焦化工艺

关键词: 青钢 焦化

焦化工艺(精选九篇)

焦化工艺 篇1

1.1 青钢焦化总包项目组成

太原重工股份有限公司(简称太重)于2014年2月与青岛特殊钢铁有限公司(简称青钢)签订了160万t/a焦化系统PC总承包项目,该项目于同年4月初正式开工。目前,1号焦炉已在2015年6月底竣工投产;2号焦炉也在2016年3月底顺利投产。

青钢焦化总包项目生产设施按功能可以划分为备煤系统、筛焦系统、炼焦系统、煤气净化系统等区域,其中:备煤系统由贮配煤装置、预筛分及粉碎装置、焦油渣成型添加装置、煤塔顶层以及相应的带式输送机通廊和转运站等生产设施组成;炼焦系统由2×65孔7 m顶装焦炉及其配套焦炉机械、烟道气余热回收、焦台、湿法熄焦系统、干熄焦、筛焦楼、运焦通廊、转运站等设施组成;煤气净化系统由冷凝鼓风、硫铵装置、终冷洗苯装置、HPF脱硫制硫磺、废液提精盐、粗苯蒸馏装置、油库装置等组成[1]。

1.2 青钢焦化总包项目生产辅助设施组成

青钢焦化总包项目生产辅助设施包括:炼焦区域10 k V高压配电室、煤气净化区域10 k V高压配电室、干熄焦区域10 k V高压配电室、变配电室、控制室、综合水泵房、酚氰废水处理站、制冷站、换热站、除尘设施、化验室、小焦炉实验室、初期雨水及事故水池、焦炉煤气自动放散装置、总图运输及综合管网等。

2 青钢焦化总包项目的研究内容

2.1 备煤系统

备煤系统的任务是将外来炼焦煤进行贮存并加工成符合焦炉生产要求的装炉煤。该系统为2×65孔炭化室高度为7 m的顶装焦炉制备装炉煤,日处理炼焦煤料约6 575 t(含水分约10%),年处理煤量约240万t(湿)。

备煤系统由贮配煤室、预筛分室、粉碎机室、混合及焦油渣添加站、煤塔顶层以及相应的带式输送机通廊和转运站等生产设施组成,煤焦制样室与小焦炉实验室合建。

备煤系统工艺流程:根据煤源煤质情况,备煤系统采用先配煤后筛分粉碎后混合工艺流程,该工艺流程简单、设备较少、布置紧凑、操作方便。

2.2 焦处理系统

焦处理系统的任务是将干熄或湿熄后的焦炭按要求筛分成不同粒级,然后由带式输送机送到炼铁、烧结或装汽车运出。焦炉熄焦装置以干熄焦为主,湿熄焦装置备用。干熄焦装置故障或检修时,湿熄焦启用。

焦处理系统是按筛分处理2×65孔7 m顶装焦炉生产能力设计的。焦处理系统由焦台、筛贮焦楼以及相应的带式输送机通廊和各转运站等生产设施及生产辅助设施组成。

焦处理系统工艺流程:干熄焦装置排出的焦炭经双路带式输送机送至筛贮焦楼,进行筛分贮存。当干熄焦装置故障或检修时湿法熄焦启用,湿熄焦后的焦炭通过焦台凉焦后经带式输送机送往筛贮焦楼进行筛分贮存。筛贮焦楼各级焦炭中,>10 mm的冶金焦经带式输送机送至去炼铁的带式输送机上或装汽车外运;<10 mm的粉焦经带式输送机送至去烧结的带式输送机上或直接装汽车外运。

2.3 炼焦系统

青钢环保搬迁工程新建年产160万t焦炭的焦化项目,采用2×65孔炭化室宽500 mm的7 m顶装复热式焦炉。焦炉采用单集气管、三吸气管,配套建设一套处理能力为200 t/h的干熄焦系统,并备用一套新型湿法熄焦系统。焦炉的出焦烟尘治理和干熄焦烟尘治理采用干式除尘地面站方式;装煤烟尘治理采用高压氨水喷射配合除尘装煤车及干式除尘地面站方式。

2.3.1 炼焦系统工艺流程

由备煤系统送来的配合煤装入煤塔。装煤车按作业计划从煤塔取煤,经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏,炼制成焦炭并产生荒煤气。装煤时产生的烟尘通过集尘干管,输送至装煤除尘地面站,经除尘净化后排入大气。炭化室内的焦炭成熟后,用推焦车推出,经拦焦车导入焦罐内,并由电机车牵引至干熄焦站进行干法熄焦,熄焦后的焦炭送往焦处理系统。当干熄焦检修或出现事故需利用备用的湿法熄焦时,炭化室内成熟的焦炭经拦焦车导入熄焦车内,并由电机车牵引至熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至晾焦台上,晾置一定时间后送往焦处理系统[1]。

煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间,经上升管、桥管进入集气管。约800℃的荒煤气在桥管内经氨水喷洒冷却至85℃左右,荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油及氨水一起,经吸煤气管道进入煤气净化系统。

焦炉加热用的焦炉煤气由外部管道架空引入焦炉,经设置于间台的煤气预热器预热后送入地下室。经煤气主管、煤气立管、横排管和下喷管,送入燃烧室立火道底部,与由废气交换开闭器进入并经过设在立火道隔墙中的空气道三段空气出口送入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气通过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道,再经过蓄热室,由格子砖把废气的部分显热回收后,经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱,排入大气。

焦炉加热用的高炉煤气由外部管道分别从机、焦侧架空引入焦炉地下室。掺混一定量的焦炉煤气后通过机焦侧煤气主管、煤气支管、废气交换开闭器、小烟道、蓄热室送入燃烧室立火道三段混合煤气出口,与同时引入的空气汇合燃烧。燃烧后产生的废气排入大气,其途径与燃烧焦炉煤气时相同。

上升气流的煤气和空气与下降气流的废气由液压交换机驱动交换传动装置定时进行换向。

2.3.2 炼焦系统工艺布置

2×65孔JNX3-70-1型焦炉布置在一条中心线上,组成一个炉组。在两座焦炉中间设一座三跨双曲线斗槽煤塔,煤塔与焦炉之间设炉间台。焦炉的端部设炉端台,焦炉纵向两侧分别设机、焦侧操作台。在1号焦炉的炉端台外设一套备用新型湿法熄焦系统。在2号焦炉的炉端台外设置1套200 t/h干熄焦。

两座焦炉合用一个高145 m烟囱,布置在炉间台焦侧。在焦炉烟囱大约1/3高度处设置粉尘、二氧化硫及氮氧化物在线监测设备。

为方便熄焦车辆的维修和快速更换,在干熄焦外设有迁车台及焦罐检修站。

2.3.3 炼焦基本工艺参数

青钢焦化总包项目炼焦基本工艺参数如下:焦炉炉型为JNX3-70-1型,炭化室孔数为2×65孔,炭化室有效容积为55.6 m3/孔,每孔炭化室装煤量(干)为41.7 t,装炉煤水分为10%,焦炉周转时间为22.5 h,每孔炭化室一次出干全焦量(含焦粉)为31.69 t,每小时干全焦量(进入干熄炉)为183.1 t,炉组计算干全焦产量(熄焦前,含焦粉)为1 604 038 t/a,炉组计算煤气产量为77 099 m3/h,焦炉检修时间为3次/d,40 min/次,每孔炭化室操作时间(计算值)为9.52 min。

2.3.4 焦炉炉体的主要尺寸参数(冷态)

