站煤气发生炉酚水处理技术发展与应用 4页

'煤气站煤气发生炉酚水处理技术发展与应用一、现状：  目前，世界各国在煤气生产过程中，存在一大难题即废水(酚水)污染治理问题．由于煤气废水水质复杂，其含有大量酚、氰、焦油、悬浮物、硫化物、氨氮、氯化物等有害物质，挥发酚高达2700mg/L，CODcr20000mg/L以上，故污染浓度高，污染严重，目前国内外对该水的净化，治理尚无先进的技术和设备。二、技术特点：两段炉煤气站的含酚污水由酚类、氰化物、焦油、悬浮物、硫化物、氨氮、氯化物等有害物质等组成。其中酚类以一元酚为主，以苯酚含量最高，其次还有间对甲苯酚，其来源于冷却及净化煤气过程中的间接冷却器洗涤水和含酚冷凝水，其中含酚冷凝水的生成量取决于气化煤质及所采用的气化工艺。以两段炉煤气站气化大同烟煤为例，上段煤气经间接冷却器最终冷却，产生的冷凝水量约为100kg/t煤左右，该冷凝水含酚量约为8500-20000mg/l；下段煤气洗涤水含酚量10mg/l，而且冷凝水随着循环使用时间的增加，其含酚量也不断地增加，增加到一定程度后，便会影响洗涤冷却设备中的传质与换热，从而带来一系列不良影响。　　几十年来，如何彻底治理含酚污水一直是困扰煤气站的环保难题，从事工业煤气设计研究的专家们经过长期的研究与探讨，虽然摸索到了一些行之有效的处理方法，取得了一定的效果，但是仍存在诸多不足之处。三、目前煤气站含酚污水的几种常规处理方法　　对于煤气站的含酚污水处理一般分为两个阶段：第一，预处理阶段，该阶段旨在除去污水中的大部分悬浮物及焦油等；第二，脱酚处理阶段，其目的是将预处理后的污水中的大部分酚类物质及部分有机物质脱除。1.预处理方法在煤气站中已经应用的预处理方法，大约有以下几种：1）自然沉降分离法2）机械过滤法3）化学混凝沉淀法4）电解浮选法5）离心分离法6）加酸破乳焦油渣吸附法 7）加压溶气气浮法8）射流气浮法9）负压脱酚法　　其中自然沉降分离法，可直接设置在煤气站的循环水工艺系统中，虽然效果不是十分理想，但运行成本较低，一直被大多数煤气站作为含酚污水预处理方法所采用。其它七种方法则必须在另行设置的设备中进行处理，相对处理费用要高出许多。2.脱酚处理方法脱酚处理方法可分为物理化学法和生物化学法。2.1物理化学法2.1.1蒸汽化学脱酚法 用强烈的高温蒸汽加热含酚污水，使污水中的酚蒸发后随蒸汽逸出，然后再通入碱液吸收成为酚钠盐，从而达到脱酚的目的。该法操作简单，投资也较少，但蒸汽耗量较大，且脱酚效率不够理想，一般达不到彻底治理之目的。东北某厂曾用该法处理含酚污水，后因蒸汽耗量太大而停歇；浙江某厂也曾采用过该法脱酚，其结果仍被淘汰。2.1.2蒸汽脱酚法 将含酚污水加热，使酚随水蒸汽挥发出来，再将这部分含酚蒸汽通入发生炉炉底混入空气中作为气化剂使用，在炉内酚在高温下燃烧分解成CO2和H2O最终达到脱酚的目的。其缺点在于此法只能脱除低沸点酚系物，且能耗较大，每蒸发1吨污水约需燃料折合标煤180公斤左右。内蒙古某厂曾使用此法处理含酚污水，因能耗大且煤气炉炉底饱和温度不易控制而停用。2.1.3焚烧法  将含酚污水喷入焚烧炉，使酚类有机物在1100℃左右的高温下，发生氧化反应，最终生成CO2和H2O排放，此法工艺简单，操作方便，但能耗较大，每焚烧1吨含酚废水其成本约在1200~1500元左右。90年代初期国外引进的及国内配套的两段式煤气发生炉基本上都配备有酚水焚烧炉设施，但基本上都因能耗问题而闲置不用。利用焚烧法处理含酚污水另一个关键缺点在于一旦操作不慎，炉温下降，往往会造成燃烧不完全，易形成二次污染。2.1.4溶剂萃取脱酚法   该法的主工艺分萃取和解吸两部分，萃取过程是一个物质再分配过程，利用萃取剂将酚从污水中萃取出来；含酚萃取剂再与碱液相互接触，萃取剂中的酚与碱发生反应生成酚钠盐，该过程是一个解吸过程。利用该种脱酚方法处理后的出水尚含100-200mg/l的酚，不能直接排放，而且萃取剂的流失会造成污水乳化，并形成二次污染。