煤气化废水酚氨分离回收系统的流程改造和工业实施

煤气化工艺中产生的洗气废水含有酚氨等高浓度难降解有机污染物。工业上采用化工分离和生化处理两段法来依次实现回收酚氨和净化排放。现有工艺中酚回收效率较低,难以保证进入生化工艺段的水质,影响最终排放。本文研究发现:萃取剂的选择和分离序列对萃取过程的pH值及随之对脱酚效率的影响极大。本文将脱氨装置单元前置,提出了精馏汽提塔侧线脱氨技术,将废水的pH值从10.5降到6.5,使萃取在偏酸条件下进行。采用甲基异丁基甲酮(MIBK)替代原有的二异丙醚(DIPE)萃取剂,显著提高了对多元酚的分配系数,总酚萃取效率从76%提升到93%。以上新流程已在某大型煤化工企业3200t.d-1煤气化污水化工分离系统中得以成功改造实施。新流程的实施提高了有机污染物的脱除率,为后续的生化处理工艺的达标排放奠定了基础。     

基于ASPEN软件对比两种萃取剂在煤气化废水酚回收中的应用

针对某煤气化厂酚回收工艺流程净化废水中酚含量未达到生化处理要求的问题,分析认为主要是由于原萃取剂二异丙基醚(DIPE)对酚分配系数过低。然后以对酚的分配系数更高的甲基异丁基酮(MIBK)为萃取剂,重新设计工艺流程并确定新流程的工艺参数同时对其进行模拟计算,结果显示,净化废水酚含量降至362mg/L,能够满足后续生化段要求;与原流程相比,新流程的粗酚回收量约多0.96 t/d。新旧流程经济核算表明,采用MIBK为萃取剂的流程处理每吨水的价格比DIPE为萃取剂低1.6元。     

高效脱除二元酚的混合萃取剂选配

萃取脱酚是煤气化废水近零排放流程中的关键单元,萃取剂的选择是有毒二元酚资源化回收的关键步骤。工业中使用的优良脱酚萃取剂MIBK(甲基异丁基甲酮)能很好地脱除单元酚,但对于二元酚,其萃取分配系数依然较低;本文以DECHEMA数据库,通过筛选规则,以UNIFAC模型和紫外可见吸收曲线为基础,协萃系数为混合萃取剂性能指标来寻找与MIBK有协同效应的协萃剂,以提高其对二元酚的萃取性能,最终确定了新型复合萃取剂。     

煤气化污水化工处理的加碱汽提过程研究

针对目前煤气化污水化工流程处理过程的缺陷,提出一种更为合理的新污水处理过程.该过程分为脱酸脱氨和溶剂萃取脱酚2个步骤,脱氨工序的提前使得随后萃取废水的pH降低,提高了萃取效率.重点对加碱单塔汽提脱酸脱氨的热力学模型、工作原理、过程模拟进行分析.结果发现,加碱汽提能有效脱除污水中的固定氨,并且工业实际运行值与过程模拟值能很好的吻合.     

BGL气化污水处理中萃取剂对比

采用单塔加压气提装置处理鲁奇炉煤制气过程中洗涤粗煤气所产生的含高浓度酚及氨等生产污水。将CO2、H2S等酸性气体和NH3在同一加压塔内脱除,处理后的净化水进入后续萃取装置。萃取装置分别采用二异丙基醚(DIPE)和甲基异丁基酮(MIBK)2种不同的萃取剂。理论计算和实践结果均证明,MIBK萃取剂处理鲁奇炉生产污水更加经济有效。     

煤气化污水酚氨回收技术进展、流程优化及应用

介绍了国内煤气化污水酚氨回收的3种化工处理流程:(1)脱酸、再萃取脱酚、而后脱氨及溶剂回收工艺;(2)脱酸脱氨后、萃取脱酚及溶剂回收工艺;(3)酸化后萃取脱酚、再脱酸脱氨及溶剂回收工艺。并对这3种工艺流程进行了分析对比,前两种工艺流程已有大量工业实例,第3种工艺仍停留在研发阶段。工艺过程换热网络优化与集成、新型萃取剂的开发是今后煤气化污水技术的研发重点。     

