專利名稱：煉焦工藝中剩余氨水的凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水的處理方法，更具體地說是涉及氨水的凈化方法。
在煉焦工藝過程中會產(chǎn)生一種氨水，通常稱為剩余氨水或者焦化氨水。此氨水的溫度為60～80℃，pH值為9.0～9.5，含氨～5g/L、硫化物～0.1g/L、氰化物≤0.02g/L、碳酸鹽～0.5g/L等無機物以及焦油～0.2g/L、酚1～1.5g/L和苯類等有機物，其水不溶物含量一般為300～2000mg/L。水不溶物主要是瀝青類油質(zhì)物、煤粉和灰塵等。
在有些煉焦化學(xué)廠中，該氨水是作為廢水直接進(jìn)行處理的。有些煉焦化學(xué)廠則是利用該氨水作為煤氣精制工藝的洗滌劑，以除去煤氣中的二氧化硫等雜質(zhì)，然后通過多種步驟回收其中的有用成分，例如酚、硫酸銨等，最后經(jīng)活性污泥曝氣處理后排放。
在用于洗滌煤氣之前，一般是先將該氨水放在貯槽中讓其自然澄清，然后用于煤氣精制工藝。但是，剩余氨水中的水不溶物含量高，粒度細(xì)，澄清十分困難，所以在洗滌煤氣時極易造成對設(shè)備(特別是熱交換器)和管道的堵塞，給煤氣精制工藝的操作造成嚴(yán)重困難。由此可見，該氨水在用于洗滌煤氣之前必須進(jìn)行處理，除去其中的水不溶物。一般認(rèn)為，水不溶物含量低于20mg/L，就能維持煤氣精制工藝的正常運行。
日本專利特開昭62-65786公開了處理焦化氨水的一種方法。該方法先往氨水中加入聚合硫酸鈍，使氨水中的CN-與Fe2+作用形成亞鐵氰化物，進(jìn)而與Fe3+作用形成亞鐵氰化鐵沉淀；同時，形成的氫氧化鐵聚合物使油類、亞鐵氰化鐵和其它雜質(zhì)發(fā)生絮凝作用，然后進(jìn)行澄清分離；經(jīng)澄清后的氨水用蒸餾法脫氨，蒸出的氨經(jīng)吸收塔吸收后用作回收硫酸銨的原料；經(jīng)蒸氨后的廢水送曝氣池進(jìn)行活性污泥處理，以脫除廢水中的酚等有機物；經(jīng)曝氣處理后的廢水再加聚合硫酸鐵進(jìn)行絮凝澄清，澄清液即可外排。
該專利的基本特征是使用聚合硫酸鐵作絮凝劑。使用聚合硫酸鐵有兩個缺點(1)聚合硫酸鐵的用量(按Fe量計算)為210～1900mg/L，用量很大，而且聚合硫酸鐵的價格較高，所以用此法處理的費用較高。(2)由于聚合硫酸鐵的加入量太大，致使氨水中的氨發(fā)生化學(xué)變化，溶液的pH值由9.17降低至8.6。由于氫氧化銨濃度降低將嚴(yán)重影響氨水洗滌煤氣時的脫硫效果。
本發(fā)明的目的在于提供一種處理費用低廉、凈化效果好、操作方便的煉焦工藝中剩余氨水的凈化方法。
本發(fā)明是這樣來實施的，本發(fā)明工藝過程包括除油、絮凝和澄清工序，本發(fā)明的技術(shù)特征在于在絮凝工序中采用的無機絮凝劑為鋁鹽，如明礬、氯化鋁、堿式氯化鋁或硫酸鋁等，同時還加入有機高分子絮凝劑，如陰離子型聚丙烯酰胺等。為了更有效地除去氨水中的水不溶物和加快澄清速度，本發(fā)明還在絮凝工序中從澄清工序返回部分底流污泥。
本發(fā)明采用鋁鹽作絮凝劑較之鐵鹽不僅效果好，而且用量少。由于用量少可大大降低處理氨水的成本，同時因為用量少，處理后的氨水中氨氮組成無明顯變化，在用于精制煤氣工藝時，就會提高脫硫效果。表1中列出了鋁鹽、鐵鹽絮凝劑的絮凝效果比較。
表1鋁鹽、鐵鹽絮凝效果比較(澄清時間均為1小時)試劑名稱用量(mg/L)水不溶物含量(mg/L)聚合硫酸鐵100 200堿式氯化鋁50 100本發(fā)明中同時采用無機絮凝劑與有機高分子絮凝劑，配合使用，較單獨用無機絮凝劑，絮凝效果也大大提高，見表2。
