12相连，将反冲洗污水输送至反洗沉淀罐12内；精密过滤器6通过输送管与滤后水罐7相连，过滤后的废水储存在滤后水罐7中；滤后水罐7通过泵和输送管与超滤膜组8相连，废水进行进一步过滤，滤后废水进入第一pH调节罐9，超滤膜组8与反冲洗水储罐11和反洗沉淀罐12相连，反冲洗污水通过输送管进入反洗沉淀罐12。
本实施例中，反冲洗水储罐11通过泵和输送管与反洗沉淀罐12相连；精密过滤器6与超滤膜组8反冲洗污水送入反洗沉淀罐12中进行固体物质的冲洗与沉淀，反洗沉淀罐12底部通过输送管与叠螺机13相连，将反洗沉淀后含大量水分的固体物质送入叠螺机13进行浓缩脱水，脱水后得到硫，叠螺机13底部通过输送管与反冲洗水储罐11相连，将脱除后的水送入反冲洗水储罐11中循环使用。
本实施例中，第一pH调节罐9顶部输送管连接氨水储罐（未示出），通过输送氨水将废水pH调节至11.5~12，第一pH调节罐9通过输送管与保安过滤器10相连，经pH调节后的废水再经保安过滤器10进行进一步过滤；保安过滤器10通过输送管与液体膜脱氨组件22相连，第二酸吸收液循环罐23通过泵和输送管与液体膜脱氨组件22循环连通，硫酸储罐1通过泵和输送管与第二酸吸收液循环罐23相连；进入液体膜脱氨组件22的含氨废水中的氨被酸吸收液吸收，液体膜脱氨组件22中废水与酸吸收液错流循环吸收，将废水中的氨转化为硫酸铵溶液，循环吸收液达标后进入硫酸铵储罐20，被吸收后的水体进入第二pH调节罐14，调节pH至6~9后返回厂区的后续工序；硫酸铵储罐20通过泵和输送管与后续的硫酸铵处理系统工序相连。
本实施例中，设置纯水罐21提供纯水，通过输送管与吸收塔5、第一酸吸收液循环罐19、第二酸吸收液循环罐23、第一pH调节罐9、第二pH调节罐14和反冲洗水储罐11相连。
本实施例中，气体膜脱氨组件18、液体膜脱氨组件22的膜采用聚丙烯或聚四氟乙烯材质的中空纤维疏水膜，膜的孔径为0.02~0.45μm。
实施例2
如图2所示，本实施例提供一种使用实施例1中煤气化含氨废水的处理系统的处理工艺，具体步骤如下：
（1）酸处理：将硫酸储罐中的浓硫酸或过硫酸、废水储罐中的煤气化废水通入反应釜中进行反应，反应过程中，浓硫酸或过硫酸与废水中CO2、NH3、H2S总的摩尔比例保持为2~2.5:5，使废水中的碳酸以游离的二氧化碳存在、硫化氢氧化成单质硫沉淀、部分氨转化为硫酸铵，其中，硫酸储罐和反应釜管道连通，该管道上设置硫酸计量槽，可监控并计量浓硫酸或过硫酸的流量及使用量；
（2）气液分离：将经步骤（1）酸处理反应后的煤气化废水通入板式吹脱塔内，保持气液比为4000~5000:1，打开风机进行吹脱分离工序，废水中的气态氨、水蒸汽、二氧化碳从吹脱塔的出气口进入气体脱氨工序，气体分离后的废水从吹脱塔底部出料口进入液体脱氨工序；
（3）气体脱氨工序：分离后的气体依次经由稀硫酸吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，得到硫酸铵溶液和二氧化碳气体，气体膜脱氨组件与第一酸吸收液循环罐循环连通，吸收塔和气体膜脱氨组件中的硫酸铵溶液达到质量浓度为20~23% 送入硫酸铵储罐储存，二氧化碳气体排出或经二氧化碳吸收罐中的烧碱吸收制成纯碱；
（4）液体脱氨工序：分离后的液体经精密过滤器过滤后，得精滤水和精滤渣；
