站煤氣發(fā)生爐酚水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

1、煤氣站煤氣發(fā)生爐酚水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用一、現(xiàn)狀：    目前，世界各國在煤氣生產(chǎn)過程中，存在一大難題即廢水(酚水)污染治理問題由于煤氣廢水水質(zhì)復(fù)雜，其含有大量酚、氰、焦油、懸浮物、硫化物、氨氮、氯化物等有害物質(zhì)，揮發(fā)酚高達(dá)2700mg/L，CODcr20000mg/L以上，故污染濃度高，污染嚴(yán)重，目前國內(nèi)外對該水的凈化，治理尚無先進的技術(shù)和設(shè)備。 二、技術(shù)特點： 兩段爐煤氣站的含酚污水由酚類、氰化物、焦油、懸浮物、硫化物、氨氮、氯化物等有害物質(zhì)等組成。其中酚類以一元酚為主，以苯酚含量最高，其次還有間對甲苯酚，其來源于冷卻及凈化煤氣過程中的間接冷卻器洗滌水和含酚冷凝水，其中含

2、酚冷凝水的生成量取決于氣化煤質(zhì)及所采用的氣化工藝。以兩段爐煤氣站氣化大同煙煤為例，上段煤氣經(jīng)間接冷卻器最終冷卻，產(chǎn)生的冷凝水量約為100kg/t煤左右，該冷凝水含酚量約為8500-20000mg/l；下段煤氣洗滌水含酚量10mg/l，而且冷凝水隨著循環(huán)使用時間的增加，其含酚量也不斷地增加，增加到一定程度后，便會影響洗滌冷卻設(shè)備中的傳質(zhì)與換熱，從而帶來一系列不良影響。幾十年來，如何徹底治理含酚污水一直是困擾煤氣站的環(huán)保難題，從事工業(yè)煤氣設(shè)計研究的專家們經(jīng)過長期的研究與探討，雖然摸索到了一些行之有效的處理方法，取得了一定的效果，但是仍存在諸多不足之處。 三、目前煤氣站含酚污水的幾種常規(guī)處理方法對于

3、煤氣站的含酚污水處理一般分為兩個階段：第一，預(yù)處理階段，該階段旨在除去污水中的大部分懸浮物及焦油等；第二，脫酚處理階段，其目的是將預(yù)處理后的污水中的大部分酚類物質(zhì)及部分有機物質(zhì)脫除。 1. 預(yù)處理方法 在煤氣站中已經(jīng)應(yīng)用的預(yù)處理方法，大約有以下幾種： 1）自然沉降分離法 2）機械過濾法 3）化學(xué)混凝沉淀法 4）電解浮選法 5）離心分離法 6）加酸破乳焦油渣吸附法 7）加壓溶氣氣浮法 8）射流氣浮法 9）負(fù)壓脫酚法其中自然沉降分離法，可直接設(shè)置在煤氣站的循環(huán)水工藝系統(tǒng)中，雖然效果不是十分理想，但運行成本較低，一直被大多數(shù)煤氣站作為含酚污水預(yù)處理方法所采用。其它七種方法則必須在另行設(shè)置的設(shè)備中進行

4、處理，相對處理費用要高出許多。 2. 脫酚處理方法 脫酚處理方法可分為物理化學(xué)法和生物化學(xué)法。 2.1 物理化學(xué)法 2.1.1 蒸汽化學(xué)脫酚法  用強烈的高溫蒸汽加熱含酚污水，使污水中的酚蒸發(fā)后隨蒸汽逸出，然后再通入堿液吸收成為酚鈉鹽，從而達(dá)到脫酚的目的。該法操作簡單，投資也較少，但蒸汽耗量較大，且脫酚效率不夠理想，一般達(dá)不到徹底治理之目的。東北某廠曾用該法處理含酚污水，后因蒸汽耗量太大而停歇；浙江某廠也曾采用過該法脫酚，其結(jié)果仍被淘汰。 2.1.2 蒸汽脫酚法  將含酚污水加熱，使酚隨水蒸汽揮發(fā)出來，再將這部分含酚蒸汽通入發(fā)生爐爐底混入空氣中作為氣化劑使用，在爐內(nèi)酚在高溫

5、下燃燒分解成CO2和H2O最終達(dá)到脫酚的目的。其缺點在于此法只能脫除低沸點酚系物，且能耗較大，每蒸發(fā)1噸污水約需燃料折合標(biāo)煤180公斤左右。內(nèi)蒙古某廠曾使用此法處理含酚污水，因能耗大且煤氣爐爐底飽和溫度不易控制而停用。 2.1.3 焚燒法   將含酚污水噴入焚燒爐，使酚類有機物在1100左右的高溫下，發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成CO2和H2O排放，此法工藝簡單，操作方便，但能耗較大，每焚燒1噸含酚廢水其成本約在12001500元左右。90年代初期國外引進的及國內(nèi)配套的兩段式煤氣發(fā)生爐基本上都配備有酚水焚燒爐設(shè)施，但基本上都因能耗問題而閑置不用。利用焚燒法處理含酚污水另一個關(guān)鍵缺點

