專利名稱：煉焦工藝中剩余氨水的凈化方法
技術領域：
本發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物、煤粉和灰塵等。
在有些煉焦化學廠中，該氨水是作為廢水直接進行處理的。有些煉焦化學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，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，澄清十分困難，所以在洗滌煤氣時極易造成對設備(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重困難。由此可見，該氨水在用于洗滌煤氣之前必須進行處理，除去其中的水不溶物。一般認為，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發生絮凝作用，然后進行澄清分離；經澄清后的氨水用蒸餾法脫氨，蒸出的氨經吸收塔吸收后用作回收硫酸銨的原料；經蒸氨后的廢水送曝氣池進行活性污泥處理，以脫除廢水中的酚等有機物；經曝氣處理后的廢水再加聚合硫酸鐵進行絮凝澄清，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，致使氨水中的氨發生化學變化，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重影響氨水洗滌煤氣時的脫硫效果。
本發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。
本發明是這樣來實施的，本發明工藝過程包括除油、絮凝和澄清工序，本發明的技術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，本發明還在絮凝工序中從澄清工序返回部分底流污泥。
本發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是本發明的工藝流程圖。
從圖1可見，本發明的工藝過程包括除油、絮凝和澄清工序。
(1)除油工序將煉焦工藝中的剩余氨水經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回收，隔油后的氨水進入絮凝工序，(2)絮凝工序本發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行，絮團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，底部污泥部分返回無絮凝工序，其余至重油回收系統。
綜上所述可見，本發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；經處理后的氨水其氨氮組分無明顯變化。用本發明處理的氨水用于煤氣精制工藝，不僅可提高煤氣質量(脫硫效果提高)，而且使設備不易堵塞，此外，由于氨水中水不溶物含量低。對于后續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)絮凝工序將1000mL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)澄清工序將上述工序中的絮凝溶液置于澄清槽中2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。
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)除油工序將煉焦工藝中的剩余氨水經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回收，隔油后的氨水進入絮凝工序；(2)絮凝工序在經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，可提高煤氣質量，不易堵塞設備。
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 優先權日1995年7月25日
發明者李志華, 賈碩威 申請人:核工業北京化工冶金研究院