申请日2006.06.23
公开(公告)日2009.05.06
IPC分类号C02F9/14; C02F1/40; C02F1/26; C02F1/20
摘要
本发明涉及一种单塔加压汽提处理煤气化废水的方法及装置。所述方法包括将煤气化废水分冷、热两股从带侧线抽出的酸气/氨汽提塔的上部和中上部进入汽提塔，从塔顶汽提出混合气经分相、洗涤而分离出轻油、酸气等，从侧线采出氨水气经两级分凝、精制得液氨，从塔底采出釜液与有机溶剂逆流萃取、精馏分离出粗酚和有机溶剂，萃余相经溶剂汽提塔汽提回收有机溶剂。所述方法使用的装置含有油酸气/氨汽提塔、萃取塔、酸气洗涤塔、溶剂汽提塔、溶剂回收塔、油水分离器，分凝器、泵、贮槽。本发明可以缓解铵盐结晶和结垢，避免蒸氨时的溶剂损耗，同时将酚的回收率提高至92%以上，大幅度降低废水的污染。本发明适用于煤气化高浓度有机废水的治理。
权利要求书
1.一种单塔加压汽提处理煤气化废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)汽提脱酸脱氨：使煤气化废水分冷、热两股从带侧线抽出的汽提塔上 部和中上部进入塔内，使塔顶压力为0.2～0.6MPa，温度40～80℃，塔底压力 为0.25～0.6MPa，温度120～160℃，从塔顶汽提出混合气在压力为0.25～0.45 MPa、温度为110～150℃的条件下分凝，然后经分相、洗涤分离出氨、酸性气体、 轻油和水，回收轻油，回流氨、水，排出酸性气体并焚烧;从塔侧线采出氨气 和水蒸气经两级分凝，然后回流液相，精制气相，从塔底采出釜液;
(2)萃取脱酚：将步骤(1)采出的釜液冷却到45℃后送入萃取塔上部与 有机溶剂逆流萃取，使有机溶剂与水的体积比为1：10～1：6，萃取pH值为4～ 7，温度为20～60℃，从萃取塔塔顶采出萃取相送至溶剂回收塔中，使回收塔塔 顶压力为0.1～0.2MPa，温度55～120℃，塔底压力为0.1～0.2MPa，温度200～ 220℃，回流比0.2～0.4，经精馏分离出粗酚和有机溶剂，回送有机溶剂以循环 使用，从萃取塔塔底采出萃余相，所述有机溶剂为二异丙醚或者甲基异丁基甲 酮;
(3)回收溶剂：将步骤(2)采出的萃余相送至溶剂汽提塔，使塔顶压力 为0.1～0.2MPa，温度60～90℃，塔底压力为0.1～0.2MPa，温度100～110℃， 从塔顶汽提出混合气冷凝，然后在30～60℃下分相10～30分钟分出水和有机溶 剂，回流水，回送有机溶剂以循环使用，从塔底采出釜液进行生化处理。
2.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于包括油酸气和氨汽提 塔、萃取塔、酸气洗涤塔、溶剂汽提塔、溶剂回收塔、油水分离器，分凝器、 泵、贮槽，其中：
进料管道通过泵连接油酸气和氨汽提塔、酸气洗涤塔的进料口，油酸气和 氨汽提塔的塔顶连接分凝器，分凝器的两端出口分别连接酸气洗涤塔和油水分 离器的进口，酸气洗涤塔塔底连接油酸气和氨汽提塔进料口，塔顶连接酸性气 体焚烧装置，油水分离器的水相出口连接油酸气和氨汽提塔进料口，油相出口 连接回收装置;
油酸气和氨汽提塔的侧线连接另一分凝器，该分凝器又与一分凝器连接构 成两级分凝器，其液相出口连接油酸气和氨汽提塔，气相出口连接后续氨处理 装置;
