一、酚水的由来
发生炉(煤气发生炉)气化过程中,由于煤中的挥发份含有不同沸点的苯、酚类物质,随着温度的增加不断产出并随煤气携出。随着对煤气的净化处理煤气的温度不断降低,各类物质按照其沸点不同不断形成液态雾滴,然后被净化设备捕出,其主要废水来源是由间冷器中冷凝下来的冷凝含酚污水。两段炉气化烟煤时所产生的酚水的量主要是取决于煤中的外来水、煤中的饱和水及氢氧反应生成水等。
二、酚水的组成及处理措施
我公司的两段环保型煤气发生炉工艺的含酚废水经过机械过滤后主要由一元苯、甲苯、轻质焦油和少量酚等物质组成,由于整个工艺煤气不和水直接接触,因此含酚废水量小。
该工艺在节能和环保方面突破了以前的旧工艺,取得革命性的进步,真正作到废水零排放,能完全够达到国家环保的要求。
根据两段环保型煤气炉工艺,气化段产生的部分热量用来对干馏段的煤进行充分的干馏,挥发份中的酚类和苯类等物质和焦油在不同的温度下产出并随煤气携出,形成上段煤气,由于是满料层操作,因此上段煤气含尘量小,主要是含低温干馏焦油。被干馏的煤继续下行到气化段,遇到高温煤会产生热爆,因此下段煤气主要含有打钎或煤热爆产生的粉尘,由于在干馏段对煤干馏较彻底,因此只含有微量的焦油,可以看出下段煤气含尘量很高,焦油含量很少。根据上下段煤气的特点安排相应设备对其净化、冷却。上段煤气经过预除焦器后大颗粒的焦油和一些酚类物被捕出进入焦油池,煤气降温到120℃左右进入到电捕焦油器,在此温度苯酚、二元酚等酚类物质和低温干馏焦油形成雾状液滴被电捕焦捕出进入焦油池,上段煤气然后和下段煤气在电除尘中汇合,温度在80-120℃,此时轻质焦油、苯酚、二元酚等酚类物的液滴和粉尘被进一步捕出进入焦油池,可以看出,进入焦油池的含酚类物质较多,这样的焦油利用价值很高,即可以作为燃料又可以作为煤化工行业的原料。从电除尘出来的煤气进入间冷器,温度从80-100℃降至30-45℃,煤气中携带的水蒸汽、一元苯、甲苯、和少量的酚遇冷凝结形成酚水。将间冷器中冷凝下来的冷凝水集中收集,然后经过三层机械过滤后用水泵泵入水冷箱内,利用煤气炉还原层的热量间接加热这部分冷凝水,使之变为蒸汽后作为气化剂供煤气炉使用。
具体处理步骤如下,这部分酚水在酚水池经过三层机械过滤后,一些杂质已经被过滤,到达水冷箱的时候已经是非常洁净的酚水,为红茶色液体,和我们用的稀料一样,构成物主要以一元苯、甲苯、少量酚类等物质组成,在水冷箱的位置温度一般为700℃左右,而酚水中的一元苯、甲苯和一些单酚类物质的沸点一般在200℃以下,在此温度下已经成为气态,可以供炉底气化使用,这部分蒸发的酚水主要由一元苯、甲苯、水蒸气等物质组成,在经过发生炉火层1100—1200℃高温,酚水中酚等有害物质在还原环境下分解为CO和H2,只有微量的多酚类物质沸点高,无法利用水冷箱的热量把它气化,因此采取定期排污的方式,把这部分酚类物排到焦油池,来提高焦油的含酚量,使焦油的利用价值提高,增加了焦油的品味,使卖价提高。由于水冷箱中无法气化的酚含量很少,不需要频繁的排污,等到酚类物质到达一定浓度后,排污一次就可以了,这个时间一般是半年左右的时间,然后排到焦油池,增加焦油池的含酚量,采取这种方式可以提高焦油卖价,增加厂家的收入。同时也可以采取焚烧的方式来处理这部分酚水,半年一次来焚烧,大大节省了厂家处理酚水的投入。就Φ3.2m两段环保型煤气炉而言,单台炉水冷箱处理酚水量为700Kg/h,而单台套煤气炉产酚水量为300Kg/h左右,所以还需往水冷箱内补充软化水以保证蒸汽产量,供炉底气化。
三、酚水处理效果
对于煤气站内的酚水,我公司这种气化回收再利用方案,已经应用到很多项目中,完全能够满足各方面的要求,不但能够将酚水全部处理,而且满足煤气站内蒸汽供应。
该工艺环保节能的特点,体现在充分利用下段高温煤气的显热,并结合含酚废水的特性及煤气发生炉造气工艺特点,将含酚废水及煤气显热进行综合利用,从而达到煤气发生站环保节能的目的。