申请日2012.05.11
公开(公告)日2012.09.19
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明公开了一种高浓度酚氨废水的回收处理方法，主要包括以下步骤：首先由酸性气体对去除悬浮物、焦油的高浓度酚氨废水进行饱和吸收，废水pH值降低后进入萃取塔内，进行连续逆流萃取;采用单塔加压汽提工艺对萃取后的萃余相进行脱酸脱氨及汽提溶剂，酸水汽提塔侧线加碱，塔顶排出酸性气相和萃取剂，下部侧线经三级分凝后得到氨气;萃取后的萃取相进入精馏酚塔回收萃取剂，同时得到副产品粗酚。本发明中使用的酸性气体由废水处理过程中产生，酸性气体内部循环达到节能环保的目的;并且在单塔气提过程中同时实现脱酸、脱氨及汽提溶剂，能够有效处理高浓度酚氨废水，同时回收粗酚和氨，出水能满足后续常规生化处理要求，使得最终废水达标排放。
权利要求书
1.一种高浓度酚氨废水的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)酸性气体饱和吸收
将已经去除悬浮物、焦油的高浓度酚氨废水控制温度为30~70℃，从酸性气体吸收塔上部进入塔内，酸性气体从吸收塔下部进入，由酸性气体对高浓度酚氨废水进行饱和吸收，酸性气体饱和的酚氨废水pH值控制为7~8后进入萃取塔;酸性气体从吸收塔顶部排出后可循环使用;
(2)溶剂萃取脱酚
步骤(1)处理后的酸性气体饱和的酚氨废水从萃取塔上部进入萃取塔内，与从萃取塔下部进入的萃取剂进行连续逆流萃取，萃取温度为40~80℃;酚氨废水与萃取剂的体积比为(4~8)：1;萃取后的萃取相进入精馏装置酚塔回收溶剂，萃余相进入脱酸脱氨及溶剂汽提工段;
(3)单塔加压汽提进行脱酸脱氨及溶剂汽提
采用单塔加压汽提同时进行脱酸脱氨及溶剂汽提，具体包括：将步骤(2)得到的萃余相分为冷、热两股进料进入酸水汽提塔，塔釜温度为130~170℃，塔釜压力为0.3~0.7MPa，冷进料温度为40~80℃，热进料为120~155℃，冷、热进料比为1：(2~5);酸水汽提塔侧线加碱，塔顶排出气相和萃取剂，塔釜出水进入生化处理工段;
上部侧线抽出气相经冷却、油水分离后，萃取剂循环使用，冷凝液进入废水罐或酸水汽提塔进行脱酚脱氨，脱酚脱氨后的溶剂被循环回收;下部侧线经三级分凝后得到氨气送入氨精制系统，一级分凝器操作压力为0.3~0.5MPa，操作温度为110~140℃，二级分凝器的操作压力为0.28~0.4MPa，操作温度为70~105℃，三级分凝器的操作压力为0.2~0.35MPa，操作温度为30~50℃;
(4)溶剂回收
将步骤(2)得到的萃取相进入酚塔精馏分离萃取剂和粗酚，精馏酚塔的塔釜温度为190~220℃，操作压力为0.1~0.2MPa，回流比0.2~0.8，分离后的萃取剂循环利用，粗酚作为副产品。
2.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性气体吸收塔中使用的酸性气体为废水处理过程中产生的，仅在装置初始开启时需要额外引入，装置运行成功后酸性气体内部循环，具体循环线路为：由酸水汽提塔塔顶产生的酸性气体的一部分进入酸性气体吸收塔，其余部分进入锅炉或废气处理装置。
3.根据权利要求2所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性气体为二氧化碳和/或硫化氢。
4.根据权利要求3所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述萃取剂为二异丙醚、甲基异丁基甲酮或甲基叔戊基醚。
5.根据权利要求4所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述侧线加碱时加入氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，所述氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液的质量浓度为15~50%。