用于煤气化废水预处理的新流程开发与模拟

高含酚煤气化废水现有预处理工艺存在有酚脱除效果差、能耗过高等缺点。在此基础上,本文提出一种新的化工预处理流程。新流程关键是通过让煤气化废水吸收二氧化碳降低pH值,并使萃取脱酚首先进行,从而克服了现有工艺的上述缺点。借助流程模拟,对提出流程相关单元操作条件进行了分析。模拟结果显示,提出流程能高效进行废水预处理,相对于现有一些工艺,能大幅降低操作费用。     

单塔加压汽提装置在鲁奇炉污水处理中的应用

采用新的工艺方法即单塔加压汽提装置处理鲁奇炉煤制气过程中洗涤粗煤气所产生的含高浓度酚及氨等生产污水。该装置工作原理是在较高的温度下H2S、NH3都以游离的分子状态存在于液相中,在热料减压闪蒸和塔底蒸汽的汽提作用下,液相中的H2S、NH3分子由液相转入汽相实现汽提,将污水中的CO2、H2S等酸性气体和氨在同一个加压塔内脱除。处理后的污水进入后续的萃取装置,萃取剂是甲基异丁基酮(MIBK),MIBK对单元酚和多元酚分配系数都较高,萃取效果好,且萃取剂用汽提的方式回收后可再利用。处理后的污水酚、氨、硫化氢及pH值都有显著降低,不仅显著降低了生产成本而且给污水的后续生化处理提供了方便。该方法实践证明对处理鲁奇炉生产污水非常有效。     

MIBK萃取高浓煤化工含酚废水的应用研究进展

甲基异丁基甲酮(MIBK)是高浓煤化工含酚废水处理中萃取脱酚优选萃取剂。总结了与溶剂萃取脱酚紧密相连的甲基异丁基甲酮-酚/有机酸-水液液相平衡研究现状。也对围绕甲基异丁基甲酮萃取脱酚为核心的酚氨回收流程变革过程进行回顾,同时对酚氨回收设计及MIBK相关的萃取运行及研究提出思路,为极大稳定后续生化处理的操作提供方便。     

煤气化污水酚回收中脱酸塔的技术改造

煤气化污水酚回收化工流程处理中,脱酸塔主要是脱除其中的酸性气体。长期运行中脱酸塔存在处理量小、易结垢、效率低、运行不稳定等问题。本文通过改变塔内件、增加塔板数量以及采用惰性气体消泡、解析技术,很好地解决出现的问题,避免塔液泛增加处理能力。结果显示,采用斜孔塔板及惰性气体消泡等技术后,运行稳定,达到预期目标。     

煤气化废水处理过程瓶颈及改进措施分析

对煤气化废水处理过程进行的全流程模拟结果进行了瓶颈分析,针对流程中存在的CO2残留量高导致的铵盐结晶和萃取脱酚效率低等问题,分析了各种可能的改进措施。结果表明,残留CO2主要是以离子态存在的,增加汽提塔的塔板数和调酸降低pH值都不能经济有效地降低CO2残留量,适当措施是提高汽提塔操作压力;通过增加现有脱酚萃取剂二异丙醚流量、萃取级数或降低pH值以使废水酚残留量降至400 mg/L以下都不具备工业可行性;而采用甲基异丁基甲酮(M IBK)作萃取剂可达到这一要求,并将废水中COD残留量降至4 000 mg/L左右,达到生化处理的进水要求。     

煤气化污水单塔加压处理脱酸脱氨的研究

在煤气化污水化工处理新流程中采用单塔加压汽提方式从塔顶采出酸性气,侧线同时抽出氨,可以对后续溶剂萃取脱酚创造良好的酸碱环境。采用流程模拟软件,模拟和考察当气相侧线抽出位置、抽出量、三级冷凝器温度等发生变化时,NH3、CO2等主要过程变量的变化。由此将气相中氨质量分数最大位置确定为最佳侧线抽出位置、并确定抽出质量为进料质量的9%以上。以上技术方案已在煤气化废水处理的工业实施,并取得较好效果。工业的成功实施为解决该行业内的废水处理问题提出了一个成功的案例。     