精滤水由滤后水罐收集，再经超滤膜组过滤得到超滤水和超滤渣，超滤水经第一pH调节罐调节pH值为11.5~12，再经保安过滤器后进入液体膜脱氨组件，得到硫酸铵溶液和可回用水，液体膜脱氨组件与第二酸吸收液循环罐循环连通，液体膜脱氨组件中的硫酸铵溶液达到质量浓度为20~23%送入硫酸铵储罐储存，可回用水通过第二pH调节罐调节pH值为6~9，然后返回厂区其他工序；
反冲洗水储罐、反洗沉淀罐均分别与精密过滤器、超滤膜组连通，精滤渣和超滤渣由反冲洗水带动进入反洗沉淀罐中进行沉淀，然后进入叠螺机过滤得到单质硫和脱除水，脱除水返回反冲洗水储罐。
实施例3
湖南某石油化工厂煤气化产生的废水，通过汽提系统产生高氨氮废水，该高氨氮废水中：CO2质量浓度为25.74%，NH3质量浓度为12.62%，H2S质量浓度为1%，H2O质量浓度为60.55%，总流量为2984.6kg/h。
使用实施例1中煤气化含氨废水的处理系统和实施例2中煤气化含氨废水的处理工艺进行处理，具体步骤如下：
（1）产生的高氨氮废水进入并储存在废水储罐（20m3）中，通过泵和输送管进入反应釜（8m3）中，浓硫酸储罐（15m3）通过泵和输送管至浓硫酸计量槽（5m3）中，通过计量泵输送至反应釜中混合反应，混合液中，浓硫酸与废水中CO2、NH3、H2S总的摩尔比例保持为2~2.5：5，待反应完全后，硫化氢被转化为硫单质，废水中存在游离的二氧化碳，部分氨转化为硫酸铵；
（2）通过计量泵和输送管将步骤（1）反应后的废水通入板式吹脱塔，吹脱塔的气液比保持为4000:1，打开风机进行吹脱，将废水中游离的二氧化碳脱除，二氧化碳伴随气态氨及水蒸汽从出气口进入气体膜脱氨模块，废水存于吹脱塔底部，经泵提升后从出料口进入液体膜脱氨模块；
（3）在气体膜脱氨模块中，二氧化碳、气态氨、水蒸汽依次进入吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，吸收塔中使用稀硫酸，气体膜脱氨组件采用中空纤维疏水膜，孔径为0.45μm的PE膜，第一酸吸收液循环罐中酸吸收液采用3 mol/L的稀硫酸，气体膜脱氨组件与第一酸吸收液循环罐之间设置管道和循环泵，控制循环流速为50L/h，经吸收塔内稀硫酸和气体膜脱氨组件内循环的稀硫酸酸洗吸收后，洗出混合气体中的氨气，尾气为纯净的二氧化碳气体，使用烧碱吸收制成纯碱，残余氨吸收形成硫酸铵溶液，吸收塔和气体膜脱氨组件中硫酸铵达到质量浓度为20~23%后，关闭气体膜脱氨组件和第一酸吸收液循环罐之间的循环流通，打开气体脱氨膜组件与硫酸铵储罐之间的流通管道，将硫酸铵与硫酸的混合溶液送入硫酸铵储罐；
（4）在液体膜脱氨模块中：
经过吹脱后的废水从吹脱塔底部通过泵和输送管进入精密过滤器进行初步过滤，过滤废水中大于1μm的物质，过滤后储存在滤后水罐（15m3）中，而反冲洗污水通过底部的输送管进入反洗沉淀罐（8m3）中；储存在滤后水罐中的废水进入超滤膜组进行进一步过滤，滤后废水进入第一pH调节罐中，反冲洗污水通过底部的输送管进入反洗沉淀罐；集中在反洗沉淀罐中废水进一步冲洗沉淀，于底部将含水固体物质输送至叠螺机中进行浓缩脱水，得到单质硫。
通过超滤膜后的水进入第一pH调节罐，通入氨气调节pH至11.5~12，之后通过保安过滤器，通过泵和输送管进入液体膜脱氨组件，液体氨被酸吸收液循环吸收。膜吸收组件采用疏水膜，孔径为0.22μm的PE膜；酸吸收液采用3 mol/L的稀硫酸；液体膜脱氨组件与第二酸吸收液循环罐之间设置管道和循环泵，控制循环流速为50L/h。
叠螺机脱除的水直接返回反冲洗水储罐，液态氨吸收膜处理后的水排入第二pH调节罐中，调节pH为6~9后返回厂区其他工序。