表2鋁鹽單獨處理與鋁鹽-陰離子型聚丙烯酰胺處理的絮凝效果對比試劑名稱用量(mg/L)水不溶物含量(mg/L)堿式氯化鋁50 100堿式氯化鋁50＋0.3 30+陰離子型聚丙烯酰胺本發(fā)明中采用底流污泥的部分返回不僅可以提高絮凝效果，也可加快澄清速度。因為底流污泥有較高的表面活性，能夠吸附氨水中的懸浮物，且由于底流污泥的返回，使氨水中水不溶物含量提高，致使形成的絮團(tuán)既多又大，加快了澄清速度。表3列出了底流污泥返回與不返回對絮凝效果的比較。
表3底流污泥返回與不返回的對比(堿式氯化鋁用量50mg/L，陰離子型聚丙烯酰胺用量0.3mg/L)底流污泥 水不溶物含量(mg/L)不返回(氨水中水不溶物含量0.5g/L)30返回(氨水中水不溶物含量4.5g/L) 8

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
從圖1可見，本發(fā)明的工藝過程包括除油、絮凝和澄清工序。
(1)除油工序?qū)捊构に囍械氖Ｓ喟彼?jīng)隔油處理除去大部分焦油，分離出來的焦油送至焦油回收系統(tǒng)回收，隔油后的氨水進(jìn)入絮凝工序，(2)絮凝工序本發(fā)明在該工序中先從澄清工序中返回部分底流污泥，再加入無機絮凝劑適合混合，最后加入有機高分子絮凝劑使混合均勻。底流污泥的返回量以使除油后的剩余氨水中水不溶物含量達(dá)到4～10g/L。加入無機絮凝劑的量為10～100mg/L，無機絮凝劑為明礬、氯化鋁、堿式氯化鋁或硫酸鋁等鋁鹽。加入有機絮凝劑的量為0.1～1.0mg/L，有機絮凝劑為陰離子型聚丙烯烯酰胺，其分子量為600～1500萬，水解度為40～100％的為佳。表4列出了不同分子量對絮凝效果的影響。表5列出了水解度對絮凝效果的影響。
表5陰離子型聚丙烯酰胺分子量的對比分子量用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)300萬 0.2 110600萬 0.2 951000萬 0.2 80
表6陰離子型聚丙烯酰胺水解度的影響水解度(％) 用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)5 0.4 11550 0.4 9580 0.4 80表1至表6的澄清時間均為1小時。
(3)澄清工序，澄清工序在澄清槽中進(jìn)行，絮團(tuán)在澄清槽中向下沉積，從底部排出口排出，除去了水不溶物的氨水則由溢流排出口排出。得到的氨水清澈透明，水不溶物含量＜20mg/L，底部污泥部分返回?zé)o絮凝工序，其余至重油回收系統(tǒng)。
綜上所述可見，本發(fā)明的凈化氨水的方法，工藝流程簡單；操作方便；絮凝劑用量低，因而處理氨水成本低，日本專利(特開昭62-65786)使用聚合硫酸鐵(加入量為210～1900mg/L)費用為1.5～12元/噸氨水，本發(fā)明費用為0.10～0.5元/噸氨水；氨水凈化效果好，水不溶物含量＜20mg/L；經(jīng)處理后的氨水其氨氮組分無明顯變化。用本發(fā)明處理的氨水用于煤氣精制工藝，不僅可提高煤氣質(zhì)量(脫硫效果提高)，而且使設(shè)備不易堵塞，此外，由于氨水中水不溶物含量低。對于后續(xù)工序萃取回收酚也極為有利，可以明顯降低萃取劑的損耗，提高酚的回收率，同時也可減輕廢水生化處理的負(fù)荷。
實施例1。
(1)除油工序，將剩余氨水置于帶下口的不銹鋼小槽中，靜置10分鐘，從下口取出的剩余氨水可除去80％的焦油。
(2)絮凝工序?qū)?000mL除油處理后的剩余氨水(水不溶物含量為550mg/L)維持在65±2℃，加入經(jīng)絮凝沉積下來的污泥(即澄清工序中的底流污泥)40mL(濃度為20％重量)，使氨水中的水不溶物含量為8.5g/L。然后加氯化鋁溶液10mL(濃度為4g/L)適當(dāng)混合后，再加入水解度為30％的聚丙烯酰胺(其分子量為600萬，濃度為0.2g/L)溶液2.0mL，使其混合均勻。
