煤气化废水处理过程瓶颈及改进措施分析
摘要: 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4000 mg /L左右, 达到生化处理的进水要求。
关键词: 煤气化; 废水; 流程模拟; 瓶颈分析; 改进措施
对于鲁奇加压煤气化工艺过程中产生的大量高浓含酚废水, 国内外普遍采用化工分离流程与生化处理相结合的方式进行处理。但由于该类废水污染负荷高、水质复杂, 以及处理流程设计上存在缺陷, 使得化工分离过程的运行状况普遍不理想。作者结合工业实际运行现状, 通过对Aspen P lus流程模拟软件的二次开发, 实现了煤气化废水处理过程全流程建模和准确模拟。本文利用建立的全流程模拟系统对可能的解决措施进行分析和筛选, 以提出解决目前该类废水处理中存在问题的有效措施。
1 煤气化废水处理现状
典型的煤气化废水处理流程见图1。废水S1分冷、热二股分别从上部和中上部进入汽提塔T1,汽提出CO2, H2 S等酸性气体后冷却至约45℃, 进入萃取塔E1采用二异丙萃取脱酚。萃取相泵入溶剂回收塔T4中, 精馏分离粗酚S11 与二异丙醚, 二异丙醚回用。萃余相S4 加入烧碱后进入脱氨塔T3, 从顶部采出溶解和夹带的二异丙醚S9, 冷凝后回用; 从侧线采出的氨水汽S6进入半凝器F2, 冷凝回部分水和少量氨, 气相部分S7进入氨精制工段加工成液氨, T3釜液S8进入生化段进行生化处理。
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