本实施例中，硫酸铵产量为1449.23kg/h，氨的回收率达到99%；碳酸钠的产量为1628.66kg/h，二氧化碳回收率达到88%；硫的产量为28kg/h，硫化氢回收率达到99%。
实施例4
河南某石油化工厂煤气化产生高氨氮废水，CO2质量浓度为22.14%，NH3质量浓度为13.12%，H2S质量浓度为1.3%，H2O质量浓度为63.44%，总流量为3264.8/h。
使用实施例1中煤气化含氨废水的处理系统和实施例2中煤气化含氨废水的处理工艺进行处理，具体步骤如下：
（1）产生的高氨氮废水进入并储存在废水储罐（25m3）中，通过泵和输送管进入反应釜（10m3）中，浓硫酸储罐（15m3）通过泵和输送管至浓硫酸计量槽（5m3）中，通过计量泵输送至反应釜中混合反应，混合液中，浓硫酸与废水中CO2、NH3、H2S总的摩尔比例保持为2~2.5：5，待反应完全后，硫化氢被转化为硫单质，废水中存在游离的二氧化碳，部分氨转化为硫酸铵；
（2）通过计量泵和输送管将步骤（1）反应后的废水通入板式吹脱塔，吹脱塔的气液比设置为5000:1，打开风机进行吹脱，将废水中游离的二氧化碳脱除，二氧化碳伴随气态氨及水蒸汽从出气口进入气体膜脱氨模块，废水存于吹脱塔底部，经泵提升后从出料口进入液体膜脱氨模块；
（3）在气体膜脱氨模块中，二氧化碳、气态氨、水蒸汽依次进入吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，吸收塔中使用稀硫酸，气体膜脱氨组件采用中空纤维疏水膜，孔径为0.45μm的PE膜，第一酸吸收液循环罐中酸吸收液采用3 mol/L的稀硫酸，气体膜脱氨组件与第一酸吸收液循环罐之间设置管道和循环泵，控制循环流速为50L/h，经吸收塔内稀硫酸和气体膜脱氨组件内循环的稀硫酸酸洗吸收后，洗出混合气体中的氨气，尾气为纯净的二氧化碳气体，使用烧碱吸收制成纯碱，残余氨吸收形成硫酸铵溶液，吸收塔和气体膜脱氨组件中硫酸铵达到质量浓度为20~23%后，关闭气体膜脱氨组件和第一酸吸收液循环罐之间的循环流通，打开气体脱氨膜组件与硫酸铵储罐之间的流通管道，将硫酸铵与硫酸的混合溶液送入硫酸铵储罐；
（4）在液体膜脱氨模块中：
经过吹脱后的废水从吹脱塔底部通过泵和输送管进入精密过滤器进行初步过滤，过滤废水中大于1μm的物质，过滤后储存在滤后水罐（18m3）中，而反冲洗污水通过底部的输送管进入反洗沉淀罐（10m3）中；储存在滤后水罐中的废水进入超滤膜组进行进一步过滤，滤后废水进入第一pH调节罐中，反冲洗污水通过底部的输送管进入反洗沉淀罐；集中在反洗沉淀罐中废水进一步冲洗沉淀，于底部将含水固体物质输送至叠螺机中进行浓缩脱水，得到单质硫。
通过超滤膜后的水进入第一pH调节罐，通入氨气调节pH至11.5~12，之后通过保安过滤器，通过泵和输送管进入液体膜脱氨组件，液体氨被酸吸收液循环吸收。膜吸收组件采用疏水膜，孔径为0.22μm的PE膜；酸吸收液采用3 mol/L的稀硫酸；液体膜脱氨组件与第二酸吸收液循环罐之间设置管道和循环泵，控制循环流速为60L/h。
叠螺机脱除的水直接返回反冲洗水储罐，液态氨吸收膜处理后的水排入第二pH调节罐中，调节pH为6~9后返回厂区其他工序。
本实施例中，硫酸铵产量为1648.1kg/h，氨的回收率达到99%；碳酸钠的产量为1733.58kg/h；硫的产量为39.5kg/H，硫化氢的回收率达到98.8%。
