新天煤制气项目气化废水处理工艺研究 6页

'新天煤制气项目气化废水处理工艺研究　　摘要伊犁新天煤化工20亿Nm3煤制气项目是国家示范项目，肩负着气化废水处理的国家级示范课题。该项目气化装置采用鲁奇炉工艺，该气化工艺技术相对成熟，运行稳定，操作弹性大、对煤种要求较低，适合于气化高水分、高灰分的劣质煤种。该项目采用新汶矿业伊犁四矿产出的长焰煤，该煤种挥发分高，气化后粗煤气夹带焦油、中油等杂质，需要对煤气进行洗涤。洗涤后的废水处理是鲁奇炉工艺的难点，尤其是项目距离伊犁河这条国际河流距离近，又处于少数民族聚居区内，将污水处理达标，是该项目面临的重大课题。关键词鲁奇炉工艺；废水处理；挥发分；焦油分离；中油分离；酚氨回收中图分类号：X784文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）12-0067-011新天煤质分析该分析项目数据经委托由煤炭科学研究总院北京煤化工分院分析得出：收到基：全水含量21.5%。空气干燥基：水分含量6.49%；灰分含量6.81%；挥发分含量：35.31%；固定碳含量51.39%。6 干燥基：灰分含量7.28%；挥发分含量37.76%；固定碳含量54.96%。干燥无灰基：挥发分含量40.73%；固定碳含量59.27%。由该煤质分析可以看出，该煤样中含挥发分和水分较高，尤其是挥发分含量在35%，煤种年轻，碳化率低，富含油分和挥发性物质，粗煤气中的挥发分杂质洗涤和洗涤废水的处理显得十分必要。2煤气洗涤废水的初步处理工艺煤气洗涤废水的初步处理是将溶解气闪蒸出来，并且分离出焦油和中油产品。新天项目设置煤气水分离装置进行废水的初步处理。煤气水分离的废水处理程序分为三步：一是：煤气水的闪蒸，在膨胀器中进行，通过降压扩容原理将溶解在煤气水中的气体闪蒸出来，煤气水压力降至常压。二是：煤气水中的焦油、油的沉降分离，在分离器中进行，通过油与水的密度差，分理出焦油和油。三是：煤气水的过滤，主要设备是双介质过滤器，通过过滤除去煤气水中夹带的油、尘杂质。6 煤气水分离装置的主要产品是纯焦油（10万吨/a）、中油（10万吨/a）和净化废水（860吨/h）。净化废水中基本不含焦油、油、尘及膨胀气，含尘焦油就地装车外卖。纯焦油和油送入罐区，膨胀气送硫回收进一步处理。净化后的废水送往酚回收进一步处理。煤气水分离装置的操作难点：1）在分离温度的选择和控制，根据煤质，在分离过程中选择40℃-70℃之间的某一温度，达到最佳分离效果。分离后的油含量在10mg/L以下，基本不含尘土杂质。2）装置设备多，面积大，含油量高，焦油和中油分离压力大，对操作人员的身体素质和操作能力要求高。3煤气洗涤废水的酚氨回收经过煤气水分离装置的初步处理后，废水中还含有H2S、NH3、酚等危险化学品，新天项目设置酚氨回收装置对洗涤废水进一步处理，初步设计年回收粗酚2.5万吨。酚氨回收装置的原料酚水和产品酚水组成（由赛鼎装置院提供初步设计）：进酚回收装置原料酚水杂质成分：CO2含量7070mg/L；H2S含量300mg/L；NH3-N含量7100mg/L；含油量120mg/L；总酚含量5550mg/L；COD14899mg/L。出酚回收装置废水中的杂质含量要求：CO2含量≤500mg/L；H2S含量≤50mg/L；NH3-N含量≤500mg/L；含油量≤50mg/L；总酚含量≤1000mg/L；COD≤4000mg/L，二异丙基醚含量≤100mg/L。6 酚氨回收流程主要分为三步：一是：脱酸，即脱除掉煤气水中残余的酸性溶解气CO2和H2S，在脱酸塔中进行，通过加热将溶解在水中的CO2和H2S释放出来，H2S气体冷却后送入硫回收装置，水送入脱氨塔进一步处理。二是：脱氨，即脱除掉煤气水中夹带的NH3，在脱氨塔中进行，通过进一步加热并添加NaOH提高碱性将溶解在煤气水中的NH3释放出来，氨气通过三级冷却分凝后制作成氨水送入硫回收装置用于制作硫胺，水送入萃取擦进一步净化。三是：萃取，脱氨后的水冷却到40℃送入萃取塔中，采用二异丙基醚作萃取剂将溶解在水中的酚类杂质萃取出来，萃取后的水含酚量小于1000mg/L，COD量降到4000以下，送入污水处理车间进行进一步处理，污水处理采用生化处理的方式。其他步骤还包括水分的气提和溶剂的回收。酚氨回收装置操作难点：1）脱氨塔内NH3-N物质的脱除：通过添加NaOH溶液调节塔釜的pH，提高NH3-N物质的脱除效率，难点在如何将塔釜pH控制在6.5-7范围内，找到合适的操作点，使NH3-N物质的脱除效率最大化。6 2）溶剂回收：采用二异丙基醚萃取水中的酚类杂质，萃取后的萃余液中含油少量的溶剂，需要气提出来，以保证水中的溶剂残留在100mg/L以下，为生化处理提供合格的废水。萃取液中的溶剂需要进行精馏分离，循环使用。3）现场塔器设备多，操作复杂，易燃易爆点多，对工艺操作要求高。4小结鲁奇气化工艺技术成熟，运行稳定，因此目前开工的大型煤化工企业主要采用这种工艺，如潞安煤制油项目、义马气化厂、哈尔滨气化厂、大唐克旗项目、新疆庆华项目、广汇新能源项目，均采用鲁奇工艺。但该工艺耗水量大，废水难于处理是该工艺的主要难题。新天煤化工工艺在以前各大项目的基础上，优化设计，克服了缺陷，该工艺的处理效果在理论上满足了废水处理的需要。目前，该项目正在安装建设之中，废水处理项目作为国家示范课题，能否得到高效的处理，值得大家期待。参考文献[1]张许达.鲁奇炉气化污水处理工艺的探讨[J].煤炭化工设计，1985（1）.[2]煤气化废水处理工艺研究与运用[A].中国环保装备产业发展论坛论文汇编[C].2007.[3]王连勇，蔡九菊.煤代油技术研究进展[A].2004全国能源与热工学术年会论文集（2）[C].2004.6 [4]孙广，赵子忠，刘友.煤炭气化发展现状及趋势[A].2007中国钢铁年会论文集[C].2007.作者简介曹峰（1985-），男，现负责伊犁新天煤化工煤气水分离装置建设和生产准备工作。李旭（1984-），男，现负责伊犁新天煤化工污水生化处理装置建设和生产准备工作。6'