专利名称：炼焦工艺中剩余氨水的净化方法
技术领域：
本发明涉及水的处理方法，更具体地说是涉及氨水的净化方法。
在炼焦工艺过程中会产生一种氨水，通常称为剩余氨水或者焦化氨水。此氨水的温度为60～80℃，pH值为9.0～9.5，含氨～5g/L、硫化物～0.1g/L、氰化物≤0.02g/L、碳酸盐～0.5g/L等无机物以及焦油～0.2g/L、酚1～1.5g/L和苯类等有机物，其水不溶物含量一般为300～2000mg/L。水不溶物主要是沥青类油质物、煤粉和灰尘等。
在有些炼焦化学厂中，该氨水是作为废水直接进行处理的。有些炼焦化学厂则是利用该氨水作为煤气精制工艺的洗涤剂，以除去煤气中的二氧化硫等杂质，然后通过多种步骤回收其中的有用成分，例如酚、硫酸铵等，最后经活性污泥曝气处理后排放。
在用于洗涤煤气之前，一般是先将该氨水放在贮槽中让其自然澄清，然后用于煤气精制工艺。但是，剩余氨水中的水不溶物含量高，粒度细，澄清十分困难，所以在洗涤煤气时极易造成对设备(特别是热交换器)和管道的堵塞，给煤气精制工艺的操作造成严重困难。由此可见，该氨水在用于洗涤煤气之前必须进行处理，除去其中的水不溶物。一般认为，水不溶物含量低于20mg/L，就能维持煤气精制工艺的正常运行。
日本专利特开昭62-65786公开了处理焦化氨水的一种方法。该方法先往氨水中加入聚合硫酸钝，使氨水中的CN-与Fe2+作用形成亚铁氰化物，进而与Fe3+作用形成亚铁氰化铁沉淀；同时，形成的氢氧化铁聚合物使油类、亚铁氰化铁和其它杂质发生絮凝作用，然后进行澄清分离；经澄清后的氨水用蒸馏法脱氨，蒸出的氨经吸收塔吸收后用作回收硫酸铵的原料；经蒸氨后的废水送曝气池进行活性污泥处理，以脱除废水中的酚等有机物；经曝气处理后的废水再加聚合硫酸铁进行絮凝澄清，澄清液即可外排。
该专利的基本特征是使用聚合硫酸铁作絮凝剂。使用聚合硫酸铁有两个缺点(1)聚合硫酸铁的用量(按Fe量计算)为210～1900mg/L，用量很大，而且聚合硫酸铁的价格较高，所以用此法处理的费用较高。(2)由于聚合硫酸铁的加入量太大，致使氨水中的氨发生化学变化，溶液的pH值由9.17降低至8.6。由于氢氧化铵浓度降低将严重影响氨水洗涤煤气时的脱硫效果。
本发明的目的在于提供一种处理费用低廉、净化效果好、操作方便的炼焦工艺中剩余氨水的净化方法。
本发明是这样来实施的，本发明工艺过程包括除油、絮凝和澄清工序，本发明的技术特征在于在絮凝工序中采用的无机絮凝剂为铝盐，如明矾、氯化铝、碱式氯化铝或硫酸铝等，同时还加入有机高分子絮凝剂，如阴离子型聚丙烯酰胺等。为了更有效地除去氨水中的水不溶物和加快澄清速度，本发明还在絮凝工序中从澄清工序返回部分底流污泥。
本发明采用铝盐作絮凝剂较之铁盐不仅效果好，而且用量少。由于用量少可大大降低处理氨水的成本，同时因为用量少，处理后的氨水中氨氮组成无明显变化，在用于精制煤气工艺时，就会提高脱硫效果。表1中列出了铝盐、铁盐絮凝剂的絮凝效果比较。
表1铝盐、铁盐絮凝效果比较(澄清时间均为1小时)试剂名称用量(mg/L)水不溶物含量(mg/L)聚合硫酸铁100 200碱式氯化铝50 100本发明中同时采用无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂，配合使用，较单独用无机絮凝剂，絮凝效果也大大提高，见表2。
