1.煤气化污水处理概述。

在煤气化污水处理过程中，通常分为一级处理、二级处理和深度处理三个层次。一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理常用的方法是臭氧和活性炭吸附。一级处理包括沉淀、过滤、萃取、汽提等单元脱除部分灰油，属于液体产品分离工艺范畴。在初级处理中，关键是要注重有价值物质的回收，如溶剂萃取、汽提、吸附、离子交换等来去除苯酚并进行回收。这不仅避免了资源的损失和浪费，而且对废水处理非常有利。煤气化废水经萃取法脱酚、水蒸气萃取法脱氨后，废水中挥发酚和挥发氨的去除率分别在99.1%和98.2%以上，COD的去除率也在90%左右。产品类别分为粗酚、氨、硫化氢和二氧化碳。二级处理的关键是生化法，通常经过二次处理后，废水可以接近放电的要求，生化法的关键包括活性污泥法和生物过滤法等。

2.设计规例

以污水处理能力为100t/h为基准，由于废水样本污染负荷最高，下一步设计采用水质，即废水中挥发性酚浓度为3834 mg冲击L，非挥发性酚浓度为2665 mg冲击L，还选择苯酚和邻苯二酚分别作为挥发性酚和非挥发性酚的代表。苯酚回收工艺由苯酚萃取装置、溶剂蒸馏塔和溶剂汽提塔、溶剂蒸馏塔和溶剂汽提塔组成。根据后续生物处理设备的要求，废水中总酚的浓度不宜超过400 mg/L，且应尽可能低。溶剂汽提塔处理的废水中甲基戊酮含量应小于5 mg/L，溶剂蒸馏塔塔底粗酚含量应小于0.2%。回收萃取剂中苯酚含量控制在100 mg/L以内，采用AspenPlusTMV7.2对工艺重要参数进行优化。在软件模拟过程中，对各单元设备模块的选择：SEP：萃取塔，RadFrac：溶剂精馏塔和汽提塔，加热器：加热器，槽：溶剂储罐。由于系统的非理想性，在模拟过程中选择了UNIFAC模型来预测物性。原苯酚氨回收工艺采用双塔模型，能耗较高，回收效率未达到预期效果。新工艺的改进是将双塔改为单塔侧线萃取，采用单塔酸性脱氨技术，即萃取前除氨的前提，一塔同时进行酸侧线氨萃取，为苯酚萃取创造良好的pH环境，方便萃取的进一步实施。首先，单塔工艺能有效完成脱酸除氨任务，比双塔工艺更节能。二是塔顶酸性气中氨含量可以得到有效控制，避免了塔顶管线碳酸氢铵结晶的发生，同步塔釜液中酸性气和氨含量的控制效果良好，提高了氨的回收效率。第三，随着粗氨气体进入三次分馏系统，部分挥发酚随三次分馏液循环进入汽提塔。

3.运行参数的确定。

根据实际萃取串级实验数据确定萃取性能，并选用SEP模块对萃取塔进行模拟，确定残液组成如下：水0.978。甲基戊烯酮，0.021。苯酚38 mg/L，邻苯二酚48 mg/L，根据现有工业设备的运行数据，结合设备厂家提供的数据。溶剂蒸馏塔的操作压力设定为常压，每个塔板的压降约为0.7kPa。在相同的设计要求下，考察了不同操作条件对溶剂精馏塔能耗的影响，包括板数、进料位置、回流比等参数。一般来说，板数的增加会导致精馏塔所需热量的降低，但会导致设备成本的增加。对于精馏塔而言，进料板数是否处于最佳位置直接关系到所加能量的多少。塔板数量与原料进入塔板数量和底部再沸器热负荷的关系。当托盘数量超过38个时，所需热负荷的下降速度会减慢。当进料位置为第五盘时，塔底换热器所需的热量为