萃取和溶剂回收系统的全系统优化设计方法

提出了萃取-溶剂回收系统的超结构模型,建立了一种改进的萃取系统优化设计方法.以总费用最小化为目标函数,对非线性萃取分离体系进行优化设计.该方法同时考虑了萃取和溶剂回收循环中的重要工艺参数对总费用的影响,可在设计的同时完成对溶剂量、萃取级数、溶剂和溶质收率及回收塔的塔板数和回流比等的优化.该方法已应用于对煤气化废水MIBK萃取脱酚系统的优化设计.     

炼油碱渣废水处理——萃取脱酚实验研究

碱渣废水是炼油厂油品精制过程产生的高浓含酚废水。本文选用磷酸三丁酯 (TBP)煤油溶液 ,研究了不同 p H值、温度、溶剂比条件下体系的萃取性能。实验表明 ,经三级萃取后废水酚含量由 10 76 7mg/ L降至 5 0 mg/ L以下 ,脱酚率高于 99.5 %。     

乳状液膜法处理鲁奇气化含酚废水的研究

采用乳状液膜法处理鲁奇炉煤气化废水,通过单因素实验,研究了表面活性剂用量、制乳转速、NaOH浓度、乳水比对乳状液膜法处理废水效果的影响。实验还比较了乳状液膜法与二异丙醚、甲基异丁基甲酮两种溶剂萃取法的处理效果。结果表明,表面活性剂用量、制乳转速、NaOH质量分数、乳水比的最优条件分别是4%、5 000r/min、4%、1:1.5。乳状液膜法在脱酚效率上高于以二异丙醚和甲基异丁基甲酮为溶剂的液液萃取,但处理后废水COD较高。     

APPLICATION OF SOLVENT SUBLATION TO THE SIMULTANEOUS REMOVAL OF EMULSIFIED COAL TAR AND DISSOLVED ORGANICS

Solvent sublation is a unique bubble-separation method which combines features of foam fractionation and solvent extraction in a single unit operation. Surfactant introduced into a flotation column serves to remove emulsions and other colloids, while simultaneously transporting dissolved organics into a solvent layer for retention. The extracting solvent is placed directly on the surface of the aqueous phase.

The objective of this research was to test the feasibility of using the solvent sublation process to remove phenols and particulates from underground coal gasification (UCG) wastewater. Previous work with separate flotation, adsorption, solvent extraction and coagulation processes indicated that a combined approach might have added utility in increasing pollutant removal. Further, the combined process could have greater efficiencies of operation.

All experiments were performed in the batch mode using methylisobutyl ketone (MIBK) solvent and ethylhexadecyldimethylammonium bromide (EHDA-Br) surfactant. The solvent-aqueous ratios, pH, and surfactant doses were independently varied in this investigation, while the air flow rate was held constant. The final process configuration employed removed 93 percent of the phenols and over 90 percent of the 2-10 μm diameter particles from the UCG wastewater. In addition, some precipitate flotation was observed in select operational modes. This served to remove color bodies and additional colloids previously immune to treatment. Measurement of residual MIBK in effluents showed that solvent-sublation left less residual solvent than did solvent-extraction in these wastewaters.     

煤气化废水处理流程建模和全流程模拟

为分析煤气化废水处理过程存在的问题,采用Aspen Plus流程模拟软件对该过程进行了全流程建模和模拟。在体系和流程分析的基础上,确定了合适的代表组分,选择了适用于该实际流程各单元操作的热力学方法和计算模块,提出了适合于该体系的萃取液液平衡关系和萃取平衡级模型并构建了用户自定义模块。同时提出了提高模拟效率和改善收敛性的模拟技术及收敛策略。结果表明,模拟值与工厂实际数据非常吻合,该流程中存在的主要问题是汽提脱酸、萃取脱酚环节的效率偏低;全流程模拟可为同类装置的设计、流程改进、装置改造及操作优化提供依据。