青钢焦化总包项目焦炉炉体的主要尺寸参数(冷态)如下:炭化室高6 980 mm,炭化室有效高6 630 mm,炭化室中心距1 500 mm,炭化室宽度(平均)500 mm,炭化室宽度(焦侧)525 mm,炭化室宽度(机侧)475 mm,炭化室锥度50 mm,炭化室长度17 640 mm,炭化室有效长度16 780 mm,炭化室墙厚95 mm,炭化室有效容积为55.6 m3,立火道中心距500 mm,立火道个数为34个,加热水平高度1 250 mm。

2.4 煤气净化系统

煤气净化系统由冷凝系统、脱硫单元、鼓风机室单元、硫铵单元、蒸氨单元、终冷洗苯单元、粗苯蒸馏单元、提盐单元、油库单元等组成。煤气净化系统与2×65孔7 m顶装焦炉相配套,年产干全焦炭约160万t。

2.4.1 煤气净化系统设计基础数据

煤气净化系统的煤气正常处理量77 100 m3/h,煤气最大处理量90 000 m3/h。详细设计基础数据见表1。

2.4.2 煤气净化系统工艺流程

煤气净化系统工艺流程,见图1。

从焦炉集气管输送来的约82℃的荒煤气与焦油、氨水混合液一起沿吸煤气管道自流至气液分离器。气液分离器分出的焦油氨水混合液进入机械刮渣槽,过滤掉焦油渣。从机械刮渣槽出来的焦油氨水进入2台并联操作的焦油氨水分离槽,利用比重差,进行氨水和焦油的分离。氨水送往焦炉集气管喷洒冷却煤气,剩余氨水泵经陶瓷过滤器除去焦油后送往蒸氨塔;焦油流入焦油中间槽,送往油库单元焦油贮槽。

气液分离后的荒煤气进入4台并联的横管式煤气初冷器,将煤气温度冷却至21~22℃。从初冷器出来的煤气进入3台并联操作的电捕焦油器,除去煤气中夹带的焦油雾后,进入3台脱硫再生塔。由蒸氨塔来的浓氨水送至脱硫再生塔脱硫段,用以补充煤气中的碱源。脱硫再生塔顶部产生的硫磺泡沫,用浆液泵打入熔硫釜生产硫磺。为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果,排出少量脱硫废液送往提盐单元。提盐单元主要从脱硫废液中分离出以硫氰酸铵为主的多铵盐。

脱硫后的煤气进入鼓风机室单元,经鼓风机加压后送往喷淋饱和器。煤气与循环母液中的硫酸接触,生成硫酸铵(简称硫铵)。经离心机离心分离后,硫铵结晶从硫铵母液中分离出来,然后经螺旋输送机排放到振动流化床干燥器,经干燥、冷却后进入硫铵贮斗。从硫铵单元来的煤气进入横管终冷器。煤气冷却到约25℃后进入洗苯塔。洗苯塔为两塔串联。由粗苯蒸馏单元送来的贫油从洗苯塔的顶部喷入,与煤气逆向接触,吸收煤气中的苯。吸苯后的富油汇于塔底富油槽,用富油泵抽出,送往粗苯蒸馏单元脱苯再生。洗苯后的煤气一部分送回焦炉和管式炉加热使用,其余送用户使用。

3 结束语

青钢焦化总包项目作为太重第一个闭口总包合同项目,也是太重转型发展的一个主要方向。该项目主要完成青钢城市钢厂环保搬迁工程160万t/a焦化系统设施及相关辅助设施,完成该系统设备材料采购、施工、安装、烘炉、调试、试车、检验验收、人员培训、技术服务直至竣工验收、缺陷修复建设全过程的交钥匙工程。7 m焦炉成套项目工艺的研究,为太重下一步深度介入焦化总包项目打下了一定的基础,也是太重向焦化总包转型发展的必经之路。该项目的关键技术是备煤、筛焦、炼焦和煤气净化装置这四大系统工艺,太重通过安排专人全程跟踪项目进展来掌握和消化7 m焦炉成套项目工艺。目前国内外大型钢厂和独立焦化厂普遍采用7 m焦炉成套项目工艺,市场发展前景非常广阔。

摘要:系统阐述了青岛特殊钢铁有限公司7 m焦炉成套项目备煤、筛焦、炼焦和煤气净化工艺,展望了今后焦化工艺的发展方向。7 m焦炉成套项目工艺的研究为太重下一步深度介入焦化总包项目打下了一定的基础,也是太重向焦化总包转型发展的必经之路。

关键词:焦化,备煤,炼焦,筛焦,煤气净化

参考文献

焦化工艺 篇2

摘要:石油焦作为冶炼厂生产电池和燃料的重要原材料,对国家经济的发展起着一定的推动作用,其价格一般会根据质量而有所不同,而且现阶段全球每年生产石油焦的总量大致为70Mt。当前我国国内大部分的石油焦均是价格较为低廉的生产品,而本文基于充分发挥石油焦作用的条件上,提出了有效选定延迟焦化装置的工艺路线,望能对国内石油焦生产业有所裨益。

关键词:石油焦;用途;延迟焦化

一、石油焦的用途分析

(一)作为电厂CFB锅炉的主要燃料。为了更好地适应进口含硫原油加工工作需求与油品质量标准,石油焦生产加工企业要在国家沿海或者沿江附近建设石油焦的延迟焦化装置,与此同时要充分使用该批硫含量较高、价格较低的石油焦,就务必要为之配置良好的生产流程与优秀的硫化床技术,此外还需配置大量能够将石油焦作为生产原材料的CFB锅炉,从而有效地给电厂供给充足的生产流程所需的蒸汽、电力、氢气。该做法不仅能够消化硫含量高、价格便宜的石油焦,还能够与企业业务发展相适应,还能够减少烧油锅炉的使用数量,有效地节约国家重油能源。

(二)作为冶炼厂生产电池的原材料。对于硫含量较低的石油焦(石油焦的硫含量范围一般为0%~3%),冶炼厂能够将其作为生产电池的原材料,比如用于铝厂生产过程所需的阳极糊、用于钢铁厂生产过程所需的石墨电极等,也由此可见石油焦内部硫含量的高低直接关系到石油焦能否获得充分的使用以及碳素产品的生产数量与质量。尤其是对于钢铁厂石墨电极的生产项目,硫含量是尤其关键的衡量指标,一般情况下硫含量低于1%且灰分低于0.5%的石油焦会作为生产普通功率石墨电极的原材料,而硫含量低于0.7%且灰分低于0.3%的石油焦则会作为生产超高功率石墨电极的原材料,关键的一点是如果石油焦硫含量一旦超标,则会同时影响到钢铁厂生产的石墨电极与钢铁炼制的质量。在高于500℃温度的环境条件下,石墨电极内部所包含的硫物质会从石墨电极当中分解出来,而所分解出来的硫物质会导致电极晶体不断膨胀、不断产生裂纹,甚至会直接导致石墨电极报废。根据数据显示,在钢铁厂生产石墨电极的过程中,石油焦的硫含量會直接关系到生产过程的耗电量,正常情况下每吨含有1%硫的石油焦在生产石墨电极过程所要消耗的电能量,要比每吨含有0.5%硫的石油焦生产所要消耗的电能量多出9%,而且此现象在铝厂生产阳极糊时也同样存在。