油酸气和氨汽提塔的塔底连接萃取塔，萃取塔塔顶连接溶剂回收塔，溶剂 回收塔塔顶连接贮槽，塔底连接粗酚回收装置;萃取塔塔底连接溶剂汽提塔， 溶剂汽提塔塔顶连接另一油水分离器，其油相出口连接贮槽，水相出口连接溶 剂汽提塔，溶剂汽提塔塔底连接生化处理装置;贮槽通过管道分别连接萃取塔 和溶剂回收塔。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述油酸气和氨汽提塔是带有 侧线抽出的汽提塔，其理论级数为15～30级，进料口以上为散装填料，进料口 以下部分为塔板。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述酸气洗涤塔是理论级数为 1～4级的洗涤塔。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述萃取塔是理论级数为2～6 级、以格栅填料为填料的填料塔。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述溶剂回收塔是理论级数为 12～20级的回收塔。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述溶剂汽提塔是理论级数为 5～15级的汽提塔。
说明书
单塔加压汽提处理煤气化废水的方法及其装置
技术领域
本发明涉及煤气化废水的处理回收方法，特别涉及一种单塔加压汽提处理 煤气化废水的方法。
本发明还涉及一种实现上述方法的装置。
背景技术
随着石油价格的持续走高，煤炭在能源和化工领域的应用越来越受到重视。 煤气化是清洁、高效利用煤炭的有效方式，广泛应用于煤制气、合成氨、煤发 电等工业中。鲁奇加压气化工艺是目前应用最多的气化工艺之一，在该工艺过 程中，产生大量的高污染废水，其中：CODCr含量在20000mg·l-1以上，呈偏碱 性，水质非常复杂。废水中还含有大量酚、氨、CO2、脂肪酸、焦油、酮类和胺 类等污染物，其中，酚含量高且种类繁多，既有单元酚，又有多元酚，难以生 物降解。
对于该类废水，国内外普遍采用化工分离流程与生化处理相结合的方式来 处理。化工分离包括萃取、汽提等单元过程，以除去酸性气体，回收酚、氨等。 从目前掌握的情况来看，该类分离流程的运行普遍不理想。废水经过闪蒸、沉 降等预处理除去H2、CH4及焦油和部分轻油后，进入酸气汽提塔脱除CO2、H2S等 酸性气体，然后进入萃取塔萃取脱酚。萃取溶剂一般采用二异丙醚，萃取塔为 转盘塔。萃取后的废水再经过脱氨和溶剂回收后进入生化处理工段进行生化处 理。目前该流程的运行情况很不理想，最突出的缺点有两个：一是脱酚效果不 好，处理后废水总酚浓度仍高达1400mg·l-1左右，CODCr值6000mg·l-1以上。 不但造成酚的浪费，而且由于酚含量和污染负荷大大超过了生化段的处理能力， 难以实现达标排放，二是设备的结垢与堵塞严重，影响了设备效率与正常运行。
现有工艺中萃取在脱氨前进行，由于有大量氨的存在，废水呈偏弱碱性导 致除酚效率低。酚类物质在酸性条件下几乎不发生电离，以分子状态存在，而 当pH>8时的碱性环境下，酚开始发生电离(以苯酚为例)：现有工艺中设备的结垢与堵塞严重。由于CO2残留量高，而脱氨在最后进行， 所以运行过程中一直有较多的CO2与氨共存，两者易结合产生铵盐结晶(碳酸氢 铵、碳酸铵)而沉积于设备壁上，影响了设备效率和正常运行。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种单塔加压汽提处理煤气 化废水的方法。
本发明的目的还在于提供一种实现上述方法的装置。
本发明的单塔加压汽提处理煤气化废水的方法，包括如下步骤：
