煤化工工程论文范文

第一篇：煤化工工程论文范文

多级AO和芬顿工艺处理煤化工废水工程实践

摘要：本文以内蒙古某煤化工公司生产废水为例，采用多级AO +芬顿工艺处理其产生的煤化工工业废水，经过2个月的运行及调试，出水COD和NH3-N都能实现稳定达标，证明本工艺具有很高的创新性和适用性。

关键词：煤化工废水;芬顿;多级AO

近年来，可实现石油和天然气资源补充和部分替代的新型煤化工得到较快发展，然而新型煤化工项目总体水资源消耗大，高浓度废水排放量高，使得煤化工废水处理技术的需求愈发迫切[1]。针对煤气化废水水质特性，国内外在处理工艺选择上重点考虑难降解有机污染物、酚、氨氮等污染物的去除[2]，虽然已应用于煤气化废水的处理技术较多，但在处理效果、投资成本、操作管理及运行成本上存在诸多问题[3]。本文以内蒙古某煤化工公司生产废水为例，采用生化+高级氧化处理技术，研究该技术对煤化工工业废水的处理效果。

1.工程概况

内蒙古省某煤化工公司主要生产煤制乙二醇和液化天然气，废水产生量约为2000t/d。根据实测确定进水水质为COD 2000mg/L，BOD5 600mg/L，SS 300mg/L，NH3-N 200mg/L，TP 2.0 mg/L;出水水质达到《污水综合排放标准》的一级标准。

2.工艺流程

根据对进、出水质的分析，项目的污水处理程度较高;同时，进水COD和氨氮较高，且废水中含有较多难降解有机物，因此确定的工艺流程见图1。

3.主要构筑物、设备及参数说明

(1)多级A/O生物反应池

生化池为三级AO形式，A1、A2、A3的进水流量分别为进水总流量的40%、40%和20%，设计混合液浓度MLSS=3500mg/L，设计泥龄26.5d，好氧池硝化负荷为0.018 kgNH3-N/kgMLSS·d，好氧污泥负荷为0.054 kgBOD5/kgMLSS·d，好氧停留时间为59h，缺氧停留时间为19h，气水比为42：1，混合液回流比200-400%。

(2)Fenton处理单元

二沉池出水自流入调酸池，加酸调节pH 值到3 左右，然后经泵提升至Fenton流化床反应器，在反应器内将难以生化降解的有机物彻底的分解，同时反应后续由于Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝效果，有助于反應生成物混凝分离，调节PH至中性的前提下，利用助凝剂的协同作用进行固液分离。

4.调试及运行效果

工程建设完成后，在周边市政污水处理厂取活性污泥进行闷曝3d后开始调试运行，调试运行期间的进出水COD和NH3-N随时间的变化曲线见图2和图3。

从图2可以看出，调试和运行期间，进水COD基本在1500—2200mg/L，平均值低于设计值，进水COD变化幅度较大;出水COD在开始的8天内，数值约为300mg/L左右，此时芬顿工艺硫酸亚铁的投加量为600mg/L，过氧化氢投加量为500mg/L。从第8日开始逐渐增加硫酸亚铁和过氧化氢的投加量，到第16天，硫酸亚铁的投加量为1500mg/L，过氧化氢投加量为850mg/L，出水COD基本达标，保持在100mg/L以下。第28—34天，出水COD超标的原因可能是进水COD突然增高。第36—60天，出水COD基本稳定在90mg/L，满足出水要求。

从图3可以看出，进水NH3-N的指标变化幅度也较大，并且进水平均值高于设计值，这是由于公司在工程建设期间更换了生产原材料，造成NH3-N的增加。在调试的第1—14天，出水NH3-N较高，去除率较低，这是因为生物缺氧池挂膜未达到设计要求，连续在缺氧池投加了少量葡萄糖后，第14—36天，出水NH3-N逐步下降，到第36天后，停止投加葡萄糖，出水NH3-N仍能稳定达到15mg/L以下，实现稳定达标。

5.结论

本文以内蒙古某煤化工公司生产废水为例，采用多级AO工艺+芬顿工艺处理其产生的煤化工工业废水，工艺贴合石化工业废水实际水质特征，具有很高的创新性和适用性。经过2个月的运行调试，出水COD基本稳定在90mg/L，出水NH3-N基本稳定在15mg/L以下，满足出水要求。