表2铝盐单独处理与铝盐-阴离子型聚丙烯酰胺处理的絮凝效果对比试剂名称用量(mg/L)水不溶物含量(mg/L)碱式氯化铝50 100碱式氯化铝50＋0.3 30+阴离子型聚丙烯酰胺本发明中采用底流污泥的部分返回不仅可以提高絮凝效果，也可加快澄清速度。因为底流污泥有较高的表面活性，能够吸附氨水中的悬浮物，且由于底流污泥的返回，使氨水中水不溶物含量提高，致使形成的絮团既多又大，加快了澄清速度。表3列出了底流污泥返回与不返回对絮凝效果的比较。
表3底流污泥返回与不返回的对比(碱式氯化铝用量50mg/L，阴离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
图1是本发明的工艺流程图。
从图1可见，本发明的工艺过程包括除油、絮凝和澄清工序。
(1)除油工序将炼焦工艺中的剩余氨水经隔油处理除去大部分焦油，分离出来的焦油送至焦油回收系统回收，隔油后的氨水进入絮凝工序，(2)絮凝工序本发明在该工序中先从澄清工序中返回部分底流污泥，再加入无机絮凝剂适合混合，最后加入有机高分子絮凝剂使混合均匀。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达到4～10g/L。加入无机絮凝剂的量为10～100mg/L，无机絮凝剂为明矾、氯化铝、碱式氯化铝或硫酸铝等铝盐。加入有机絮凝剂的量为0.1～1.0mg/L，有机絮凝剂为阴离子型聚丙烯烯酰胺，其分子量为600～1500万，水解度为40～100％的为佳。表4列出了不同分子量对絮凝效果的影响。表5列出了水解度对絮凝效果的影响。
表5阴离子型聚丙烯酰胺分子量的对比分子量用量(mg/L) 水不溶物含量(mg/L)300万 0.2 110600万 0.2 951000万 0.2 80
表6阴离子型聚丙烯酰胺水解度的影响水解度(％) 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的澄清时间均为1小时。
(3)澄清工序，澄清工序在澄清槽中进行，絮团在澄清槽中向下沉积，从底部排出口排出，除去了水不溶物的氨水则由溢流排出口排出。得到的氨水清澈透明，水不溶物含量＜20mg/L，底部污泥部分返回无絮凝工序，其余至重油回收系统。
综上所述可见，本发明的净化氨水的方法，工艺流程简单；操作方便；絮凝剂用量低，因而处理氨水成本低，日本专利(特开昭62-65786)使用聚合硫酸铁(加入量为210～1900mg/L)费用为1.5～12元/吨氨水，本发明费用为0.10～0.5元/吨氨水；氨水净化效果好，水不溶物含量＜20mg/L；经处理后的氨水其氨氮组分无明显变化。用本发明处理的氨水用于煤气精制工艺，不仅可提高煤气质量(脱硫效果提高)，而且使设备不易堵塞，此外，由于氨水中水不溶物含量低。对于后续工序萃取回收酚也极为有利，可以明显降低萃取剂的损耗，提高酚的回收率，同时也可减轻废水生化处理的负荷。
实施例1。
(1)除油工序，将剩余氨水置于带下口的不锈钢小槽中，静置10分钟，从下口取出的剩余氨水可除去80％的焦油。
(2)絮凝工序将1000mL除油处理后的剩余氨水(水不溶物含量为550mg/L)维持在65±2℃，加入经絮凝沉积下来的污泥(即澄清工序中的底流污泥)40mL(浓度为20％重量)，使氨水中的水不溶物含量为8.5g/L。然后加氯化铝溶液10mL(浓度为4g/L)适当混合后，再加入水解度为30％的聚丙烯酰胺(其分子量为600万，浓度为0.2g/L)溶液2.0mL，使其混合均匀。