(1)汽提脱酸脱氨：使煤气化废水分冷、热两股从带侧线抽出的汽提塔上 部和中上部进入塔内，使塔顶压力为0.2～0.6MPa，温度40～80℃，塔底压力 为0.25～0.6MPa，温度120～160℃，从塔顶汽提出混合气在压力为0.25～0.45 MPa、温度为110～150℃的条件下分凝，然后经分相、洗涤分离出氨、酸性气体、 轻油和水，回收轻油，回流氨、水，排出酸性气体并焚烧;从塔侧线采出氨水 气经两级分凝，然后回流液相，精制气相，从塔底采出釜液;
(2)萃取脱酚：将步骤(1)采出的釜液冷却到45℃后送入萃取塔上部与 有机溶剂逆流萃取，使有机溶剂与水的体积比为1：10～1：6，萃取pH值为4～ 7，温度为20～60℃，从萃取塔塔顶采出萃取相送至溶剂回收塔中，使回收塔塔 顶压力为0.1～0.2MPa，温度105～120℃，塔底压力为0.1～0.2MPa，温度200～ 220℃，回流比0.2～0.4，经精馏分离出粗酚和有机溶剂，回送有机溶剂以循环 使用，从萃取塔塔底采出萃余相;
(3)回收溶剂：将步骤(2)采出的萃余相送至溶剂汽提塔，使塔顶压力 为0.1～0.2MPa，温度60～90℃，塔底压力为0.1～0.2MPa，温度100～110℃， 从塔顶汽提出混合气冷凝，然后在30～60℃下分相10～30分钟分出水和有机溶 剂，回流水，回送有机溶剂以循环使用，从塔底采出釜液进行生化处理。
步骤(2)中所述有机溶剂为二异丙醚或者甲基异丁基甲酮。
一种实现上述方法的装置，含有油酸气和氨汽提塔、萃取塔、酸气洗涤塔、 溶剂汽提塔、溶剂回收塔、油水分离器，分凝器、泵、贮槽，其中：
进料管道通过泵连接油酸气和氨汽提塔、酸气洗涤塔的进料口，油酸气和 氨汽提塔的塔顶连接分凝器，分凝器的两端出口分别连接酸气洗涤塔和油水分 离器的进口，酸气洗涤塔塔底连接油酸气和氨汽提塔进料口，塔顶连接酸性气 体焚烧装置，油水分离器的水相出口连接油酸气和氨汽提塔进料口，油相出口 连接回收装置;
油酸气和氨汽提塔的侧线连接另一分凝器，该分凝器又与一分凝器连接构 成两级分凝器，其液相出口连接油酸气和氨汽提塔，气相出口连接后续氨处理 装置;
油酸气和氨汽提塔的塔底连接萃取塔，萃取塔塔顶连接溶剂回收塔，溶剂 回收塔塔顶连接贮槽，塔底连接粗酚回收装置;萃取塔塔底连接溶剂汽提塔， 溶剂汽提塔塔顶连接另一油水分离器，其油相出口连接贮槽，水相出口连接溶 剂汽提塔，溶剂汽提塔塔底连接生化处理装置;贮槽通过管道分别连接萃取塔 和溶剂回收塔。
所述油酸气和氨汽提塔是带有侧线抽出的汽提塔，其理论级数为15～30级， 进料口以上部分为散装填料，进料口以下部分为塔板。所述酸气洗涤塔是理论 级数为1～4级的洗涤塔。所述萃取塔是理论级数为2～6级、以格栅填料为填 料的填料塔。所述溶剂回收塔是理论级数为12～20级的回收塔。所述溶剂汽提 塔是理论级数为5～15级的汽提塔。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明方法提高了CO2和氨的脱除率，可以将原有流程中的CO2残留量 由2000mg·l-1左右降低至10mg·l-1以下，总氨含量降低至150mg·l-1以下， 从而缓解了原有流程中的铵盐结晶和结垢问题。
(2)本发明方法由于降低了萃取时的pH值，萃取效果大大改善，酚脱除 率可由现在的80%左右提高至92%以上，处理后废水的污染负荷大幅度下降，减 轻了生化段的处理负荷，解决了高浓度含酚废水的治理难题。
(3)本发明还可节约蒸氨时的烧碱用量，并避免了蒸氨时的溶剂损耗。
