煤氣化過(guò)程中含氰廢水的處理

第39卷,第1期安徽化工Vol.39,No.1552013年2月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYFeb.2013●環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟.煤氣化過(guò)程中含氰廢水的處理，劉暉(安慶市環(huán)保局,安徽安慶246002)摘要:采用二步氯化氧化法對煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生的含氰廢水進(jìn)行處理,控制反應溫度在30以下，反應時(shí)間30-~40min,通氯量是理論通氯量1.1-1.2倍,分步驟控制溶液pH值,可以使煤氣化廢水中總氰濃度小于0.5mg/L,達標排放。關(guān)鍵詞:煤氣化;合成氣;氰化物;氯氣;廢水doi: 103969/.ssn.1008 -53X.2013.01.019中圖分類(lèi)號:X703文獻標識碼:A文章編號: 1008 -553X<(2013)01-0065- -031前言CNCI在堿性條件下水解為CNO。我國的資源特點(diǎn)是缺油、少氣、富煤,因此以煤為主Cl2 + H20 =HCl + HCIO的原料結構(占到產(chǎn)量的75% )是我國氮肥工業(yè)發(fā)展的CN-+ClO-+H20=CNCl+20H-特點(diǎn)和優(yōu)勢。CNCl+20H= CNO- +Cl+H2O煤氣化是指煤在氣化爐內，將固體煤轉化為含有第二階段:終級氧化C0.H2.CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體的過(guò)程",2CNO*+H20+3Cl0 =N2 +2CO2 +3CI*+20H-是工業(yè)燃氣、民用煤氣和燃料油合成原料氣的主要生產(chǎn)總反應方程式為:方法。在煤氣化過(guò)程中,常用的氣化劑是空氣或富氧空2CN~+80H- +5C]=10 CI- +4H20 +N2 +2CO2氣,氣化生成的混合氣稱(chēng)為“煤氣”。在煤氣化過(guò)程中可2.3實(shí)驗方法產(chǎn)生副反應: 2C+H2+N2-→2HCN ,生成的含氰化物“煤氣”將原水(煤氣化洗滌水,原水總氰濃度30mg/L)加經(jīng)水洗滌除去,產(chǎn)生了含有氰化物的洗滌廢水。氰化物人到一級破氰反應池中,調節溫度與pH值,通人氯氣,是劇毒物質(zhì),目前國內煤氣化生產(chǎn)裝置的廢水很難做到通過(guò)氯化反應使上述有毒物質(zhì)得以消減,達到規定反應零排放,特別是當處于酸性pH值范圍內時(shí),它變成劇時(shí)間，將- -級 破氰反應池中的水溶液泵人二級反應池毒的氫氰酸。含氰廢水必需先經(jīng)預處理除氰，以防止氰中,調整pH值,繼續通人氯氣反應,控制反應時(shí)間和絡(luò )合物影響廢水的進(jìn)-一步處理 。pH值,檢測總氰濃度。含氰廢水通常的處理方法有堿性氯化法、電解法、2.4結果與討論離子交換法、活性炭法。堿性氯化法以其運行成本低、處2.4.1體系酸堿性對氧化效果的影響理效果穩定等優(yōu)點(diǎn)廣泛應用于工程中。上述初級氧化反應在任何pH條件下均能迅速完2實(shí)驗部分成,在酸性條件下生成極易揮發(fā)的劇毒物CNCI而造成2.1實(shí)驗藥品危害,在堿性條件下只要有足夠的氧化劑,則CNCI會(huì )氯氣:工業(yè)品,含量≥99.6% ,安徽氯堿化工集團。很快水解轉化成微毒的CNO ,pH越高轉化越快。體系煤氣化洗滌水:原水,總氰濃度30mg/L,安慶石化酸堿性對氧化效果的影響見(jiàn)表1。公司。