另外该方法须采用高效率的萃取剂及碱，运行成本较高。2.1.5树脂脱酚法  该法主要工艺过程包括吸附和解吸，用树脂吸附废水中的酚，然后用碱液进行解吸，生成酚钠，此法工艺过程较为复杂，且影响脱酚效率的因素较多，运行成本相对较高。2.1.6磺化煤吸附法  该法以磺化煤极性基团吸附酚，然后以碱液吸收而成酚钠盐脱酚，磺化煤吸附是间歇进行的，完成一次循环包括吸附和再生两个环节。该法的主要缺点在于磺化煤的吸酚量过低，吸附周期太短，解析、再生也比较困难。东北某厂曾采用此法处理含酚污水，因吸附率降低太快而最终放弃。2.1.7生化法  对含酚污水进行生化处理是培养微生物，并利用微生物将污水中的酚类有机物消化吸收分解成H2O和CO2的过程。该方法根据微生物的承载方式及供氧方式的不同又可分为曝气法、接触氧化法、生物转盘法及生物滤池法等。生化法对进入生化池的污水水质要求较为严格，污水中焦油及酚等有机物浓度不可超过微生物所能承受的浓度，否则，需要将污水稀释后才能进入生化池，这样便限制了处理水量。同时微生物驯化比较困难，进水浓度超标、环境温度不适宜，都很容易限制微生物的生存。东北某厂曾采用生化法处理含酚污水，由于条件要求严格至使其处理成本相当高。四.制约煤气站含酚污水常规处理方法推广应用的因素分析  根据对上述几种常规治理煤气站含酚污水方法的分析，可以看出，影响并制约煤气站含酚污水常规处理方法推广应用的因素主要有以下几点：1.除蒸汽脱酚法和焚烧法外，其余几种处理方法对污水预处理的要求都很严格，而且自身工艺也比较复杂，一次投资较大，对于一些中小型煤气站来说难于承受。2.受自身脱酚工艺及脱酚效率要求的影响，常规处理含酚污水方法的运行成本都比较高。3.除焚烧法外，其余几种方法的目的都是旨在去除污水中的酚类物质，但脱酚后的水也并非纯净水体，因为即使是经处理后水中的含酚量达到了排放标准，此水也不一定能够排放，这还要视水中其它有机化合物、无机盐类等的含量是否达到排放标准而定。4.脱酚效率不高，治理不彻底，容易形成二次污染，这也是制约某些脱酚方法推广应用的另一个关键所在。五.“粉煤－酚水”调制水煤浆治理含酚污水 1.“粉煤－酚水”调制水煤浆治理含酚污水的原理 我国水煤浆技术的发展始于20世纪80年代，经过20多年的研究实践，已经成为较为系统、成熟的技术。水煤浆是将煤粉（60-70%）、水（30-40%）和少量添加剂（1%左右）混合后，经研磨、强力搅拌，使其形成煤－水两相的流浆体以作为燃料使用。水煤浆外观似油，流动性好，是一种新型、低污染代油燃料，其热值约为重油的一半，现已成功地应用于冶金、建材等行业的各种工业炉窑及锅炉中，具有很好的发展前景。根据水煤浆应用技术，利用煤气站自身的筛下粉煤和含酚污水按一定比例混合后，再加入适量添加剂经强力研磨调制后制成水煤浆，这时含酚污水便成了燃料煤的有效载体。水煤浆的燃烧温度一般为1100-1300℃，在此温度下污水中的酚及其它有害有机物质剧烈地燃烧分解成H2O和CO2，然后随燃烧烟气排入大气中，从而达到治理含酚污水的目的，其脱酚机理与焚烧法相同。 虽然可以利用含酚污水来制备水煤浆，但由于一般煤气站的酚水、粉煤比例难于平衡，而且，让煤气站生产水煤浆，除需要增加大量设备外，产品销路也存在很大问题。因一般煤气站耗煤量较小，尚需配有专用车辆，水煤浆质量得不到保证。六.燃煤锅炉治理含酚污水  此方法比较简单，即将含酚污水与锅炉燃煤搅拌均匀，添加到锅炉中。利用锅炉燃烧的高温，将含酚污水分解为CO2和H2O随烟气一起排掉，这是一种最节能、最简单的方法。但因含酚污水中含挥发酚、氰浓度高对锅炉操作工人及环境污染严重。且小锅炉一般负荷不稳定，锅炉负荷低时，炉膛温度低达不到酚的分解温度时，将随烟气飘散，造成二次污染，污染面积更大更难处理。七、最近技术的发展  北京恒志信科技发展公司研制的“煤气发生炉含酚、氰污水处理装置”（已申请专利），该技术系统全面地解决了煤气发生酚水处理的问题，是一个非常好的节能减排的项目，大家可以参考。[/color]'