参考文献：

[1]姚硕，刘杰，孔祥西等。煤化工废水处理工艺技术的研究及应用进展[J]，工业水处理，2016，36(3)：16-20

[2]蒋芹，郑彭生，张显景等。煤气化废水处理技术现状及发展趋势，能源环境保护，2014，28(5)：9-12

[3]谷力彬，姜成旭，郑朋。浅谈煤化工废水处理存在的问题及对策[J]，化工进展，2012，31(增)：258-260

作者：闫佳

第二篇：煤化工废水处理技术与工程应用

摘要：我国蕴含着十分丰富的煤炭资源，虽然我国工业水平得到了良好的发展，工业产业中的煤化工行业发展水平也逐渐提高，但煤化工行业发展所面临的环境污染问题也愈加严重，其中废水问题日益成为煤化工行业发展瓶颈，煤化工行业会产生大量废水，废水中含大量的有毒有害物质，并且污染物种类相对较多、浓度相对较高，因此如何能够有效、低成本地处理煤化工行业废水，减小对环境影响，是当下煤化工行业一个非常值得研究的重点问题。本文主要介绍了几种针对于焦化废水的处理技术，并结合实例进行具体分析，希望能够为煤化工废水处理的后续研究起到铺垫作用。

关键词：煤化工技术;废水处理;焦化废水;膜技术

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.051

Wastewater treatment technology and engineering application of coal chemical industry

Zhou Jun

(China BLUElink Design & Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai 201204，China)

現代煤化工是指以煤炭为主要原料，生产多种清洁能源和基础化工原料的煤炭加工转化产业，具体包括煤制油、煤制天然气、劣质煤分质利用、煤制化学品以及多种产品联产等多个领域。我国煤化工行业在近十几年间发展中，已经在技术层面取得了很多巨大的进步，但是煤化工行业仍然是一个高能耗并且高污染的产业，煤化工企业均存在废水排放的严重问题，没有足够可以容纳污水的水源，因此必须要对废水进行有效的处理，使其能够达到可以满足当地排放要求的标准[1]。煤化工废水中含有大量的高浓度并且难以降解的污染物，十三五之后，国家所制定的一系列制度对煤化工废水处理要求更加严格，废水的处理不能只靠向外排放，要更注重再生利用，废水回收利用率能达到95%以上，最后实现零排放的目标。随着环保相关法律法规日趋严格，这是煤化工产业的难题，同样也是煤化工产业发展的机会。

1 煤化工废水的分类

与直接燃烧煤炭相比，利用煤化工技术，将煤再加工提炼成其他气体、液体燃料，可以使燃烧效率更高，并且降低燃烧过程对环境产生的污染，但是在煤化工过程中就会产生大量废水，煤化工废水主要有焦化废水，半焦化废水和气化废水3种，具有代表性的废水特征是，化学需氧量可达6 000mg/L，氰化物含量在可达70mg/L，酚的含量可达1 200mg/L[2]。煤化工废水主要分为焦化废水、半焦化废水和气化废水3种，废水中均含有大量有毒有害物质[3]。

(1)焦化废水指在焦油、煤气等焦化产物在制造过程中产生的废水，焦化废水除了具有典型的废水特征外，还含有大量的苯、酚等多环芳烃、烃类，并且研究学者还发现，氟溴的卤代碳氢化合物和少量的氯离子高温分解的中间产物，也存在于焦化废水之中[2]。(2)半焦化废水主要产生在不粘煤和弱粘煤中，温度在600-800℃左右，同时还会产生煤焦油和焦炉煤气。与焦化废水相比，半焦化废水中含有更多的有害物质，并且同种有害物质的浓度更高，除了含有苯、多环芳烃化合物等有机污染物外，还含有氨氮等无机污染物，因此，半焦化废水是一种典型的高污染、高毒性的工业废水。与焦化废水的处理相比，半焦化废水处理行业发展较晚，需要大家进一步重视。(3)煤的气化是指在一定的温度和压力的作用下，以煤或煤焦为原料，在催化剂的作用下与氧气和水蒸气发生反应生成水煤气的过程。气化过程产生的废水，就是气化废水，也具有典型的废水特征，但是比焦化废水、半焦化废水容易处理。

