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CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程

编辑:管理员    发布时间:2016/6/2 10:51:58

CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程

前面大家先容了煤气化废水处理的主要方法。这些方法已成功应用于工业中,如某煤气化废水处理流程和某大学煤气化废水处理流程。下面将主要对这两种煤气化废水处理流程进行简要先容和分析。

1某煤气化废水处理流程

    某煤气化废水处理流程主要由酸水汽提塔、新威尼斯注册送28网站、溶剂汽提塔、氨浓缩塔和溶剂回收塔组成。煤气化废水分冷热两股分别从塔顶和塔中部进入酸水汽提塔,从塔顶部脱除二氧化碳和硫化氢。脱除酸性气后,含有大量氨的废水进入新威尼斯注册送28网站萃取脱酚。该流程采用的萃取剂是二异丙醚C DIPE。从新威尼斯注册送28网站出来的萃取相进入溶剂回收塔将酚和溶剂分离,并回收酚类物质和溶剂;萃余相进入溶剂汽提塔,回收溶解在废水中的少量DIPE,侧线采出的氨进入两个闪蒸罐和一个氨浓缩塔进行提浓,塔釜出水进入后续的生化处理段。该流程在国内煤气化废水处理厂应用较广,其流程图如图1-1所示。(CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程)

 

    虽然该流程能够有效地脱除氨、二氧化碳和硫化氢,但由于脱酸性气之后,含有大量氨的废水在进入新威尼斯注册送28网站时pH值高达9以上,溶剂萃取脱酚的效率较低。加之DIPE对多元酚萃取能力不足,因此,该流程在处理高浓度含酚废水时,废水酚浓度难以达到生化处理的要求。2某大学煤气化废水处理流程

    针对某煤气化废水处理流程出现的技术问题,某大学过程系统工程课题组进行了工艺流程改造。与某煤气化废水处理流程最大的不同是:该流程采用单塔加压汽提同时脱酸脱氨,并使用甲基异丁基酮(MIBK)作为萃取剂。该工艺主要由污水汽提塔、新威尼斯注册送28网站、溶剂汽提塔和溶剂回收塔组成。煤气化废水经沉降、除油后,分冷、热两股分别从污水汽提塔的顶部和上部进入塔内,污水汽提塔塔顶汽提出酸性气,侧线采出混合器将三级分凝的达到高浓度氨气。塔釜液冷却到适度温度后进新威尼斯注册送28网站,与萃取剂MIBK进行两相逆流萃取。新威尼斯注册送28网站顶出来的萃取相进溶剂回收分离酚和MIBK;新威尼斯注册送28网站下部采出的萃余相进溶剂汽提塔回收少量的萃取剂,从塔底采出的塔釜液送生化处理。(CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程)

    由于该流程将脱氨工艺提前到流程的前面,脱氨后废水的pH值降到6-7,改进了萃取条件。加上新型萃取剂MIBK的使用,进一步强化了萃取效果。该流程已成功应用于某煤化工企业,取得了较好的处理效果,流程如图1-2所示。

 

3溶剂萃取脱酚的影响因素

    溶剂萃取脱酚是利用酚类物质在油水相中的分配差异来实现传质分离的。这种分配差异可以由分配系数D来表示 .

 

     一般由实验测得。一般情况下,分配系数不是常数,随萃取物质的浓度、原料液的酸度、原料液中其他物质的存在、萃取剂的浓度和萃取温度等条件的改变而变化。因此,对于煤气化含酚废水萃取体系而言,影响萃取效率因素除了所选萃取剂的萃取分配系数外,还包括酚类物质的浓度,萃取的温度以及废水的酸度等。(CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程)

4萃取分配系数

    萃取分配系数表示在一定条件下萃取剂的萃取能力。从分配系数的定义可见,D值越大,表示在一定条件下萃取剂的萃取能力越强,即被萃取物质在萃取相的浓度越大,被萃取物质越容易进入萃取相中。萃取剂分配系数的大小,与萃取剂和酚类物质的结构相似性、范德华作用力和氢键作用力强弱等有关。

依据萃取机理的差异,萃取剂可以分为两大类,即物理萃取剂和络合萃取剂。物理萃取所涉及的萃取剂主要包括碳氢化合物(如脂肪烃、芳烃等)及其衍生物(如醇、醚和酮等)。苯、重苯和洗油等烃类萃取剂,虽然和酚类物质一样带有苯环,但由于是非极性化合物,因此对极性酚类物质的萃取能力有限。醇、醚和酮类等中性含氧萃取剂由于和酚类物质形成氢键,因而对酚类物质的萃取分配系数高。磷酸三丁酷CTSp)和三辛胺(TOA)等络合萃取剂由于能和酚类物质形成络合物,因此它们对酚类物质有较高的分配系数。

5酚类物质浓度的影响(CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程)

废水中酚类物质浓度,对萃取剂的分配系数有一定的影响。陈某等研究了水相中不同苯酚初始质量浓度对萃取剂仲辛醇和仲辛酮的萃取分配系数的影响,结果表明,仲辛醇在低质量浓度的苯酚溶液中的萃取分配系数较小,随着苯酚质量浓度的升高萃取分配系数有较大的增长,但在较高的质量浓度范围内,增长不明显。由此可见,萃取剂的萃取分配系数随着水相中酚类物质浓度的变化而变化。

6.废水pH值的影响

    在煤气化废水萃取脱酚的过程中,通常认为苯酚是以分子形态进入萃取相中的,离子态的苯酚则残留在水相中。由于酚类物质属于Lewis弱酸,只能在酸性或中性条件下稳定存在。在酸性条件下,酚以分子的形式存在,几乎不发生电离;而当水相pH>8时,酚开始发生电离。以苯酚电离为例:

 

    随着pH值增大,平衡向右移动所以pH值越大,酚的电离程度越高,在水中的溶解度越大,从而萃取的难度越大。。当pH> 12时,萃取剂已经很难从水相中分离出酚类物质了。因此,萃取剂对于酚类物质的萃取分配系数,常常随着水相的pH值的增大而减小。Treybal利用一个简单的模型来描述酚类物质在水相有离解时,萃取剂对酚的萃取分配系数:

 

    其中,Dlow pH是酚类物质在弱酸条件下,在有机相和水相中的分配系数。Ka为酚类物质在水相中的离解常数。(CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程)

7.萃取温度的影响

    萃取温度的改变可促使萃取平衡发生移动,改变平衡常数,从而改变萃取分配系数。一般而言,若萃取过程放热,则温度升高不利于萃取;反之,若萃取过程吸热,则温度升高有利于萃取。如杨某等研究了在25℃,40℃和50℃下,以甲基异丁基酮C MIBK为萃取剂时苯酚在有机相和水相的分配情况,结果表明随着温度的升高,MIBK的萃取分配系数下降。任某等研究了在磷酸三丁酷(TBP)一煤油溶液萃取剂在20-60℃时对苯酚的萃取效果的影响,结果也发现随着萃取温度的升高,萃取脱酚效率略有下降,说明萃取剂的分配系数随着温度的升高而减小。以上可以说明苯酚萃取过程属于放热过程,因此,低温有利于萃取。(CWL-N威尼斯注册送28处理煤气化含酚废水的流程)

    综上,影响萃取脱酚效果的主要因素包括萃取剂的分配系数、水相中酚类物质的浓度、水相的pH值和萃取体系的温度。在选择萃取剂和建立萃取工艺流程时,需要认真考虑上述因素,以确定最佳的萃取剂和萃取工艺参数。

 

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