煤气化废水酚氨回收装置的节能研究

煤气化废水酚氨回收装置的节能研究

陈雷

呼伦贝尔金新化工有限公司    内蒙古    呼伦贝尔市    021000

摘要：随着时间的推移，各种各样的新科技层出不穷，其中很多新的科技正在人们的生活中得到越来越多的应用。因此，将煤气化技术应用于社会经济的发展，能够有效地提高能源利用效率。由于在实际的燃煤发电过程中，会产生大量的水，其中很多都是可回收的资源。我们只要对水里的可利用材料进行循环利用就可以。该技术的实施，将极大地改善我国煤炭资源的利用效率，为我国的能源节约与可持续发展做出积极贡献。

关键词：废水酚氨；回收装置；节能研究

1煤气化过程中废水的来源以及构成

1.1煤气化废水的来源

煤气化的实质就是一系列化学反应的生成。其主要原材料为煤炭、焦炭。在高温条件下，煤炭和焦炭发生化学反应，变成了易燃的气体。主要有一氧化碳，氢气，甲烷等可燃气体。所以，在煤的生产中，必须对产生化学反应的煤气进行净化处理。在清洗的同时，还会有大量的污水排放，这就是气化废水的来源。在对天然气进行深度处理的同时，还会产生大量的高水溶性有机物、硫化物和氧化物等高水溶性污染物。在国内，气化技术主要是以固定床气化为主，流化床气化为辅。在生产实践中，因应具体条件而选用不同的工艺及装置，所出水的成分及种类也各不相同。

1.2煤化工废水的危害

简单来说，就是由于煤炭工业的建设，所使用的各种方法，会对人体造成一定的危害。对人体造成的危害最大的是氨气，氰化物和硫化物。这些有害物质具有极强的水溶性。如果不能得到有效的治理，将会给生态环境带来巨大的危害。另外，如果这些化学物质在人体内发生化学反应，还可能对人类的身体造成很大的伤害。举例来说，氰化物就是一种毒物。氰化物如不加以处理，进入身体后，会在体内产生化学反应，使细胞坏死。直到细胞死亡为止。所以，煤化学废水如得不到有效治理，将给环境和人体带来难以估量的危害。

2目前酚氨回收技术存在问题

原苯酚—氨回收工艺多为双塔运行方式，存在着能耗高、回收效果差等问题。首先，脱酸塔对二氧化碳和硫化氢等气体的脱除效率不高，产生的废液酸性强，易形成碳酸铵析晶。另外，二异丙醚在多酚类物质中的分配系数较小。其次，采用旋转式抽提柱，处理后出水COD偏高，需用大量的稀释水来进行生物处理。最终，原水中的酸碱度已经很高了。在进行脱酸处理之后，pH还会更高，这不符合所需的溶剂PH。另外，污水极易造成装置的堵塞，因此必须进行经常性的维修与清洗。

2.1氨的回收

通过单塔侧线抽提，将双塔抽提改造为单塔酸脱氨，使其先脱氨，后侧线再脱酸，为萃取、脱酚提供适宜的pH值，为后续萃取提供便利。煤气化过程中产生的含酸气体如二氧化碳和硫化氢等，严重制约了其在工业生产中的应用。因此，在将氨气提取出来前，需要先解决这些酸性气体。在工业生产中，通常采用酸塔脱酸，再将氨气回收。合成氨的回收可以分成两步进行。对无氨氮的气化污水，一般采用蒸汽提取法。脱除氨氮的方法是通过向水中投加碱性介质，使之脱除游离的氨气，再用碱溶液脱除。

2.2酚的回收

由于酚类化合物的结构极为复杂，目前人们对酚类化合物的还原还没有完全掌握。萃取法是煤炭气化过程中最适宜的脱除酚工艺。提取溶剂的方法原理比较简单，操作简便。基本原理是：选用具有不同溶解性的苯酚溶剂，使得苯酚在此溶剂中的溶解度高于气化废水。这样就可以把酚与污水分开，把它溶解在提取液里，这样就可以高效地回收酚了。该方法简便可行，但是研究者们还在对其筛选方面做更深入的研究。近年来，人们提出利用新型MIBK提取法来回收苯酚的新方法。MIBK技术由于其高沸点特性，能够在较大的温度范围内进行提取。另外，竹子的温度越高，用于脱酸脱氨的周期水就越少。此外，该工艺还可与水形成共沸体系，便于循环使用。引进该工艺后，出水水质指标酚氨含量均在设计值以下，pH值亦可达到6-7.5，达到原水处理厂的用水需求。费用可能会降至大约48%。

