焦化废水减排及清洁生产措施探讨

2018-02-02薛迎迎尹庆会

资源节约与环保 2018年3期

关键词：氨水焦化焦炭

薛迎迎　尹庆会

（河南省冶金所有限责任公司河南郑州 450053）

引言

焦化废水成分复杂，含有数十种无机和有机污染物，污染物浓度高，难降解，是一种典型的有毒难降解有机废水。本文从原料、生产工艺及技术等方面分析该行业的废水减排及清洁生产措施。

1　焦化废水组成

焦化企业废水主要包括酚氰废水和生活污水，也包括冷却塔排污水、脱盐水站排水等。其中酚氰废水成分复杂，主要包括酚、氨、氰、H2S等，有毒有害且难降解，是废水治理的难点之一。

酚氰废水来源包括煤中的分子水和化合水，主要由以下几类废水组成：

（1）剩余氨水：是煤干馏及煤气冷却过程中产生的废水，其数量占全部废水量1/2以上。为进一步将剩余氨水中的氨提取利用，一般会将剩余氨水送到蒸氨塔中精馏，在塔顶得到浓氨气，用于生产硫铵或作为氨法脱硫的碱源，在塔底得到含氨较少的氨水即为蒸氨废水；含有较高浓度的氨、酚、氰、硫化物及石油类污染物。

（2）煤气净化过程产生的废水：如煤气终冷水和粗苯分离水等；含有一定浓度的酚、氰和硫化物，水量不大，但成分复杂。

（3）其他废水：焦油、粗苯等化工产品精制及其他场合（如煤气水封、冲洗地面、油品槽等）产生的废水；大多为间断性排水，含有酚、氰等污染物。

（4）初期雨水：装置区降雨初期时的雨水，这部分雨水因污染物浓度较高需单独收集处理，一般排入厂区酚氰废水处理站处理。

2　污染物减排及清洁生产措施

从工艺、废水组成可知，焦化废水来源的主要途径有：（1）原料煤；（2）蒸汽是化产生产过程的主要能源介质，其使用后变成冷凝水造成生产污水增加；（3）传统熄焦采用湿法熄焦，水量消耗较多，会产生大量的熄焦水；（4）装置中各种余热没有有效回收。

根据焦化废水来源分析，按照清洁生产理念，从原料、工艺、污染治理等方面分析废水减排措施，可从以下几个方面着手：

（1）原料煤调湿技术

利用外加热能将炼焦原料煤在炉外进行干燥、脱水的预处理工艺，进而调节入炉煤水分，控制炼焦能耗，提高焦炭质量。

（2）熄焦方式

①低水分熄焦技术。在低水分熄焦系统中，熄焦水在一定压力下以柱状水流喷射到焦炭层内部，使顶层焦炭只吸收了少量的水，大量的水迅速流过各层焦炭至熄焦车倾斜底板。当熄焦水接触到红焦时，就转变为蒸汽，水变为蒸汽时的快速膨胀力使蒸汽向上流动通过焦炭层，由下至上地对车内焦炭进行熄焦[5]。该技术可减少缩短熄焦时间和节约熄焦用水。

②干熄焦技术。利用惰性气体作为循环气体与炽热红焦炭换热从而熄灭红焦，同时回收显热生产蒸汽；比湿熄焦节约用水，同时减少焦化废水产生量。

（3）化产回收工艺

①焦化脱硫废液处理技术。采用湿式氧化法脱硫工艺的焦化企业，在煤气净化脱硫工段不可避免地发生副反应，生成 NH4CNS、（NH4）2S2O 等盐类，根据脱硫废液成分，可采取提盐或制酸工艺对其进行处理。提盐工艺主要是利用蒸发釜在负压状态下浓缩脱硫液，提取废液中的盐，处理后的废液回用；制酸工艺指脱硫废液经预处理、焚烧、余热回收、净化、干燥、转化、吸收等工序生产硫酸。②负压蒸氨工艺。依靠减压操作条件降低剩余氨水的沸点温度，使氨的相对挥发性提高，从而更加容易分离，且降低蒸氨能耗，减少蒸氨废水产生量。③间接蒸氨工艺。根据蒸汽是否直接进入蒸氨塔，可将剩余氨水的蒸馏工艺分为直接蒸氨工艺和间接蒸氨工艺。直接蒸氨工艺中，由于蒸汽直接进入蒸氨塔底，蒸汽冷凝水就变为蒸氨废水，使废水量加大。间接蒸氨工艺是通过循环使用的热传递介质（蒸汽或导热油）加热蒸氨塔再沸器从而对剩余氨水进行蒸馏，减少蒸氨废水产生量。④负压（或间接）粗苯蒸馏工艺。同蒸氨工艺一样，传统的粗苯蒸馏工艺是蒸气直接蒸馏法，蒸汽冷凝后会产生含酚废水，增加废水产生量。负压蒸馏是降低塔内气压，降低苯沸点，节省蒸馏热量；同时也可采用热循环油（蒸汽间接加热等）提供热量，减少废水产生量。

（4）废水处理及回用

焦化废水处理主要包括物化处理、生化处理和深度处理；物化处理主要是对高浓度废水进行蒸氨、脱酚等处理，生化处理主要是活性污泥法，多数焦化废水经过生化处理后就直接排放或用于湿法熄焦。

①焦化废水深度处理。为节约水资源，减少废水外排量，对于采用干熄焦、且焦化废水无处消纳的焦化企业而言，可在酚氰污水处理后段增设废水深度处理系统（膜处理），处理后中水回用循环水系统；剩余少量废水可用于焦炭加湿、洗煤厂补水等。②蒸汽冷凝水回用。对厂区焦油原料及产品贮槽保温、硫铵干燥等间接加热工段产生的冷凝水，可以有条件收集回用，降低新鲜水耗。