[发明专利]一种煤气化废水的资源化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化废水处理领域，尤其涉及一种煤气化废水的资源化处理方法。

背景技术

在煤气化生产过程中，会产生大量的高污染、高浓度煤气化废水，水质成分极其复杂，这些废水的污染负荷非常高，反应产生的煤气水、变换冷却装置及低温甲醇洗预冷系统分离的煤气水送往煤气水分离装置，煤气水经减压闪蒸、无压重力沉降、浮油、过滤等工艺进行脱气、除尘、回收焦油、中油和含尘焦油后，送往酚氨回收装置，经酚氨回收装置回收有价物质。

目前在煤气化废水处理行业中，针对脱酸脱氨后的废水，需要进行脱酚处理进行酚类回收，在常规的处理工艺中，脱酸脱氨常采用汽提处理方案，利用酸性气体及氨的溶解度不同，以及在高温下的溶解度降低的原理，进行废水中酸性气体的脱除和回收。在萃取脱酚处理工艺中，传统采用的萃取剂有乙酸乙酯、二异丙基醚、甲基异丁基甲酮（MIBK）、磷酸三丁酯（TBP）等有机萃取剂，这些传统的萃取剂通常存在溶解度高，在处理过程中引起萃取剂的损耗率大，并且萃取剂进入到处理后废水中，提高了废水中的COD指标，增大后续生化系统的处理负荷；再如二异丙基醚作为萃取剂，萃取相与萃余相均需要完全用蒸汽蒸发回收再生，运行成本高，再生成本大等问题。

蒸汽消耗一般为一次性能耗，运行成本高的问题。本系统通过碱洗回收酚类，再通过后续集成处理工艺实现碱液的回收利用；本发明方法在高效复配萃取剂的作用下，通过处理工艺的优化集成，实现废水酚类、重油、轻油的分离、富集、回收的目标，同时实现萃取剂、碱液等辅助能源的循环利用，有效控制运行成本。

发明内容

本发明的目的，是提供一种煤气化废水的资源化处理方法，该方法利用高效复配萃取剂达到酚油协同萃取，废水脱酚达标进入后续生化处理系统；同时通过碱洗阶段、酸化阶段、苛化阶段、萃取剂精馏净化阶段的综合处理，实现粗酚、重油、轻油的资源回收，以及萃取剂、碱液的高效循环利用；该方法具有易操作，废水脱酚处理效果好，粗酚回收效率高，萃取剂、碱液循环利用率高，系统运行成本低，工艺经济性好等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：通过采用高效复配萃取剂进行酚油协同萃取脱酚，碱洗进行萃取剂的分离回收，通过酸化达到粗酚的回收，再通过苛化达到碱液资源的回收，实现整套处理工艺的资源化处理目标。

本发明涉及的工艺主要包括五部分：（1）萃取脱酚（2）碱洗酚钠分离（3）酸化粗酚回收（4）苛化碱液回收（5）萃取剂净化。

其中第一步主要是通过萃取剂与废水逆流接触，将废水中的酚类、油类转移到有机相中，实现废水脱酚目标。油水比为1:1~1:10，萃取温度为30~80℃，pH值为7.5~8.5。萃取剂在水中的溶解度低，沸点高，不易挥发，稳定性小，损耗小，水相中COD由原来的10000~40000mg/L降至萃余液中的2500~6000mg/L；酚类由原来2000~1000mg/L降至萃余液中单元酚的0~200mg/L，能够有效保证处理后脱酚废水达到进入后续煤气化废水生化处理系统的进水指标要求。

第二步碱洗酚钠分离，主要是将富酚有机相连续通过氢氧化钠溶液，酚类与氢氧化钠反应生成酚钠，由有机相富集到水相中；碱液浓度范围为10%-20%，当碱液浓度降低到6%左右开始进行碱洗溶液强制循环，提高碱液的利用率；当碱液浓度达到1%左右时，进行部分外排进入酸化段；在碱洗工段上部得到脱酚后的萃取剂。

第三步是将第二步得到的酚钠溶液进入到酸化工段进行酸化回收粗酚，在酸化工段底部通入二氧化碳气体，二氧化碳在溶液中转化为碳酸氢根，与酚钠反应得到粗酚和碳酸氢钠，二氧化碳与酚钠的反应摩尔比为1.5:1~2:1，反应温度为20~50℃；利用物料物理特性，经过静置达到物料分层，分层溶液上部实现粗酚回收，下部可得到碳酸氢钠溶液，静置时间为30~60min。

第四步苛化碱液回收主要是针对碳酸氢钠溶液进行碱洗溶液的回收，碳酸氢钠溶液进入到苛化工段，在苛化工段中钙与碳酸氢根反应的摩尔比为2.5:1~3:1，在20~50℃的温度下，通过充分的搅拌、反应，碳酸氢钠与石灰发生完全反应，反应时间为10~30min，通过静置在苛化工段底部得到碳酸钙沉淀，静置时间30~60min。在苛化槽上部得到氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液经过过滤后可回用到系统的碱液补充，实现资源的循环利用。