3节能技术在煤气化废水酚氨回收装置的应用

3.1空气氧化法

在生产实践中，硫的生成主要是氨氮、钠盐两种形态。当他们遇到氧，就会产生化学反应。当硫化氢和氧进行化学反应时，会产生三氧化二硫以及水。接着，硫离子与氧气、水发生作用，生成三氧化二硫和羟基。三氧化硫最终与氧气、羟基发生作用，生成硫酸根，生成水。总的来说，该工艺适合于石油干燥转化过程中的污水的治理。但是，尾气中含有硫化氢，必须对其进行治理。

3.2汽提法

目前，国内外的汽提技术主要有双塔增压汽提和单塔高气压提两种。这两种方法都是针对污水中可利用的物质，在实际作业中进行处理。两种工艺的区别是将脱氨塔和脱酸塔放在同一塔中，并经相关工艺处理，取得了很好的运行结果。

3.3在精馏工作中不改变流程的节能技术应用

在实际生产中，主要包括预热与进料、合理的回流比、合理的进料位置及增设换热装置四项工作流程。由于蒸馏过程中会有较多的热能，所以为了节约能源，一般采用了加料的方法。在完成预热、加料作业后，既可降低用热，又可提高低温热能，达到高效节能的目的。这样，就能保证最小的回流率，使能量消耗最小，进而达到节约能源的目的。加入适量的原料，其组成及用量随生产工艺的不同而有所差异。所以，只有选材得当，才能达到节约能源、节约能源的目的。如果再加上一个换热器，就可以对热能进行回收，从而进一步节约能源

3.4在精馏工作中改变流程的技能技术分析

（1）热泵精馏塔

热泵精馏塔是目前应用最为广泛的一种节能方式，已被广泛应用于各行各业，并获得良好的经济效益。热泵精馏塔是一种高效节能的精馏塔，其运行方式十分简单，使用方便。采用喷射法，使系统无节流损耗，可有效地提高能量的使用效率，实现节能。

（2）热偶精馏塔

热偶精馏塔的结构形式有两种，一种是内热式精馏塔，另一种是外热式精馏塔。在我国，最常用的精馏塔是外热精馏塔。这种工艺能有效地节约压缩机、节气门等一系列的设备，有效地减少设备的费用，而且操作简便。在应用该方法时，一般先对精馏工艺做细致的分析，再决定其操作方式及操作流程。本工艺节能效果显著，经济效益显著。但是，国内在这方面的研究还很不成熟，相对于国外来说，我们还有很多工作要做。要使该技术得到最大限度的发挥，发挥其节能作用，就必须对其进行更深层次的研究与应用，才能更好的发挥其节能作用，落实我国的可持续发展战略。

4结语

由于我国人口众多，又是一个能源消耗大国，因此，如何提高能源利用率显得尤为重要。然而，国内在这一领域的研究尚处于起步阶段。这种方法在节约能源方面是十分有效的，但是在没有成熟的工艺条件下，是不可能取得很好的节能效果的。为此，煤化工企业应主动进行节能研究，使其更好地利用资源，实现最大限度地利用资源。同时，煤炭气化废液的高效回收，可再利用物质的高效回收，实现能源节约。近年来，随着我国工业生产的不断发展，对气化废水中含酚和氨的资源化利用提出了更高的要求。通过对气化废水产生的危害的分析，简要地分析了气化废水的资源化利用，以期对工业的发展起到一定的推动作用。

参考文献：

[1]张润楠,范晓晨,贺明睿,等.煤气化废水深度处理与回用研究进展[J].化工学报,2021,66(9):3341-3349.

[2]成学礼,乔华,纪钦洪:利用生化+臭氧催化氧化+MBR工艺处理煤制气酚氨回收后废水[J].煤化工,2021,48(3):57-60.

[3]王振宇,樊彩梅,煤气化废水酚氨回收装置中脱酸脱氨塔的操作优化[J].煤化工,2022,46(01):51-55+76.