二、石油焦的加工工艺

众所周知,和煅烧焦、石墨电极相比,石油焦的价格较为低廉,为此不少的加工企业都会着手开展石油焦加工增值的工作项目。

(一)在生产煅烧石油焦方面。正常情况下,国外石油焦的煅烧全过程一般会发生在炼油厂内,而且经过炼油厂加工而得的石油焦能够直接放置煅烧加工装置当中,从而持续性地落实石油焦煅烧工序。然而因为我国的炼油厂并没有安装关于石油焦煅烧的装置设备,因此国内炼油厂所生产出来的石油焦都会以较低的价格售出。到目前为止,我国国内有关石油焦或者煤炭的煅烧工序一般都会在冶金行业开展(比如钢铁厂),而此做法就较容易导致工艺路线变得繁杂。事实上,煅烧石油焦在国内具有较好的销售市场,其主要被广泛运用至炼铝行业,不过其即使在国外销售市场也仍然拥有较好的发展前景,比如镇江碳素厂,能够一次性完成20Kt出口美国的煅烧石油焦,也由此可见煅烧石油焦必会是目前及未来石油焦发展的一大趋向。而且普通石油焦和煅烧石油焦相比,其每吨价格就会相差几百元,因此炼油厂加大对煅烧石油焦的生产力度必定能够大幅度提升焦化装置的经济效益与社会效益,必定能够增强炼油厂的核心竞争力。

(二)在生产石墨电极方面。为了提高石油焦所带来的经济效益,能够通过提高石油焦的附加价值来实现,即对石油焦开展煅烧工序,从而有效地提升煅烧石油焦的实际售卖价格,而在国内外石油焦市场该做法时常发生。例如兰州的碳素厂,其通过使用国内较为优质的石油焦,并结合大颗粒配方与先进的加工技术与流程,研究与开发出具有较强功率的石墨电极,而且事实上如果工作人员能够较好地控制住加工技术力度与工艺落实程度,也能够将胜利焦生产成为石墨电极。但是炼油厂工作人员值得注意的一点是,若石油焦硫含量超过0.8%则会在一定程度上造成石墨电极出现龟裂问题,因此其不太适用于石墨电极的生产过程。

三、石油焦的生产工艺

(一)科学合理地选择重油催化裂化/延迟焦化双向的生产工艺路线。随着经济不断地蓬勃发展,国内原油的利用率在不断地上升,轻质油品的需求市场也在不断增大,由此可见加快落实重质油品的轻质化工作已经成为现阶段炼油行业最为关键的工作环节。例如石家庄炼油厂就选择了重油催化裂化/延迟焦化双向的石油焦生产工艺路线,并且结合适当的加工数量,将全厂的原油逐一逐一转化为轻质油品,从而不断适应社会需求市场的变化要求。

(二)恰当地选择减压渣油掺合油浆的形式来生产质量较好的石油焦。减压渣油所包含的芳烃较少,所以在石油焦进行焦化期间,热转化所产生的温度比较低,因此难以产生具备各向异性的中间相小球,此外因为油品在锅炉管道当中极其容易发生结焦现象,所以其非常不利于延迟焦化装置的长时间使用。而若选择通过减压渣油掺和油浆的形式来加工石油焦,则能够在一定程度上提高减压渣油芳烃的具体含量,进而有效地改变石油焦中间相的实质结构,从而逐步生产出高质量、高效率的石油焦。

(三)能够同时生产两种不同类型石油焦的工艺路线。有效结合我国石油焦的生产工艺特点、石油焦延迟焦化装置设置现状、炼油厂针状石油焦数量较少问题、针状石油焦生产需要特殊加工条件等情况,当代炼油厂能够科学合理地引入我国石油化工科学研究院所研究与开发的、新型的两路进料系统支撑的石油焦延迟焦化工艺路线。该系统所设置的主进料线路主要是放置减压渣油或者相似的渣油,而副进料线路则主要是放置澄清油或者其余能够生产出针状石油焦的原材料。因为国内炼油厂所拥有的针状石油焦材料较少,并且其会频繁出现变化,而以上的两路进料系统却具备较大的灵活性质,能够有效地通过该系统装置来生产出辅助针状石油焦的原材料,因此炼油厂能够通过该工艺路线来增加本厂针状石油焦的生产总量。与此同时因为该系统主副两条进料线路是共享一个分馏塔的,因此能够在一定程度上降低温度变化对操作稳定性的负面影响,也由此可见合理地将该两线路进料系统渗透至针状石油焦生产过程显得尤其关键、可行。除此以外,基于低压、超低循环比的生产条件前提下,生产企业运用该新型的石油焦延迟焦化装置工艺能够在较大限度上所生产10%的重焦化蜡油,有效地提升液体产物的生产效率,加强延迟焦化装置的加工性能,从而让更新换代的石油焦延迟焦化装置工艺能够在整个炼油过程中得到较大的合理性、适应性、可行性。而且炼油厂工作人员值得注意的一点是,在原油性质、加工工艺、处理条件等出现差异时,石油焦含有的烃类所发生的化学反应会出现不同的表现,因此务必要依据实际石油焦的生产特点与实际需求,科学恰当地改变系统中的一项或者两项,从而较好地通过石油焦延迟焦化装置来生产优质的轻质油。

现阶段我国石油焦供需市场状况主要表现为:硫含量较高的石油焦作为主要燃料,硫含量较少的石油焦则被广泛运用至冶金或者出口,而较为高级的石油焦则会直接被运送出口。为此,工作人员在选择延迟焦化工艺路线时,应当充分结合石油焦的主要用途以及经济问题,适当的对石油焦进行增加附加值的加工工序,从而让其在满足基本生产需求的同时也能全面地提高石油焦的经济效益与社会效益。

参考文献:

[1]王春花,陈梓剑.延迟焦化装置在线清焦操作难点及对策分析[J]. 石油炼制与化工. 2010(09)

[2]张锡泉,梁文彬,周雨泽,王大寿.延迟焦化装置工艺技术特点及其应用[J]. 炼油技术与工程. 2010(05)

[3]刘方涛.延迟焦化技术的现状及展望[J]. 广州化工. 2010(01)

[4]李出和.国内外延迟焦化技术对比[J]. 石油炼制与化工. 2010(01)

[5]曹湘洪.高油价时代渣油加工工艺路线的选择[J]. 石油炼制与化工. 2009(01)

探析焦化生产工艺废渣的综合利用 篇3

1 焦化生产工艺废渣分析

焦化企业生产中废渣的来源主要集中在焦油车间、回收车间与化产车间, 以焦油渣、超离渣、酸焦油、清槽废渣等为主, 主要成分以硫、灰分、挥发分、水分等为主。废渣的存在会严重威胁工作人员健康, 废弃物危害较大, 直接排放到环境中会造成严重污染会环境危害, 因此加强生产废渣的综合利用处理极为必要。焦化企业生产过程中产生的工艺废渣性质、作用各异, 要结合生产工艺及废渣潜在利用价值积极探索利用路径, 做到废渣的高效利用, 实现清洁、绿色生产, 推动焦化企业走出经济转型之路。

2 焦化生产工艺废渣的综合利用举措

2.1 推广废渣制型煤工艺

焦化企业生产中利用废渣回配炼焦要重点解决煤渣稳定结合与均匀配入两个问题。要采用圆盘给料机配入以确保军统, 保持下料畅通, 确保煤渣混匀并稳定结合, 考虑到废渣制型煤运行中应用到叉车、超级离心机、机械澄清槽等设备, 因此焦油渣的排送可采取蒸汽加热工艺使之流化, 从而方便输送与后续加工。稳定结合方面, 要重点做好系统设备的管理, 提前处理好各类容易导致设备出现故障的碎块或铁块等, 配备专门器械进行筛选以确保挤压成型机顺利工作。要选用灵敏可靠的控制机器与设备, 以满足焦化企业多种废渣的生产加工需求, 在生产过程中做到与主料线连锁加工并运行, 从而避免影响型煤质量, 确保废渣得到最大限度的利用。