实施例5
山西某石油化工厂煤气化产生的废水，通过汽提系统产生高氨氮废水，CO2质量浓度为24.16%，NH3质量浓度为14.07%，H2S质量浓度为1.2%，H2O质量浓度为60.57%，总流量为3674.8kg/h。
使用实施例1中煤气化含氨废水的处理系统和实施例2中煤气化含氨废水的处理工艺进行处理，具体步骤如下：
（1）产生的高氨氮废水进入并储存在废水储罐（25m3）中，通过泵和输送管进入反应釜（10m3）中，浓硫酸储罐（20m3）通过泵和输送管至浓硫酸计量槽（8m3）中，通过计量泵输送至反应釜中混合反应，混合液中，浓硫酸与废水中CO2、NH3、H2S总的摩尔比例保持为2~2.5：5，待反应完全后，硫化氢被转化为硫单质，废水中存在游离的二氧化碳，部分氨转化为硫酸铵；
（2）通过计量泵和输送管将步骤（1）反应后的废水通入板式吹脱塔，吹脱塔的气液比设置为5000:1，打开风机进行吹脱，将废水中游离的二氧化碳脱除，二氧化碳伴随气态氨及水蒸汽从出气口进入气体膜脱氨模块，废水存于吹脱塔底部，经泵提升后从出料口进入液体膜脱氨模块；
（3）在气体膜脱氨模块中，二氧化碳、气态氨、水蒸汽依次进入吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，吸收塔中使用稀硫酸，气体膜脱氨组件采用中空纤维疏水膜，孔径为0.45μm的PTFE膜，第一酸吸收液循环罐中酸吸收液采用3 mol/L的稀硫酸，气体膜脱氨组件与第一酸吸收液循环罐之间设置管道和循环泵，控制循环流速为70L/h，经吸收塔内稀硫酸和气体膜脱氨组件内循环的稀硫酸酸洗吸收后，洗出混合气体中的氨气，尾气为纯净的二氧化碳气体，使用烧碱吸收制成纯碱，残余氨吸收形成硫酸铵溶液，吸收塔和气体膜脱氨组件中硫酸铵达到质量浓度为20~23%后，关闭气体膜脱氨组件和第一酸吸收液循环罐之间的循环流通，打开气体脱氨膜组件与硫酸铵储罐之间的流通管道，将硫酸铵与硫酸的混合溶液送入硫酸铵储罐；
（4）在液体膜脱氨模块中：
经过吹脱后的废水从吹脱塔底部通过泵和输送管进入精密过滤器进行初步过滤，过滤废水中大于1μm的物质，过滤后储存在滤后水罐（20m3）中，而反冲洗污水通过底部的输送管进入反洗沉淀罐（15m3）中；储存在滤后水罐中的废水进入超滤膜组进行进一步过滤，滤后废水进入第一pH调节罐中，反冲洗污水通过底部的输送管进入反洗沉淀罐；集中在反洗沉淀罐中废水进一步冲洗沉淀，于底部将含水固体物质输送至叠螺机中进行浓缩脱水，得到单质硫。
通过超滤膜后的水进入第一pH调节罐，通入氨气调节pH至11.5~12，之后通过保安过滤器，通过泵和输送管进入液体膜脱氨组件，液体氨被酸吸收液循环吸收。膜吸收组件采用疏水膜，孔径为0.22μm的PTFE膜；酸吸收液采用3.5 mol/L的稀硫酸；液体膜脱氨组件与第二酸吸收液循环罐之间设置管道和循环泵，控制循环流速为60L/h。
叠螺机脱除的水直接返回反冲洗水储罐，液态氨吸收膜处理后的水排入第二pH调节罐中，调节pH为6~9后返回厂区其他工序。
本实施例中，硫酸铵产量为1989.38kg/h，氨的回收率达到99%；碳酸钠的产量为1818.04kg/h，二氧化碳回收率达到85%；硫的产量为41kg/h，硫化氢的回收率达到98.7%。
