煤化工废水(如煤气化废水)中含有极高浓度的酚类(2000-6000mg/L)和氨氮(3000-9000mg/L),同时COD可达20000-50000mg/L。酚氨回收工段是煤化工废水处理的第一道关口,其任务是将废水中的酚和氨分别回收为粗酚产品和氨水,同时将废水的毒性大幅降低,为后续生化处理创造条件。然而,酚氨回收工段也是全厂的能耗大户,其蒸汽消耗通常占废水处理站总蒸汽用量的70%以上。在煤化工行业降本增效的大背景下,如何在保证回收效率的前提下降低蒸汽消耗,成为各企业关注的焦点。
笔者参与的某大型煤制气项目,其酚氨回收工段采用“脱酸-脱氨-萃取脱酚”的三塔流程。项目运行初期,蒸汽消耗高达吨水180kg,远超设计值。经过全面的工艺诊断,我们发现了几个主要问题:一是脱氨塔的操作压力偏高,导致塔底温度过高,蒸汽浪费严重;二是萃取塔的萃取剂(二异丙醚)与废水的相比偏大,增加了后续溶剂回收的蒸汽消耗;三是塔顶蒸汽的热量未得到充分回收,大量低品位热能通过空冷器散失。针对这些问题,我们实施了一系列优化改造措施。
首先,将脱氨塔的操作压力从0.35MPa降至0.25MPa,降低塔底温度约10℃,在保证脱氨效率>95%的前提下,显著降低了加热蒸汽用量。其次,通过优化萃取塔的分配盘和脉冲强度,将萃取剂与废水的相比从1:6降至1:8,减少了萃取剂循环量,进而降低了溶剂回收塔的蒸汽负荷。第三,增设了塔顶蒸汽-进料液换热器,利用塔顶蒸汽的潜热预热进料废水,将进塔料液温度从40℃提升至70℃,大幅度节省了加热蒸汽。经过一年的优化运行,该工段的吨水蒸汽消耗从180kg降至140kg,节约蒸汽约22%,同时酚类和氨氮的回收率均保持在95%以上。这一改造实践为同类煤化工项目的节能降耗提供了可借鉴的经验。
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