(3)澄清工序?qū)⑸鲜龉ば蛑械男跄芤褐糜诔吻宀壑?小時，清澈透明的氨水從槽的溢流口排出，其水不溶物含量為19mg/L，底流污泥從底部排出，部分返回至絮凝工序，其余去重油回收系統(tǒng)。
實施例2。
(1)除油工序同實施例1。
(2)絮凝工序取隔油處理后的剩余氨水1000mL，其水不溶物含量為480mg/L，維持溫度為65±2℃，加入底流污泥(濃度為20％重量)20mL，得到水不溶物含量為4.5g/L，再加入堿式氯化鋁溶液(濃度為2g/L)15mL，適當(dāng)混合后，再加入水解度為70％、分子量為920萬的陰離子型聚丙烯酰胺溶液(0.2g/L)1mL，使其混合均勻。
(3)澄清工序同實施例1，所得氨水中水不溶物含量為8mg/L。
實施例3。
(1)除油工序同實施例1。
(2)絮凝工序取隔油處理后的剩余氨水1000mL，水不溶物含量為590mg/L，維持溫度65±2℃。加入底流污泥50mL(濃度為20％重量)，使氨水中的水不溶物含量為10g/L，加入明礬溶液(4g/L)25mL，混合后，再加入水解度為90％、分子量為1000萬陰離子型聚丙烯酰胺1.5mL(濃度為0.2g/L)，使其混合均勻。
(3)澄清工序同實施例1，所得氨水中水不溶物含量為10mg/L。
實施例4。
(1)除油工序同實施例1。
(2)絮凝工序取隔油處理后的剩余氨水1000mL，水不溶物含量為750mg/L，維持溫度65±2℃，加入底流污泥(濃度為20％重量)25mL，使氨水中水不溶物含量為5.5g/L，再加入硫酸鋁溶液(4g/L)22.5mL，混合后，再加入水解度為50％、分子量為800萬的陰離子型聚丙烯酰胺2.5mL(濃度為0.2g/L)，使其混合均勻。
(3)澄清工序同實施例1。所得氨水中水不溶物含量為15mg/L。
權(quán)利要求
1.一種煉焦工藝中剩余氨水的凈化方法，其特征在于它包括除油、絮凝和澄清工序；(1)除油工序?qū)捊构に囍械氖Ｓ喟彼?jīng)隔油處理后除去大部分焦油，分離出來的焦油送至焦油回收系統(tǒng)回收，隔油后的氨水進(jìn)入絮凝工序；(2)絮凝工序在經(jīng)隔油處理后的氨水中加入從澄清工序中返回的部分底流污泥，再加入無機絮凝劑明礬、氯化鋁、堿式氯化鋁或硫酸鋁，最后加入有機高分子絮凝劑—陰離子型聚丙烯酰胺。(3)澄清工序把上述工序中的絮凝氨水置于澄清槽中澄清，清澈透明的氨水從槽的溢流口排出，底流污泥部分返回至絮凝工序，其余從底部出口排出。
2.如權(quán)利要求1中的凈化方法，其特征在于返回的底流污泥量以保證剩余氨水中的水不溶物達(dá)到4～10g/L，加入無機絮凝劑量為10～100mg/L氨水，加入有機高分子絮凝劑量為0.1～1.0mg/L氨水。
3.如權(quán)利要求1或2中的凈化方法，其特征在于有機高分子絮凝劑陰離型聚丙烯酰胺的分子量為600～1500萬，水解度為40～100％。
全文摘要
本發(fā)明涉及煉焦工藝中剩余氨水的凈化方法。凈化工藝流程包括除油、絮凝和澄清工序。本發(fā)明特征在于絮凝工序中加入從澄清工序返回的部分底流污泥，并加入無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑。凈化后的氨水中水不溶物＜20mg/L，且工藝流程簡單、操作方便、費用低廉、凈化效果好。用于煤氣精制工藝，可提高煤氣質(zhì)量，不易堵塞設(shè)備。
文檔編號C02F1/52GK1118338SQ9510827
公開日1996年3月13日 申請日期1995年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月25日
發(fā)明者李志華, 賈碩威 申請人:核工業(yè)北京化工冶金研究院