以上所述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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种煤气化废水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）酸处理：将硫酸储罐中的浓硫酸或过硫酸、废水储罐中的煤气化废水通入反应釜中进行反应，使废水中的碳酸以游离的二氧化碳存在、硫化氢氧化成单质硫沉淀、部分氨转化为硫酸铵；
（2）气液分离：将经步骤（1）酸处理反应后的煤气化废水通入吹脱塔内进行吹脱分离工序，废水中的气态氨、水蒸汽、二氧化碳从吹脱塔的出气口进入气体脱氨工序，气体分离后的废水从吹脱塔底部出料口进入液体脱氨工序；
（3）气体脱氨工序：分离后的气体依次经由稀硫酸吸收塔和气体膜脱氨组件吸收，得到硫酸铵溶液和二氧化碳气体，气体膜脱氨组件与第一酸吸收液循环罐循环连通，吸收塔和第一酸吸收液循环罐中的硫酸铵溶液送入硫酸铵储罐储存；
（4）液体脱氨工序：分离后的液体经精密过滤器过滤后，得精滤水和精滤渣；
精滤水由滤后水罐收集，再经超滤膜组过滤得到超滤水和超滤渣，超滤水经第一pH调节罐、过滤器后进入液体膜脱氨组件，得到硫酸铵溶液和可回用水，液体膜脱氨组件与第二酸吸收液循环罐循环连通，第一酸吸收液循环罐中的硫酸铵溶液送入硫酸铵储罐储存；
反冲洗水储罐、反洗沉淀罐均分别与精密过滤器、超滤膜组连通，精滤渣和超滤渣由反冲洗水带动进入反洗沉淀罐中进行沉淀，然后进入叠螺机过滤得到单质硫和脱除水。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述硫酸储罐和反应釜管道连通，该管道上设置硫酸计量槽。
3.如权利要求1或2所述的处理工艺，其特征在于，步骤（1）中，浓硫酸或过硫酸与废水中CO2、NH3、H2S总的摩尔比例保持为2~2.5:5。
4.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述吹脱塔为板式塔，吹脱塔中气液比设定为4000~5000：1。
5.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（3）中所得二氧化碳气体经由二氧化碳吸收罐吸收，二氧化碳吸收罐内为氢氧化钠溶液。
6.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中，吸收塔、第一酸吸收液循环罐、第二酸吸收液循环罐中硫酸铵的质量浓度达到20~23%后进行收集。
7.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中的气体膜脱氨组件、液体膜脱氨组件，膜采用聚丙烯或聚四氟乙烯材质的中空纤维疏水膜，膜的孔径为0.02~0.45μm。
8.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（4）中，过滤器为保安过滤器。
9.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，步骤（4）中，经第一pH调节罐调节后，超滤水的pH值为11.5~12。
10.如权利要求1、2、4~9任一项所述的处理工艺，其特征在于，步骤（4）得到的脱除水直接返回反冲洗水储罐，得到的可回用水通过第二pH调节罐调节pH值为6~9。
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