6.根据权利要求1~5之一所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(3)中，酸水汽提塔塔顶排出气相中含有酸性气体、水蒸气、氨气和萃取剂，通过冷却、油水分离，油相萃取剂循环使用，酸性气体的一部分循环进入酸性气体吸收塔，其余部分进入锅炉或废气处理装置。
7.根据权利要求6所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(3)中，酸水汽提塔上部侧线抽出气相中主要含有酸性气体、水蒸气、氨气和萃取剂，经过冷却、油水分离后，油相萃取剂循环利用，冷凝液进入废水罐或循环回单塔。
8.根据权利要求7所述的回收处理方法，其特征在于，步骤(3)中，酸水汽提塔下部侧线抽出气相中主要含有酸性气体、水蒸气、氨气和萃取剂，经三级分凝后，气相氨气送入氨精制，冷凝液进入废水罐或循环回单塔。
说明书
一种高浓度酚氨废水的回收处理方法
技术领域
本发明属于煤气化废水处理领域。涉及酚氨废水的化工处理方法，具体涉及一种高浓度酚氨废水的回收处理方法。
背景技术
水资源的短缺已经成为当今人类面临的最严峻的挑战之一。我国是一个煤炭资源丰富的国家，煤化工企业较多，在煤炼焦、煤气净化及化工产品回收精制等过程产生了大量的工业废水，必须及时处理，再回收利用，缓解当前水资源紧缺和环境污染带来的压力。煤气化废水的水质成分复杂，污染物浓度高。通常含有大量的氨氮、酚类物质、单环芳烃和多环芳烃以及含氮、硫、氧的杂环化合物，还有部分焦油及氰化物。在实际含酚废水的处理中，对高浓度的含酚废水，首先应考虑将酚加以回收利用;对含酚浓度较低、无回收价值的废水或经回收处理后仍留有残余酚的废水，则必须进行无害化处理，做到达标排放，以实现经济效益与环境效益的统一。
对高浓度酚氨废水的处理，单纯靠物理和化学方法难以达到排放标准，需要几种不同处理方法综合使用，通常采用化工分离预处理流程与生化处理相结合的方式。通过沉淀、萃取、汽提等单元除去部分灰渣，油类等，回收有价物质酚氨，然后送生化处理。已有的流程主要包括脱酸、萃取脱酚再脱氨，和脱酸、脱氨再溶剂萃取脱酚两大类。
中国专利201010227835.2提出了一种碎煤加压气化含酚废水的处理方法，该专利针对脱酸含酚废水，通过二氧化碳洗涤塔洗涤，酸气饱和后进入萃取塔进行萃取脱酚，脱酚后的废水自萃取塔底部流出后用泵送到氨回收工段，但是废水中含有大量酸性气和少量萃取剂，并未考虑除去，而直接进入氨回收工段。中国专利201010292208.7同样先采用二氧化碳饱和吸收，再萃取脱酚，脱酚后的废水通过加压汽提脱除酸性气体和氨，单塔塔底废水送至溶剂汽提塔回收溶剂，但是在加压单塔过程中，塔釜温度120~170℃已使得水中的萃取剂蒸发上来，从单塔侧线和塔顶逸出，因此，在其主要流程加压单塔汽提脱酸脱氨和溶剂汽提回收方面不合理，而且采用二异丙醚对多元酚萃取分配系数极低，处理后废水总酚含量不理想。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高浓度酚氨废水的回收处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高浓度酚氨废水的回收处理方法，包括以下步骤：
(1)酸性气体饱和吸收
将已经去除悬浮物、焦油的高浓度酚氨废水控制温度为30~70℃，从酸性气体吸收塔上部进入塔内，酸性气体从吸收塔下部进入，由酸性气体对高浓度酚氨废水进行饱和吸收，酸性气体饱和的酚氨废水pH值控制为7~8后进入萃取塔;酸性气体从吸收塔顶部排出后可循环使用;
(2)溶剂萃取脱酚