2.2 构建循环经济模式

焦化生产中废渣的产生同生产技术、工艺等诸多因素有关, 要尽可能减少生产过程中的损害, 提升生产效益, 做到化焦为宝, 通过积极开发副产品减少废渣的产生, 并为废渣的重新利用提供支持。要积极采用一流生产技术打造循环经济模式, 不放过生产过程中产生的各类化学元素, 尽可能的延伸产业链, 从原料入洗、发电、炼焦等入手实现化产全回收并深加工、煤综合利用, 构建丰富的循环经济产业框架, 做到原料入厂后全部转化为产品, 最大限度的减少废物废渣与污染排放。比如生产过程中有30%可能会生成焦炉煤气、煤焦油等, 可采用焦炉煤气制氢通过供气管道提供给需要的企业, 或者将焦炉煤气制成甲醇和二甲醚, 煤焦油可加工改性成为沥青, 提供给碳素企业生产针状焦, 又或者用来生产高附加值的萘油和洗油, 剩余废弃可输往电厂发电, 废渣则可用于制砖等, 实现生产过程中所有液、气、渣的综合利用。

2.3 探索多元化产业发展道路

焦化企业生产中要积极探索多元化产业发展道路, 通过升级转型实现废渣的综合利用, 以节能高效环保为目标筹建符合焦化企业生产需要的循环系统, 从而达到高效生产、节能盈利。比如积极建设废渣回收系统, 从生产系统中回收上来的工业废渣全部送到备煤车间, 掺入到原料煤中返回到焦炉炼焦, 实现废渣不落地、不出厂, 做到综合利用。要全面回收生产过程中产生的各类废弃物, 闭路循环利用生产中的废渣、废尘、废水、废气等, 实现资源综合利用和废物循环利用, 避免资源浪费和环境污染。要将生态、绿色、低碳、环保理念融入生产, 全面采用“三废”闭路循环、废渣零排放、干熄焦余热发电、高炉煤气余热发电、新型炉顶压差利用技术等各项节能减排先进技术, 有效实现物质和能量循环利用、充分利用, 降低资源消耗与环境代价。

此外, 废渣回收系统要同余热循环系统、氮气循环系统、废气循环系统、产品循环系统、水循环系统等互相协同、综合作用, 达到节能减排、提升积极效益这一目的, 同时提升能源回收利用率, 减少二氧化碳、二氧化硫排放, 处理好污水与废渣, 提升综合效益。要重点推进焦化企业不同项目的产业链条延伸和耦合, 将上游冶炼副产品用作下游项目原料, 并立足副产品的回收利用、能量和水资源梯级利用、各类资源的共享, 从而形成产业之间的物质循环利用, 依托产业链延伸优势, 构建多元化产业模式, 从而实现盈利目标。

3 结语

综上所述, 焦化企业生产中生产工艺废渣危害较大, 要坚持走可持续发展道路, 做好废渣的综合利用, 通过积极推广废渣制型煤工艺、构建循环经济模式、探索多元化产业发展道路实现生产过程中废渣的有效利用, 为焦化企业、节能减排、环保盈利提供支持。

摘要:焦化生产工艺废渣的综合利用是走可持续发展道路的必然选择, 有助于实现节能降耗、环保盈利, 对于焦化企业创新发展道路至关重要。本文分析了焦化生产工艺废渣, 探讨了2.工艺废渣的综合利用举措, 希望能为焦化企业生产提供参考。

关键词:焦化生产,工艺废渣,综合利用

参考文献

[1]龙旭佳.基于焦化生产工艺废渣的综合利用研究分析[J].化工管理, 2015 (4) :129-129.

[2]武建英.化工厂废渣提取硫的工艺探讨[J].中小企业管理与科技, 2015 (31) :279-280.

A2/O工艺处理焦化废水 篇4

简述了生物脱氮工艺处理焦化废水的基本原理、工艺流程和主要控制要求,介绍了某企业采用该工艺处理焦化废水的调试运行过程和结果,可使废水中氨氮从150mg/L~250mg/L降至15mg/L以下,并且出水中COD基本维持在100mg/L左右,达到了<污水综合排放标准>(GB8978-)的二级标准.

作 者:阚学成 侯学轩 Kan Xuancheng Hou Xuexuan 作者单位:阚学成,Kan Xuancheng(山西省环境保护技术评估中心,太原,030024)

侯学轩,Hou Xuexuan(化学工业第二设计院,太原,030001)

刊 名:煤化工 ISTIC英文刊名:COAL CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):2006 34(6) 分类号:X703 关键词:焦化废水   A2/O工艺   NH3-N   COD

焦化工艺 篇5

焦化厂中高温条件下干馏煤、天然气的纯化和其他化工产品的精炼工艺过程中都会伴随着焦化废水的产生。焦化废水的成分较为复杂, 它含有上百种的溶解性有机物, 其中有80%以上的酚, 部分单环、多环芳香族有机物, 含氮、磷、硫的杂环化合物, 此外还有一些无机盐类无机物。焦化废水一般含有1~3g/L的COD浓度, 200mg/L的氨氮浓度, 属于较难生物处理的高浓度工业废水。尤其是焦化废水的脱氮处理已经成为了当今急需解决的环境问题之一[2]。

1 优势菌株的筛选

实验开始时本人选用了肉汤作为培养基对营养变形杆菌、45号杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌4种菌进行培养, 结果发现用751-GW分光光度计测量时发现肉汤本身带有的少量棕黄色会影响测定, 说明培养基颜色对实验的测定有较大的影响。所以之后在实验中选用了葡萄糖作为培养基, 四种菌株曝气了5h之后, 经测量和分析, 计算出它们对喹啉的去除率。结果见表1

2 优势菌株的降解特性

2.1 温度对菌株降解速率的影响

分别在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃下对四种细菌进行5h的曝气, 再用它们处理喹啉废水, 测量计算出去除率并制作曲线图, 图中有四条折线, 每条折线代表一种细菌, 经过实验得出四种细菌在40℃左右时的降解率最高。具体数据见图1。

2.2 p H值对菌株降解率的影响

将四种细菌分别在p H为5、6、7、8、9、10时进行5h曝气之后, 测定并计算出各自对吡啶的去除率, 得出结论在p H为7左右时降解率最大。数据见图2。

3 水解-好氧两段SBR处理焦化废水

不同的水力停留时间和浓度条件下焦化废水的处理效果也不同。实验时用0.9%的生理盐水冲洗富集培养筛选出来的营养变形杆菌和其他优势菌株, 再加入盛有活性污泥的好氧反应器中。实验通过控制变量法进行测定水力停留时间和废水浓度两项影响因素对焦化废水处理的去除率影响。通过实验测定得出这样的结论: (1) 浓度不变时, 厌氧水解和好氧曝气处理分别在12h和18h时的降解率较高, 此时的系统耗能较少且去除率高。 (2) 相同的水力停留时间下, 高浓度的废水处理效果优于低浓度废水的处理效果。这是因为低负荷时水中COD、氨氮等细菌的营养物质较少, 不能满足微生物生长的需求, 一些微生物进行内源呼吸, 污泥活性较低, 此时的处理率较低;当进水负荷高时营养物质相对充足, 微生物大量生长繁殖, 对废水的降解也相对较高[3]。

4 SBR法过程动力学基础研究情况

目前人们对SBR法处理废水的动力学研究有以下几方面:细菌繁殖、酶促反应以及反应器中流体扩散的动力学, 逐渐掌握了生物处理的内在原理和规律。结合实际处理系统建立数学模型和试验法来测定得出可靠的生化动力学参数, 从而可以定量化设计方法。这周生化动力学主要有底物降解动力学和微生物降解动力学两方面。前者研究的是底物浓度和生物量对降解的影响, 后者则是研究微生物增长与底物浓度、生物量等因素间的关系。

