煤气化过程中含氰废水的处理

第39卷,第1期安徽化工Vol.39,No.1552013年2月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYFeb.2013●环保与循环经济.煤气化过程中含氰废水的处理，刘晖(安庆市环保局,安徽安庆246002)摘要:采用二步氯化氧化法对煤气化过程中产生的含氰废水进行处理,控制反应温度在30以下，反应时间30-~40min,通氯量是理论通氯量1.1-1.2倍,分步骤控制溶液pH值,可以使煤气化废水中总氰浓度小于0.5mg/L,达标排放。关键词:煤气化;合成气;氰化物;氯气;废水doi: 103969/.ssn.1008 -53X.2013.01.019中图分类号:X703文献标识码:A文章编号: 1008 -553X<(2013)01-0065- -031前言CNCI在碱性条件下水解为CNO。我国的资源特点是缺油、少气、富煤,因此以煤为主Cl2 + H20 =HCl + HCIO的原料结构(占到产量的75% )是我国氮肥工业发展的CN-+ClO-+H20=CNCl+20H-特点和优势。CNCl+20H= CNO- +Cl+H2O煤气化是指煤在气化炉内，将固体煤转化为含有第二阶段:终级氧化C0.H2.CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程",2CNO*+H20+3Cl0 =N2 +2CO2 +3CI*+20H-是工业燃气、民用煤气和燃料油合成原料气的主要生产总反应方程式为:方法。在煤气化过程中,常用的气化剂是空气或富氧空2CN~+80H- +5C]=10 CI- +4H20 +N2 +2CO2气,气化生成的混合气称为“煤气”。在煤气化过程中可2.3实验方法产生副反应: 2C+H2+N2-→2HCN ,生成的含氰化物“煤气”将原水(煤气化洗涤水,原水总氰浓度30mg/L)加经水洗涤除去,产生了含有氰化物的洗涤废水。氰化物人到一级破氰反应池中,调节温度与pH值,通人氯气,是剧毒物质,目前国内煤气化生产装置的废水很难做到通过氯化反应使上述有毒物质得以消减,达到规定反应零排放,特别是当处于酸性pH值范围内时,它变成剧时间，将- -级 破氰反应池中的水溶液泵人二级反应池毒的氢氰酸。含氰废水必需先经预处理除氰，以防止氰中,调整pH值,继续通人氯气反应,控制反应时间和络合物影响废水的进-一步处理 。pH值,检测总氰浓度。含氰废水通常的处理方法有碱性氯化法、电解法、2.4结果与讨论离子交换法、活性炭法。碱性氯化法以其运行成本低、处2.4.1体系酸碱性对氧化效果的影响理效果稳定等优点广泛应用于工程中。上述初级氧化反应在任何pH条件下均能迅速完2实验部分成,在酸性条件下生成极易挥发的剧毒物CNCI而造成2.1实验药品危害,在碱性条件下只要有足够的氧化剂,则CNCI会氯气:工业品,含量≥99.6% ,安徽氯碱化工集团。很快水解转化成微毒的CNO ,pH越高转化越快。体系煤气化洗涤水:原水,总氰浓度30mg/L,安庆石化酸碱性对氧化效果的影响见表1。公司。在第一阶段反应(初级氧化),水溶液pH通常控制2.2实验原理在11~12之间,当进行到第二阶段反应(终级氧化)时,针对煤气化废水水质采用二步氧化破氰法,即向含CNO-进一步降解,水溶液pH通常控制在7~9之间。氰废水中投加氯系氧化剂(氯气),首先将氰化物部分氧2.4.2温度对氧化效果的影响化成毒性较低的氰酸盐;其次将氰酸盐完全氧化成二氧由于CN--→CNO 这一氧化过程进行得十分迅速，化碳和氮,去除废水中的氰化物。放热使温度升高。次氯酸钠的热稳定差,40以上时发第一段:初级氧化,CN-与CI0-反应生成CNCI,生如下反应:中国煤化立常氯氧反应控制MHCNMH G收稿日期:2012-11-23作者简介:刘晖(1972-),男.1992年毕业于安徽化工学校,工程师,从事环境保护和环境监察工作, 13013188033 ,blh72@163.com..6总第181期2013年第1期(第39卷)安徽化工表1体系酸碱性对氧化效果的影响原水处理后水溶液总污水综合排放标准体积总氰浓度初级氧化pH值终级氧化 pH值是否达标氰浓度(mg/L) (8978-1996)总氰浓度( mg/L)(L)50301080.50.5(- -级标准)达标010.0.5(一级标准)120.400在30公以下,在冬天可适当提高废水的pH值或延长反Wm:理论通氯量(g),应时间。V脉:废水的体积(L),2.4.3氯气的量对氧化效果的影响Cav:废水中CN-浓度(mg/L)。本实验的理论通氯量可由总反应式导出计算公式。r值=实际通氯量(g)/理论通氯量(g)当完全氧化时:W∞= 6.82 x V麒xCav氯气的量对氧化效果的影响见表2。式中:表2氧化剂的对氧化效果的影响体积总氰浓度理论通氯量(g)实际通氯量(g) r值氰浓度(mg/L) (8978-1996)总氰浓度(mg/L)(mg/L)5(310.28.00.7不达标714.315.10.5(-级标准)8(16.419.51.220.524.5实验结果表明,当氯气量增多时,脱CN-效果较好,热均匀,氯气通过喷头鼓人液层底部,同时具有搅拌水实际通氯量要大于理论通氯量,r值在1.1-1.2 之间为溶液作用,使气-液相充分接触。 反应采用每批废水间歇宜,处理后水溶液CN-浓度<0.5 mg/L,完全可以达到污操作,约30~40分钟左右完成。每隔10分钟取样测游离水综合排放标准(8978- 1996)中一级排放标准。CN-浓度。2.4.4反应时间对氧化效果的影响反应时间对氧化效果的影响见表3。由于反应是气一液两相反应，为了使反应传质、传表3反应时间对氧化效果的影响初级氧化时间终级 氧化时间处理 后水溶液总( min)(min)520达标.253结论有效氯的下降。(1)在初级氧化阶段,将CN-氧化成氰酸盐,pH值(3)总反应时间控制在30~40min，可彻底氧化高,生成氰酸盐速度快,pH值也随之下降,且在酸性条CN。件下生成的剧毒催泪CNCI易挥发,对人体与环境造成(4)实际通氯量控制在理论通氯量的1.1~1.2倍之影响,所以要严格控制pH值,反应初期必须连续加碱,间,可达到理想的氧化效果。及时检测、调整pH,使初级氧化阶段pH在10之上,终级氧化阶段pH在8~9之间为宜。[1]米镇涛.化中国煤化工:化学工业出版社,(2)反应温度应控制在30C以下,以防止氧化剂中2006:3.0CNMH G(下转第73页).