6、在于一旦操作不慎，爐溫下降，往往會造成燃燒不完全，易形成二次污染。2.1.4 溶劑萃取脫酚法   該法的主工藝分萃取和解吸兩部分，萃取過程是一個物質(zhì)再分配過程，利用萃取劑將酚從污水中萃取出來；含酚萃取劑再與堿液相互接觸，萃取劑中的酚與堿發(fā)生反應(yīng)生成酚鈉鹽，該過程是一個解吸過程。利用該種脫酚方法處理后的出水尚含100-200mg/l的酚，不能直接排放，而且萃取劑的流失會造成污水乳化，并形成二次污染。另外該方法須采用高效率的萃取劑及堿，運行成本較高。2.1.5 樹脂脫酚法    該法主要工藝過程包括吸附和解吸，用樹脂吸附廢水中的酚，然后用堿液進行解吸，生成酚

7、鈉，此法工藝過程較為復(fù)雜，且影響脫酚效率的因素較多，運行成本相對較高。2.1.6磺化煤吸附法    該法以磺化煤極性基團吸附酚，然后以堿液吸收而成酚鈉鹽脫酚，磺化煤吸附是間歇進行的，完成一次循環(huán)包括吸附和再生兩個環(huán)節(jié)。該法的主要缺點在于磺化煤的吸酚量過低，吸附周期太短，解析、再生也比較困難。東北某廠曾采用此法處理含酚污水，因吸附率降低太快而最終放棄。2.1.7生化法    對含酚污水進行生化處理是培養(yǎng)微生物，并利用微生物將污水中的酚類有機物消化吸收分解成H2O和CO2的過程。該方法根據(jù)微生物的承載方式及供氧方式的不同又可分為曝氣法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤法

8、及生物濾池法等。生化法對進入生化池的污水水質(zhì)要求較為嚴(yán)格，污水中焦油及酚等有機物濃度不可超過微生物所能承受的濃度，否則，需要將污水稀釋后才能進入生化池，這樣便限制了處理水量。同時微生物馴化比較困難，進水濃度超標(biāo)、環(huán)境溫度不適宜，都很容易限制微生物的生存。東北某廠曾采用生化法處理含酚污水，由于條件要求嚴(yán)格至使其處理成本相當(dāng)高。四. 制約煤氣站含酚污水常規(guī)處理方法推廣應(yīng)用的因素分析    根據(jù)對上述幾種常規(guī)治理煤氣站含酚污水方法的分析，可以看出，影響并制約煤氣站含酚污水常規(guī)處理方法推廣應(yīng)用的因素主要有以下幾點： 1. 除蒸汽脫酚法和焚燒法外，其余幾種處理方法對污水預(yù)處理的要求都

9、很嚴(yán)格，而且自身工藝也比較復(fù)雜，一次投資較大，對于一些中小型煤氣站來說難 于承受。 2. 受自身脫酚工藝及脫酚效率要求的影響，常規(guī)處理含酚污水方法的運行成本都比較高。 3. 除焚燒法外，其余幾種方法的目的都是旨在去除污水中的酚類物質(zhì)，但脫酚后的水也并非純凈水體，因為即使是經(jīng)處理后水中的含酚量達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，此水也不一定能夠排放，這還要視水中其它有機化合物、無機鹽類等的含量是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)而定。 4. 脫酚效率不高，治理不徹底，容易形成二次污染，這也是制約某些脫酚方法推廣應(yīng)用的另一個關(guān)鍵所在。五. “粉煤酚水”調(diào)制水煤漿治理含酚污水 1. “粉煤酚水”調(diào)制水煤漿治理含酚污水的原理  我

10、國水煤漿技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過20多年的研究實踐，已經(jīng)成為較為系統(tǒng)、成熟的技術(shù)。水煤漿是將煤粉（60-70%）、水（30-40%）和少量添加劑（1%左右）混合后，經(jīng)研磨、強力攪拌，使其形成煤水兩相的流漿體以作為燃料使用。水煤漿外觀似油，流動性好，是一種新型、低污染代油燃料，其熱值約為重油的一半，現(xiàn)已成功地應(yīng)用于冶金、建材等行業(yè)的各種工業(yè)爐窯及鍋爐中，具有很好的發(fā)展前景。根據(jù)水煤漿應(yīng)用技術(shù)，利用煤氣站自身的篩下粉煤和含酚污水按一定比例混合后，再加入適量添加劑經(jīng)強力研磨調(diào)制后制成水煤漿，這時含酚污水便成了燃料煤的有效載體。水煤漿的燃燒溫度一般為1100-1300，在此溫度下污水中的酚

11、及其它有害有機物質(zhì)劇烈地燃燒分解成H2O和CO2，然后隨燃燒煙氣排入大氣中，從而達(dá)到治理含酚污水的目的，其脫酚機理與焚燒法相同。  雖然可以利用含酚污水來制備水煤漿，但由于一般煤氣站的酚水、粉煤比例難于平衡，而且，讓煤氣站生產(chǎn)水煤漿，除需要增加大量設(shè)備外，產(chǎn)品銷路也存在很大問題。因一般煤氣站耗煤量較小，尚需配有專用車輛，水煤漿質(zhì)量得不到保證。 六. 燃煤鍋爐治理含酚污水  此方法比較簡單，即將含酚污水與鍋爐燃煤攪拌均勻，添加到鍋爐中。利用鍋爐燃燒的高溫，將含酚污水分解為CO2和H2O隨煙氣一起排掉，這是一種最節(jié)能、最簡單的方法。但因含酚污水中含揮發(fā)酚、氰濃度高對鍋爐操作工人及環(huán)境污染嚴(yán)重。