5 结语

本文主要通过生态筛选富集处理焦化废水的优势菌株和对它们的固定化, 研究了高效处理焦化废水的难生物降解污染物的操作条件和运行参数, 并且对SBR法处理焦化废水的反应动力学进行了研究, 得出了反应操作的最佳温度为40℃和最佳p H值为7;运行参数中最佳水力停留时间厌氧水解和好氧曝气分别为12h和18h。实际降解焦化废水工作中要结合具体情况选择最佳工艺和适合的优势菌株, 通过科学地控制反应条件、进水负荷和水力停留时间等运行参数, 达到最好的去除效果。

摘要:本文中从生物处理焦化废水的多种菌中选出了四种优势菌进行了降解实验, 之后将优势菌进行了混合和固定化操作得出了一种高效复合菌, 使用水解—好氧两段式SBR处理了焦化废水中的喹啉和吡啶两种难生物降解污染物, 分析实验数据得出了优势菌处理焦化废水的最佳温度和pH值条件。其次通过控制变量法对废水浓度和水力停留时间两个因素进行实验得出了处理焦化废水的最佳水力停留时间和废水浓度。

关键词:焦化废水,SBR法,降解率

参考文献

[1]赵月龙.焦化废水生物处理基础研究及其工艺设计.太原理工大学, 2004, 05.

[2]刘尚超, 王光辉, 薛改凤.焦化废水生物处理技术研究进展.天津大学, 武钢技术, 2008, 02.

焦化废水处理工艺的研究进展 篇6

一、生化处理法

1. 活性污泥法

活性污泥法是应用最为广泛的焦化废水好氧生物处理技术, 能够有效的去除焦化废水中的酚、氰, 但是由于焦化废水中多环芳烃和杂环化合物结构复杂, 活性污泥法对其的处理效果并不理想, 出水COD、BOD5和NH3-N难以满足排放标准的要求。而且活性污泥系统普遍存在污泥结构细碎, 絮凝性能低, 抗冲击能力差, 操作运行很不稳定等缺点。延长水力停留时间是提高焦化废水生化处理效果的有效途径。

2. 厌氧-好氧法 (A/O)

厌氧-好氧法 (A/O) 法是是利用自氧型硝化菌在好氧条件下将废水中的NH3-N先转化为NO2-, 再转化为NO3-, 然后异氧型反硝化菌在厌氧的条件下将NO2-转化为N2而放入大气, 达到氨氮无害化, 使废水中的难降解有机物也得到有效的去除。负荷和泥龄、溶解氧浓度、水力停留时间、p H值、回流比和碳氮比均是影响A/O法效果的主要因素。Sam等[2]介绍了美国Gary焦化厂焦化废水自1998年开始采用A/O工艺处理焦化废水脱除高浓度的氨氮, 处理效果能够达到98%。

3. SBR工艺

SBR工艺是一种间歇运行的废水处理系统, 在用一个反应器内, 通过程序控制进水、反应、沉淀、排水和排泥五个工序, 从而完成缺氧、厌氧和好氧的生化处理过程, 实现对焦化废水中有机物和氨氮的降解。SBR工艺处理焦化废水的主要优点是不要空间的分割, 时序上就能创造出缺氧和好氧环境, 完成缺氧、厌氧和好氧过程, 有利于氨氮和有机物的去除。最为重要的是, 该工艺的沉淀是一种静止的沉淀, 对于焦化废水这种污泥沉淀性能较差的废水, 固液分离效果明显能够很大程度上提高其处理效果。

4. 短程硝化-反硝化工艺

短程硝化-反硝化技术的理论基础是生物脱氮原理, 采用A/O法处理焦化废水脱氮的过程中经常会出现亚硝酸盐累积和反硝化中碳源不足的现象, 而对于反硝化菌, 无论是亚硝酸盐还是硝酸盐均可以作为其最终的受氢体, 因此整个生物脱氮过程也可经NH4+→HNO2→N2这样的途径来完成[3]。短程硝化-反硝化是把硝化反应过程控制在NO2-阶段, 直接以NO2-作为最终受氢体进行反硝化。该技术相对于活性污泥法节省耗氧量和碳源, 提高反硝化率。短程硝化-反硝化生物脱氮的重点是控制硝化反应停止在亚硝酸盐阶段, 也就是抑制硝酸菌的活性, 从而获得稳定高效的NO2-积累。

二、物理化学法

1. 吸附法

活性炭是目前废水处理中采用较多的吸附剂, 主要是用于焦化废水的深度处理。蒋文新[4]等采用活性炭吸附工艺对焦化厂生化出水进行深度处理, 活性炭吸附可以将水样中COD浓度降到100mg/L以下。在实际生产中沸石也是一种常用的吸附剂, 沸石是一种天然的多孔矿物, 在水溶液中具有良好的吸附性能和离子交换能力。天然沸石在常温常压下经过化学溶液的活化处理, 可提高吸附有机物的效果。聚硅酸盐是一类新型无机高分子复合絮凝剂, 同时具有电中和及吸附架桥作用, 絮凝效果较好, 对焦化废水有显著的处理效果。

2. 高级氧化法

高级氧化技术通常指在环境温度和压力下通过产生高活性的羟基自由基氧化降解有机污染物的处理方法, 一般是通过加入氧化剂、催化剂或借助紫外光、超声波等多种途径产生。Fenton试剂、半导体光催化氧化法、组合类臭氧法、超声化学氧化法等在处理焦化废水领域均有所应用。高级氧化技术对焦化废水中有毒有害的难降解污染物具有较强的应用优势, 处理效果明显, 且没有二次污染。

三、结语

焦化废水中有机物浓度高, 成分复杂且含有多种常规难以降解的复杂有机污染物, 由于生化处理法处理水量大且没有二次污染, 在未来较长的一段时间内, 生化处理法仍将是焦化废水处理的主要方向。因此, 研究能够提高生化处理效率的新工艺、新技术, 以及寻求效果好、成本低、操作简单且具有实际工程意义的深度处理方法具有积极的工程意义。

摘要:焦化废水是一种典型的难降解有机废水, 本文简要介绍了焦化废水治理技术的研究成果和进展, 从生化处理和物理化学处理两个方面论述了处理工艺特点及存在的问题。

关键词:焦化废水,废水处理,氨氮

参考文献

[1]国家环境保护局.钢铁工业废水治理.中国环境科学出版社1992.第一版:103-120.

[2]Sam E.Start-up and initial operations of the new coke plantwastewater treatment system at U.S.steel gary work.Steel Technolo-gy, 2001, 6:45-50.

[3]袁林江.彭党聪.短程硝化-反硝化生物脱氮[J].中国给水排水.2000.16 (2) :19-31.