在第一階段反應(初級氧化),水溶液pH通?？刂?.2實(shí)驗原理在11~12之間,當進(jìn)行到第二階段反應(終級氧化)時(shí),針對煤氣化廢水水質(zhì)采用二步氧化破氰法,即向含CNO-進(jìn)一步降解,水溶液pH通?？刂圃?~9之間。氰廢水中投加氯系氧化劑(氯氣),首先將氰化物部分氧2.4.2溫度對氧化效果的影響化成毒性較低的氰酸鹽;其次將氰酸鹽完全氧化成二氧由于CN--→CNO 這一氧化過(guò)程進(jìn)行得十分迅速，化碳和氮,去除廢水中的氰化物。放熱使溫度升高。次氯酸鈉的熱穩定差,40以上時(shí)發(fā)第一段:初級氧化,CN-與CI0-反應生成CNCI,生如下反應:中國煤化立常氯氧反應控制MHCNMH G收稿日期:2012-11-23作者簡(jiǎn)介:劉暉(1972-),男.1992年畢業(yè)于安徽化工學(xué)校,工程師,從事環(huán)境保護和環(huán)境監察工作, 13013188033 ,blh72@163.com..6總第181期2013年第1期(第39卷)安徽化工表1體系酸堿性對氧化效果的影響原水處理后水溶液總污水綜合排放標準體積總氰濃度初級氧化pH值終級氧化 pH值是否達標氰濃度(mg/L) (8978-1996)總氰濃度( mg/L)(L)50301080.50.5(- -級標準)達標010.0.5(一級標準)120.400在30公以下,在冬天可適當提高廢水的pH值或延長(cháng)反Wm:理論通氯量(g),應時(shí)間。V脈:廢水的體積(L),2.4.3氯氣的量對氧化效果的影響Cav:廢水中CN-濃度(mg/L)。本實(shí)驗的理論通氯量可由總反應式導出計算公式。r值=實(shí)際通氯量(g)/理論通氯量(g)當完全氧化時(shí):W∞= 6.82 x V麒xCav氯氣的量對氧化效果的影響見(jiàn)表2。式中:表2氧化劑的對氧化效果的影響體積總氰濃度理論通氯量(g)實(shí)際通氯量(g) r值氰濃度(mg/L) (8978-1996)總氰濃度(mg/L)(mg/L)5(310.28.00.7不達標714.315.10.5(-級標準)8(16.419.51.220.524.5實(shí)驗結果表明,當氯氣量增多時(shí),脫CN-效果較好,熱均勻,氯氣通過(guò)噴頭鼓人液層底部,同時(shí)具有攪拌水實(shí)際通氯量要大于理論通氯量,r值在1.1-1.2 之間為溶液作用,使氣-液相充分接觸。 反應采用每批廢水間歇宜,處理后水溶液CN-濃度<0.5 mg/L,完全可以達到污操作,約30~40分鐘左右完成。每隔10分鐘取樣測游離水綜合排放標準(8978- 1996)中一級排放標準。CN-濃度。2.4.4反應時(shí)間對氧化效果的影響反應時(shí)間對氧化效果的影響見(jiàn)表3。由于反應是氣一液兩相反應，為了使反應傳質(zhì)、傳表3反應時(shí)間對氧化效果的影響初級氧化時(shí)間終級 氧化時(shí)間處理 后水溶液總( min)(min)520達標.253結論有效氯的下降。(1)在初級氧化階段,將CN-氧化成氰酸鹽,pH值(3)總反應時(shí)間控制在30~40min，可徹底氧化高,生成氰酸鹽速度快,pH值也隨之下降,且在酸性條CN。件下生成的劇毒催淚CNCI易揮發(fā),對人體與環(huán)境造成(4)實(shí)際通氯量控制在理論通氯量的1.1~1.2倍之影響,所以要嚴格控制pH值,反應初期必須連續加堿,間,可達到理想的氧化效果。及時(shí)檢測、調整pH,使初級氧化階段pH在10之上,終級氧化階段pH在8~9之間為宜。[1]米鎮濤.化中國煤化工:化學(xué)工業(yè)出版社,(2)反應溫度應控制在30C以下,以防止氧化劑中2006:3.0CNMH G(下轉第73頁(yè)).