步骤(1)处理后的酸性气体饱和的酚氨废水从萃取塔上部进入萃取塔内，与从萃取塔下部进入的萃取剂进行连续逆流萃取，萃取温度为40~80℃;酚氨废水与萃取剂的体积比为(4~8)：1;萃取后的萃取相进入精馏装置酚塔回收溶剂，萃余相进入脱酸脱氨及溶剂汽提工段;
(3)单塔加压汽提进行脱酸脱氨及溶剂汽提
采用单塔加压汽提同时进行脱酸脱氨及溶剂汽提，具体包括：将步骤(2)得到的萃余相分为冷、热两股进料进入酸水汽提塔，塔釜温度为130~170℃，塔釜压力为0.3~0.7MPa，冷进料温度为40~80℃，热进料为120~155℃，冷、热进料比为1：(2~5);酸水汽提塔侧线加碱，塔顶排出气相和萃取剂，塔釜出水进入生化处理工段;
上部侧线抽出气相经冷却、油水分离后，萃取剂循环使用，冷凝液进入废水罐或酸水汽提塔进行脱酚脱氨，脱酚脱氨后的溶剂被循环回收;下部侧线经三级分凝后得到氨气送入氨精制系统，一级分凝器操作压力为0.3~0.5MPa，操作温度为110~140℃，二级分凝器的操作压力为0.28~0.4MPa，操作温度为70~105℃，三级分凝器的操作压力为0.2~0.35MPa，操作温度为30~50℃;
(4)溶剂回收
将步骤(2)得到的萃取相进入酚塔精馏分离萃取剂和粗酚，精馏酚塔的塔釜温度为190~220℃，操作压力为0.1~0.2MPa，回流比0.2~0.8，分离后的萃取剂循环利用，粗酚作为副产品。
本发明步骤(1)中，所述酸性气体吸收塔中使用的酸性气体为废水处理过程中产生的，仅在装置初始开启时需要额外引入，装置运行成功后酸性气体内部循环，具体循环线路为：由酸水汽提塔塔顶产生的酸性气体的一部分进入酸性气体吸收塔，其余部分进入锅炉或废气处理装置。
步骤(1)中，所述酸性气体为二氧化碳和/或硫化氢。
本发明步骤(2)中，所述萃取剂为二异丙醚、甲基异丁基甲酮或甲基叔戊基醚。
本发明步骤(3)中，所述侧线加碱时加入氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，所述氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液的质量浓度为15~50%。
步骤(3)中，酸水汽提塔塔顶排出气相中含有酸性气体、水蒸气、氨气和萃取剂，通过冷却、油水分离，油相萃取剂循环使用，酸性气体的一部分循环进入酸性气体吸收塔，其余部分进入锅炉或废气处理装置。
步骤(3)中，酸水汽提塔上部侧线抽出气相中主要含有酸性气体、水蒸气、氨气和萃取剂，经过冷却、油水分离后，油相萃取剂循环利用，冷凝液进入废水罐或循环回单塔。
步骤(3)中，酸水汽提塔下部侧线抽出气相中主要含有酸性气体、水蒸气、氨气和萃取剂，经三级分凝后，气相氨气送入氨精制，冷凝液进入废水罐或循环回单塔。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)有别于传统技术中专门使用二氧化碳饱和吸收高浓度酚氨废水，本发明使用的酸性气体为废水处理过程中产生的，仅在装置初始开启时需要额外引入，装置运行成功后酸性气体内部循环，可使进萃取塔的废水pH值低于8，为溶剂萃取创造良好的酸碱环境;
(2)根据高浓度酚氨废水水质情况，选择不同的萃取剂，含多元酚含量低的，选择二异丙醚，多元酚含量高的选择甲基异丁基甲酮或甲基叔戊基醚，并且萃取剂用量少，理论上溶剂几乎全部回收;
(3)采用单塔加压气提实现塔顶出酸性气和萃取剂，侧线分别出萃取剂和氨，塔釜出水直接进生化，该多功能单塔使流程更为简洁，同时具有脱酸塔、脱氨塔、水塔的功能;
(4)单塔顶部出来的酸性气体经分离萃取剂后，部分酸性气循环进入酸性气体饱和吸收塔，其余进锅炉或其他装置回收;
(5)本发明中的废水只需经历一次升温和一次降温过程，换热系统更为简洁，能耗更低;
(6)本发明的方法，不仅能够有效去除废水中的酚、氨和酸性气，废水中的其他有机污染物含量也会大大降低，COD低于3000mg·L-1，且最终出水的pH值降低至7左右。