A/O接触氧化工艺处理焦化废水 篇7

1 工程概况

焦化废水的的成分相对复杂, 加之其包括许多含有硫、氧、氮的杂环化合物, 除此之外, 无机化合物的含量也比较高, 例如硫、氰等阴离子和钙、镁等阳离子。某公司运用A/O接触氧化工艺来处理焦化废水的的工艺流程图如图1。

2 主要建筑物和设备参数

(1) 调节池。一座调节池是必不可少的, 通常都是钢混结构。有效水深为5.5 m, 平面尺寸是16 m×15 m×6 m, HRT为24 h。其内部还设置了三台自吸泵。其中两台投入使用, 一台处在备用状态, 另外还有4台潜水搅拌机。

(2) 斜管抽除池。这个池子对生物处理前的含油量有着较高的要求, 即不能在100 mg/L以上, HRT为30 min。可以利用容器气浮祛除法来进行取出工作。如果还想把取出效率提升到一个更加高的层次, 可以运用混凝剂。例如高分子絮凝剂, 其除油效果十分卓著, 除油比率高达85%。

(3) A/O池, 与调节池一样, 其结构也是混凝。A池与O池是合建的, 被划分成两个组别, A池的有效水深为5.5 m, HRT是23 h, 其池座的尺寸是20 m×11 m×6.5 m。O池是分段式的, 每一组的有效水深分别为5.5 m, HRT为46 h, 尺寸是20 m×21 m×6.5 m。在O池子的尾端有混合液回流泵共四台, 从而达到回流到A池的目的和效果。A段的每一组都有两台潜水搅拌机, 主要职能是进行缺氧段的混合搅拌, 一共四台。A/O池每小时能够处理85 m3的水, 值得强调的是, 其中有30 m3是稀释循环冷却水。污泥回流的比率在50%到200%之间, 且混合液回流的比例在500%到1000%之间。

(4) 按接触氧化池。此池的尺寸是11 m×11 m×5.5 m, HRT为13.3 h, DO在2~4 mg/L之间, 此池内的填料层高度为3 m, 并且采用的是PE半软性填料。其整体体积为363 m3。

(5) 沉淀池。沉淀池分为初沉淀池与二沉淀池, 各需要一座, 同前面几种池相同, 也是钢混结构。采用的是辐流式是中心进水, 大约是12 m×3.5 m, 并且有0.5 m的超高, 池内单壁周边设置一台传动吸泥机。

3 污泥的培养与驯化

3.1 好氧污泥的培养和驯化

先将生活污水和蒸氨废水进行除油, 然后在调节池中完成水质的调节工作, 测试它的CODCr300~600 mg/L, 酚50~80 mg/L, 油20~30 mg/L, 除此之外, 还应将水温控制在30℃左右, 并将焦化废水好氧剩余污泥倒入池中。接下来, 不仅要确保进水的稳定性和持续性, 并且还应适当添加一些葡萄糖, 从而让污泥成长地更快。完成这些步骤后发现, O池里产生了一些絮凝体, 并呈浑浊状, 将其放到显微镜下观察, 发现含有大量的菌胶团。如果发现污泥并不具备良好的沉降性, 就要适时适量地添加铁粉。因为只有保障了营养的补给才能加速污泥的沉降, 以此类推直到混合液30 min的沉降比率处在5%~8%之间为止。如果进行连续回流, 具体回流多少量主要取决于污泥的浓度和沉降比这两个因素。这时如果再用显微镜进行观察, 也许会出现原生动物, 渐渐提升进水指标, 污泥的沉降比就会越来越高。过了大约20天, 我们就会发现, 污泥的沉降比有较大幅度的提升, 增加到20%~40%。如果污泥的沉降比停止增长或反而降低时, 就证明微生物的生长已经达到稳定状态, 对营养物的需求量也大大提升。此外, 用显微镜观察时, 如果出现线虫, 就证明活性污泥已经驯化成功, 线虫是污泥已活化的标志。

3.2 缺氧池微生物的培养和驯化

在已经完成了O池活性泥的驯化步骤之后, 再稍运行一段时间, 就应把O池中剩下的那些污泥排到A池子里, 进行新一轮的培养和训话工作。首先要将DO控制在0.5~1 mg/L或以下, 并且为了达到加速反硝化的目的, 应适当提升池内的溶解氧。此后, 还应有效对硝化液的回流量进行控制, 遵循从小到大的规律。并且适时适量地加入葡萄糖, 水温要控制在25~35℃之间, 其p H值也应被控制在7~8.5的范围之内[1]。这样一来, 就能实现从好氧细菌到兼性厌氧细菌的转化。再过一段时间, 其整个自然筛选淘汰过程也会逐步完成。当硝化过程正在进行的时候, 用显微镜观察, 可以看到缺氧段冒出了一些气泡, 且这些气泡呈激增状。如果缺氧段的氧气含量很高, 气泡就越大。看起来, 整个缺氧槽的顶部就好像被一层泡沫笼罩并覆盖住, 有1~3 cm之厚[2]。对缺氧段进行混合液的提取, 并把混合液置放在量筒中进行沉降, 我们能看到污泥先是下沉, 随后又浮起, 这种现象非常具有典型性, 显然是由反硝化所引起的。A池膜上的好氧细菌变成了兼性厌氧细菌, 并且它的厌氧膜有着密度大并且细腻的特点, 并且随着脱氮作用的不断增加, 厌氧膜的厚度也不断增加。最终达到NO3以及NO2的转变, 且整个转变流程是无害的。

4 A/O接触氧化工艺在短程硝化条件下处理焦化废水的影响因素

4.1 温度

增加温度可以在最大限度上扩大硝酸菌和亚硝酸菌在生长速度上的差距, 还可以让亚硝酸菌生长得更快, 从而让短程硝化更容易实现, 优势十分明显。然而, 温度能从两个方面影响生物脱氮系统里的氨氧化菌———既会对微生物的生理活性产生影响, 还会该表微生物底物FA在水溶液中的形态。相关研究者通过调查得出如下结论:亚硝化速率以及FA的浓度都会随着温度的身高而升高。然而如果FA的浓度在10 mg/L以下, 温度又达到了25℃以上, 亚硝化的速率就会出现下滑的石头。这是因为氨氧化菌细胞变性, 其导致因素无疑是温度的升高。如果温度被控制在一个适宜的范围之内 (通常都是30℃左右) , 此时硝化菌的活性呈最佳状态, 它的反硝化率也比较高, 能够对废水中NH3-N的去除起到积极辅助作用。如果温度过高 (达到或超过38℃) , 就无疑会将其活性消耗殆尽甚至造成硝化菌的死亡, 使其数量急剧减少, 最终让脱氮的效率大打折扣[3]。温度过高带来的消极影响非常明显。在整个过意的运行过程中, 如果温度长时间都处在40℃甚至以上, A池污泥上浮的现象就很难避免, 并且很容易大量流失。最终, 填料支架都会浮起来, 造成不必要的破坏性损失。

4.2 溶解氧

通过进行焦化废水的水生物脱氮调试, 从其结果可看出, O池中的溶解氧应该被控制在一个科学合理的范围之内, 此范围通常应是3~5 mg/L之间。如果氧气的含量过多, 反而会异化甚至阻碍反硝化菌对硝酸盐的还原, 这样一来, 脱氮工艺是否能顺利进行下去都要打一个问号。有报道说, 氧自身具备将某些反硝化菌合成硝酸盐还原酶的功效。并且, 还能充当电子受体的角色, 这样一来, 由于它自身的竞争力很强, 就能阻止硝酸盐的还原。当所处的环境中不含溶解氧, 反硝化的速度和效率都能达到最高, 溶解氧的含量如果不断上升, 反硝化的速度反而会逐渐降低。并且在DO>1.5 mg/L的时候, 饭硝化几乎没有速率[4]。而调试结果也充分说明生物膜法反硝化系统的溶液氧含量只要被控制在1.5 mg以下就行。

4.3 碱度和p H

如果想对体系内COD的讲解情况有一个彻底的了解, 可以观察并监测反应过程中碱度和p H的变化情况。除此之外, 这两者还能作为判断硝化反硝化终点的根本依据。这样能够减少曝气时间, 在最大限度上降低甚至避免过度曝气会短程硝化产生的消极影响。如果不能得到一个良好的控制效果, 就会直接影响到处理效果, 更有甚者, 还会让生成化系统直接瘫痪。总之, 硝化池内的碱度和最终取得的硝化效果是成正比的。但是值得注意的是, 碱度一定要被控制在一个适合的范围之内, 物极必反, 也不能过高。因为, 碱度如果增加, p H就也会随着升高, 如果p H从7上升到9, 池中的游离氮的比率就会成倍上涨———从仅仅3%提升至30%, 这样一来, 硝化系能就会被降低[5]。这是由于硝化的对象主要是铵离子。并且, 游离铵本身就有着抑制硝化的功效。并且, 硝化菌对p H的变化有良好的感知度, 比较敏感, 为了保持适宜且稳定的p H, 一定要有足够的碱度, 这样才能从根本上起到调节和缓冲的作用。