(3)澄清工序将上述工序中的絮凝溶液置于澄清槽中2小时，清澈透明的氨水从槽的溢流口排出，其水不溶物含量为19mg/L，底流污泥从底部排出，部分返回至絮凝工序，其余去重油回收系统。
实施例2。
(1)除油工序同实施例1。
(2)絮凝工序取隔油处理后的剩余氨水1000mL，其水不溶物含量为480mg/L，维持温度为65±2℃，加入底流污泥(浓度为20％重量)20mL，得到水不溶物含量为4.5g/L，再加入碱式氯化铝溶液(浓度为2g/L)15mL，适当混合后，再加入水解度为70％、分子量为920万的阴离子型聚丙烯酰胺溶液(0.2g/L)1mL，使其混合均匀。
(3)澄清工序同实施例1，所得氨水中水不溶物含量为8mg/L。
实施例3。
(1)除油工序同实施例1。
(2)絮凝工序取隔油处理后的剩余氨水1000mL，水不溶物含量为590mg/L，维持温度65±2℃。加入底流污泥50mL(浓度为20％重量)，使氨水中的水不溶物含量为10g/L，加入明矾溶液(4g/L)25mL，混合后，再加入水解度为90％、分子量为1000万阴离子型聚丙烯酰胺1.5mL(浓度为0.2g/L)，使其混合均匀。
(3)澄清工序同实施例1，所得氨水中水不溶物含量为10mg/L。
实施例4。
(1)除油工序同实施例1。
(2)絮凝工序取隔油处理后的剩余氨水1000mL，水不溶物含量为750mg/L，维持温度65±2℃，加入底流污泥(浓度为20％重量)25mL，使氨水中水不溶物含量为5.5g/L，再加入硫酸铝溶液(4g/L)22.5mL，混合后，再加入水解度为50％、分子量为800万的阴离子型聚丙烯酰胺2.5mL(浓度为0.2g/L)，使其混合均匀。
(3)澄清工序同实施例1。所得氨水中水不溶物含量为15mg/L。
权利要求
1.一种炼焦工艺中剩余氨水的净化方法，其特征在于它包括除油、絮凝和澄清工序；(1)除油工序将炼焦工艺中的剩余氨水经隔油处理后除去大部分焦油，分离出来的焦油送至焦油回收系统回收，隔油后的氨水进入絮凝工序；(2)絮凝工序在经隔油处理后的氨水中加入从澄清工序中返回的部分底流污泥，再加入无机絮凝剂明矾、氯化铝、碱式氯化铝或硫酸铝，最后加入有机高分子絮凝剂—阴离子型聚丙烯酰胺。(3)澄清工序把上述工序中的絮凝氨水置于澄清槽中澄清，清澈透明的氨水从槽的溢流口排出，底流污泥部分返回至絮凝工序，其余从底部出口排出。
2.如权利要求1中的净化方法，其特征在于返回的底流污泥量以保证剩余氨水中的水不溶物达到4～10g/L，加入无机絮凝剂量为10～100mg/L氨水，加入有机高分子絮凝剂量为0.1～1.0mg/L氨水。
3.如权利要求1或2中的净化方法，其特征在于有机高分子絮凝剂阴离型聚丙烯酰胺的分子量为600～1500万，水解度为40～100％。
全文摘要
本发明涉及炼焦工艺中剩余氨水的净化方法。净化工艺流程包括除油、絮凝和澄清工序。本发明特征在于絮凝工序中加入从澄清工序返回的部分底流污泥，并加入无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂。净化后的氨水中水不溶物＜20mg/L，且工艺流程简单、操作方便、费用低廉、净化效果好。用于煤气精制工艺，可提高煤气质量，不易堵塞设备。
文档编号C02F1/52GK1118338SQ9510827
公开日1996年3月13日 申请日期1995年7月25日 优先权日1995年7月25日
发明者李志华, 贾硕威 申请人:核工业北京化工冶金研究院