4.4 活性污泥浓度

活性污泥的浓度值必须要以池末端混合液的浓度为标准, 并且每天一次的检测工作是必不可少的。活性污泥的浓度应该被固定在4000~5000 mg/L之间。且值得强调的是, 关注的侧重点还有与之相对应的MLVSS, 这两者的比率应该在0.85上下。

4.5 活性污泥容积指数

活性污泥的容积指数因该在100~120之间。指数的高低对污泥的膨胀和老化产生重要影响, 并且对其有一定的指导意义。

5 结语

本文论述了A/O接触氧化工艺对焦化废水的处理, 分别涉及到工程概况、主要建筑物及参数以及对A/O接触氧化工艺在短程硝化条件下处理效果产生影响的几大因素, 可作为相关工业方面的理论参考和依据。

参考文献

[1]杨瑞民, 贾海清, 刘翔.内电解—气浮—水解酸化—SBR工艺在机械加工废水治理中的应用[J].工业水处理, 2010 (09) :87-89.

[2]宋乐平, 张大鹏, 徐得潜.多单元串联处理某小型化工染料废水[J].合肥工业大学学报:自然科学版, 2010 (06) :54-55.

[3]罗建中, 齐水冰, 温桂照.缺氧-SBR工艺处理焦化废水[J].城市环境与城市生态, 2011 (04) :32-33.

[4]王彬, 杨平.去除焦化废水中COD、NH3-N的生物处理技术[J].云南环境科学, 2010 (09) :12-13.

淄博某焦化厂污水处理工艺的改进 篇8

炼焦过程就是由原料煤制取焦炭和其他化学产品的过程, 在化学产品过程中回收焦油、苯、氨、酚、氰等, 在此过程中会产生大量的焦化废水, 焦化生产工艺流程和废水来源见图1-1所示[1]。焦化废水中的污染物成分复杂, 种类繁多, 主要是酚类、多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等, 其中易降解的有机物主要是酚类化合物和苯类化合物, 例如砒咯、萘、呋喃、咪唑等;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等, 所以焦化废水是一种含有难降解有机物的工业废水。

(1) 原料附带水和煤中化合水在炼焦过程中产生的废水

煤在运输、洗煤、配煤过程中, 通常含有水分, 炼焦过程是高温干馏, 水分受热挥发;煤中化合水受热裂解析出, 水蒸汽伴随荒煤气的引出, 途经氨水喷洒冷凝、气液分离器分离, 进入机械化澄清槽, 通过静置分层, 依次分为焦油、剩余氨水和焦油渣;剩余氨水引入蒸氨塔进行蒸氨处理, 产生大量酚氰废水, 这类含有大量氨氮、酚、氰、硫化物和油类的废水, 是焦化废水的主要组成部分。

(2) 化产回收过程中因工艺需要而产生的废水

通过图1可以看出, 化产回收过程产生的废水主要由除尘洗涤水、熄焦废水、终冷污水、洗涤废水等, 这类废水含有一定浓度的酚氰和硫化物, 不仅水量大而且成份复杂。

(3) 其它工段产生的废水

辅助工段也会产生废水, 例如煤气水封过程、加压泵轴封系统、地秤排水等, 这类废水水量小, 污染物较少, 一般经澄清处理后可重复使用。

2 原废水处理工艺

2.1 原工艺流程介绍

A/O工艺是一种前置反硝化工艺, 属于单级污泥脱氮工艺。由图2得知, 此法处理流程主要由预处理、生化处理和后处理三部分组成。预处理部分包括除油池、气浮池和调节池等;生化处理部分包括厌氧反应器、缺氧池、好氧池、中沉池和二沉池等;后处理包括混合反应池、混凝沉淀池和过滤器等。预处理的主要目的是去除废水中的油类物质和较大颗粒的悬浮物[2], 同时去除部分COD, 主要有:平流隔油池、气浮装置、调节池等处理设备, 预处理后废水与二沉池回流上清液一起均匀地进入生化处理工段;生化处理采用内循环工艺, 主要目的是去除COD和氨氮及硫化物、氰化物、酚等有害物质, 处理原理是利用微生物间的新陈代谢作用, 将污水中的有害物质降解去除[3]。A/O生化池主要有缺氧池、好氧池、二沉池、风机房、药剂制备间、回流泵房等, 以及相应的监控系统和必要的检化验设施。后续深度处理主要是絮凝沉淀, 进一步降低原水中生物不能降解的部分。生化池剩余污泥、混凝沉淀池底排泥浆至浓缩池经泵加压去污泥脱水间脱水[4]。

2.2 处理结果及数据分析

由表1可以看出, 废水中污染物处理效果比较明显, 对易降解的有机物有较好的处理效果, COD去除率达90%以上, 出水中酚、氰油、氨氮等污染物指标达到国家排放标准, 但是COD指标还是高于标准, 而且数值不稳定, SS≥120mg/L, 浊度高, 氨氮特别是有机氮类污染物的降解效果不够理想, 处理能力不能满足现有环保要求, 有待提高。

3 改进措施

3.1 改进后工艺流程介绍

A2O2生物脱氮处理工艺, 是在A/O脱氮工艺的基础上又增设了缺氧段II和好氧段II, 所以该工艺又称四段强化生物脱氮工艺。原水进入厌氧池, 在厌氧菌和反硝化菌的作用下, 进行分解高分子有机物和苯环类污染物及反硝化反应。厌氧池出水进入好氧池I, 在硝化菌的作用下, 进行硝化反应, 将水中的氨氮分解成硝氮、亚硝氮, 从好氧池I流出的含有硝氮、亚硝氮的硝化液回流至厌氧池, 在此进行反硝化脱氮。活性污泥在中间沉淀池沉淀浓缩后, 回流厌氧池。部分硝化液随污水进入缺氧池II与生活污水混合, 进行二次反硝化脱氮, 然后再进入好氧池II去除水中残余COD。最后污水流入沉淀池进行泥水分离, 上清液进入清水池, 沉淀下来的污泥一部分作为回流污泥回流至缺氧池II, 另一部分作为剩余污泥脱水排出。由此可见, 硝化、反硝化等生化反应在该工艺流程中反复进行了二次甚至二次以上, 所以该工艺的脱氮工艺好于AO、A2O等其他工艺, 同时, 反硝化反应需要消耗大量碳源, 该工艺的多次反硝化对水中的COD、BOD的去处也优于其他工艺, 并且该工艺承受负荷能力强, 避免了以往工艺需要大量稀释水稀释的弊病。

3.2 部分主要设备列表 (表2)

3.3 改进后处理结果及数据分析

由表3可以看出, 废水处理站的调试完成后, 运行一段时间后的数据显示, 污水处理站出水水质均可达到国家规定的一级标准, 其中出水NH3-N正常情况下在15.0 mg/L以下, COD平均小于100mg/L, 酚、总氰均0.5mg/L以下, 其他污染物如油、悬浮物等均达到出水标准。出水稳定, 降解效果显著, 废水全部回用于熄焦。工艺的耐负荷冲击能力强。在进水水质波动较大或污染物浓度较高时, 均能维持正常运行, 操作管理也很简单。

3.4 工艺特点

(1) 污水处理厂总图布置要求紧凑、合理、管理方便、占地面积小;

(2) 运行费用低:新工艺采用:预处理 (隔油+气浮) +生化处理 (A2O2) +生化后处理+深度处理, 该工艺整个生化系统一次提升, 采用重力流, 能耗低, 回流系统采用气提方式, 节省电耗;

(3) 采用高效微生物菌种, 脱色效果好;

(4) 生化处理 (A2O2) 总生化停留时间长, 出水效果好停留时间:厌氧30+好氧30+缺氧20+二级好氧25=105小时;

(5) 该工艺经二次反硝化脱氮, 氨氮、总氮去除率可达95%以上;

(6) 深度处理达到回用水水质标准;

(7) 污水处理系统采用双路设计, 并联运行, 便于设备维修。

4 结语

实践表明, A2O2工艺处理焦化废水, 降解效果显著, 在运行中需要注意以下问题:

(1) 废水经过处理后, SS值还是偏高, 浊度大, 在后续的改进中可考虑增加超滤系统和RO反渗透系统, 提高废水的出水水质;

(2) 调节池对整个系统的稳定不可忽视, 应在管理中加强控制出水指标;

(3) 混凝沉淀池排泥要及时, 防止出水悬浮物和COD超标。

参考文献

[1]王绍文, 等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].北京:冶金工业出版社, 2005.

[2]姚学军.关于使用A2/O2法处理焦化废水的研究[J].科技情报开发与经济, 2010, 28:174-176.

[3]瓮亮.高效脱色菌的选育及对染料废水脱色的研究[D].天津:天津工业大学, 2005.

焦化工艺 篇9

目前, 我国的高硫石油焦产量正在逐步增加, 质量也达到了一定的稳定。尤其是一些超重质原油, 成分中含有的高硫石油焦比例较大, 但是石油焦并没有得到充分的应用, 造成了资源的浪费, 因此为该资源寻求科学合理的出路至关重要。

制氢组合工艺是一个有效的解决策略, 因此加强探究非常有必要, 可以促进资源的有效利用和工艺的改进。

1 石油焦为制氢提供了新途径

在炼油工艺中, 氢气是必要的资源, 是工艺实施中的重要组成部分, 但是也增加了温室气体的排放, 成为导致全球温室效应的重要杀手之一。

随着市场方面用油量的逐步提升, 与之相关的氢气原料也在逐步提高。常规情况下, 在配置渣油的情况下需要的氢气用量是炼油加工量的百分之零点一;如果没有该配置的情况下, 基本维持在百分之零点七。

表1是在没有配置渣油的情况下, 耗氢量发生的变化, 可以发现使用的量在不断的增长。

从图表中可见, 随着劣质原油加工量的增长, 氢气耗量也在不断地增长, 而且超出了百分之零点八, 氢气用量比较大, 形势比较严峻紧张。

在原料使用比较大的情况下, 为了进行成本的控制, 对氢气的加工制作的低成本必须加以重视, 进行材料的改良和成本控制也是一条可行之路。在进行炼油的过程中, 用高硫石油焦作为制作氢气的材料, 不仅加大了高硫石油焦的利用率, 另一方面, 被替换下来的材料可以用于其他环节的生产过程, 是一件两全其美的事情, 综合效益较高。再加上通过石油焦进行制氢, 相对于其他材料进行制氢, 成本低, 性价比比较高。

2 石油焦制氢的关键问题

与其他的能源相比较, 石油焦的性能是有所不同的。石油焦中碳、硫、热量含量高, 挥发性能比较低。由于性能的差异, 在使用中也存在一定的差异, 重要的问题集中在焦成浆能和气化性能两个部分, 可以对石油焦和煤的构成进行深入的分析。

2.1 石油焦成浆性能

在进行综合分析时, 需要明确相应的指标, 比如成浆浓度、材料的稳定性等。由于石油焦自身的性能, 具有突出的疏水性能, 因此在加工中获得的成浆浓度比较高, 很容易就能达到工业要求的标准。稳定剂, 简单来说, 就是稳定性能的一种化学合成物, 效果较好。

另外, 可以注重两种原料之间的共成浆特性, 这也是解决稳定性的一个重要方法。

2.2 气化活性

在进行研究之前, 首先要弄清楚影响气化活性的因素, 主要可以分为以下几个部分, 例如分子结构和晶体结构、矿物质含量构成等。在分子结构和晶体结构方面, 由于石油焦自身所含的成分, 例如沥青质、少量的无机化合物等, 导致气化活性比较小。因此在反应中可能要耗费更长的时间。而褐煤中含有的氧、氢比较多, 能够进行排列组合的支链、桥链比较多, 因此活化性能比较高。孔隙结构和表面积方面, 是导致气化活性差异的重要原因。石油焦表面比较平滑, 空隙较小;而褐煤表面不平整, 空隙相对较大, 影响了活性。再者, 褐煤中含有的矿物质类型比较多样, 在反应中起的催化作用比较突出;石油焦矿物质含量相对较小, 没有明显的作用。

经过对比分析, 可以发现石油焦的气化活性较差, 在生产中可以采用碳浆循环系统, 可以提高碳的转化率。

2.3 从经济指标进行衡量

在制氢的过程中, 利用石油焦作为原料, 气化压力、体积分数、碳的转化率、其他能源的消耗方面都处于一个比较合理的数值, 经济效益比较客观, 实现了资源的有效利用, 使用效果较好[1]。

3 工艺的综合评价

通过上述的分析可见, 利用石油焦进行制氢是比较可行的, 发展延迟焦化-石油焦制氢组合工艺具有研究价值, 该工艺中最重要的部分是装置, 需要加以重视。从整体来看, 该工艺技术对原有的制氢工艺影响较小, 不用花费过大的部分进行工艺的改造, 降低了成本的支出。在实际操作中, 可以根据实际的情况, 选择合适的原料进行生产, 提高相应的收油率, 从而提高产量。

在原有的制氢工艺中, 要用到轻烃作为原材料, 耗费量比较大, 如果利用石油焦进行替换, 可以减少对轻烃的用量, 相应的能够提高炼油厂的轻油收率, 减少了成本浪费, 对于工厂发展来说, 也是一件益事。

4 结语

在炼油厂中, 进行生产改造, 实现生产方式的转变, 有利于促进行业方面的进步和发展。通过石油焦的使用, 可以实现制氢原料的优化, 也为资源的利用提供了契机, 保证了炼油产量。

在长远方面考虑来说, 可以加大该工艺的优化, 改进使用过程中的不足, 加强可行性, 为炼油行业的发展提供可靠支柱。

摘要:目前, 世界石油焦市场形势比较严峻, 现有的工艺技术已不能满足时代的要求, 对石油焦行业的发展提出了新要求。在行业的发展中, 进行延迟焦化-石油焦制氢组合工艺技术的探究非常有必要, 有利于技术的改进, 工艺质量的提升。本文将从该工艺技术探究的必要性出发, 进行原有技术要素的解析, 有针对性的进行技术改进, 进行制氢原料的优化, 实现资源之间的替换, 解决高流石油焦的出路。

关键词:延迟焦化,石油焦,制氢,组合工艺,技术

参考文献

[1]瞿国华, 王辅臣.延迟焦化-石油焦制氢组合工艺技术[J].炼油技术与工程, 2010, 40 (11) :20-23.

[2]瞿国华, 王辅臣.高硫石油焦气化制氢工艺在炼油工业中的发展前景[J].当代石油石化, 2010, 18 (10) :1-6, 18.

[3]刘银东, 高飞, 张艳梅等.石油焦的生产及石油焦制氢工艺状况[J].石化技术与应用, 2012, 30 (1) :93-98.

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