2 废水的处理

2.1 焦化废水的处理

目前焦化废水处理技术相对来说比较成熟，常用的是分3个步骤处理焦化废水，首先，进行初步的废水过滤处理，过滤废水中的大颗粒的悬浮物等容易被截留的物质;然后，进行生化处理，将其中的有害苯、多环芳烃等进行分解处理;最后，进行深度处理，将焦化废水回收再利用。最后一个步骤的深度处理，常用的处理技术是膜分离技术。膜分离技术主要有超滤、渗率、纳滤等特点，国内目前常用的膜分离技术主要有两种，分别是用全膜分离技术深度处理废水，和利用膜分离技术与其他技术手段结合对废水进行深度处理[4]。

全膜分离是结合超滤、纳滤和渗透法，首先利用砂率器对废水进行初步的过滤处理，然后进入超滤设备去除掉废水中的胶状污染物，在纳滤和反渗透过程中加药，将废水软化并且去掉盐离子等，废水经过最后的反渗透处理，排入产水池待回收利用。现阶段所使用的单一的膜分离技术过滤效率较低，随着技术水平的不断提高，现在常用其他手段与膜分离技术结合，例如将催化氧化法与膜分离技术结合，这种方式成本低、效率高、处理效果稳定。

2.2 半焦化废水的处理

半焦化废水的处理流程与焦化废水处理流程类似，也要利用膜处理技术，用于脱盐处理和浓盐水处理，半焦化废水的脱盐处理要用到组合膜技术，浓盐水的处理是用到高效反渗透膜浓缩技术[5]。

2.3 气化废水的处理

气化废水的处理要经过预处理、生化处理和深度处理3个步骤，与焦化废水和半焦化废水的处理过程也是类似的，废水经生化处理后尚存部分难以生化降解的物质及无机盐，因此还需利用膜分离等技术进行深度处理，常用的手段有超滤、纳滤、反渗透法还有膜生物反应器[6]。

3 废水处理技术实例

本章主要分析某煤化工焦化废水处理的实例，进一步说明煤化工废水的处理过程。该项目废水量约为300m?/h，水质如表1所示。

针对煤化工废水的特点，焦化废水先经过预处理工艺，预处理工艺主要进行的是废水中悬浮物的沉淀和除油，然后进行废水的汽化、蒸馏，达到初步蒸氨、脱酚的目的。将预处理后的废水进行生化处理，首先进行的厌氧处理，同时引入化学合成工段产生的残液废水，调节合成残液中的COD总量与酚水的COD总量比值在0.2～0.5之间，温度在37℃左右，pH值控制在7～7.5之间，之后进行好氧处理，温度在28～35℃之间，pH在6.5～8.5之间，停留20～30h，达到最大程度脱酚的目的，将有害物质降解。

生化处理后的废水经砂率器过滤后，进入到超滤器中，去除掉废水中的胶状物质和较大的颗粒物，然后进入纳滤装置中，在纳滤装置使废水软化，并且最大可能的去除掉二价盐离子，然后进入到反渗透装置中，进一步去除有害离子、小颗粒污染物等，最后进入回用水池，进行重复利用。目前该工艺运行稳定，可使废水中的有害物质去除率达到95%以上，并且系统的运行成本低于平均工业用水成本的45%。该项目主要工艺流程见图1，生化单元主要污染物去除效果见表2。

4 结语

煤作为我国的主要能源物质，与中国工业的发展息息相关，现阶段我国煤化工产业已经是比较成熟的传统产业，随着人们对环境保护的日益重视，煤化工废水处理的要求日益严格，这不但有利于我国生态环境以及工业的长期可持续发展，还促进了煤化工产业与工业废水处理产业的发展。当前膜处理技术应用于各种废水的深度处理中，该技术对于废水净化效率较高，可通过综合利用膜技术和其他技术，使废水处理后满足回用水质的要求。

参考文献

[1]郑俊.煤化工废水处理技术与工艺应用改进[J].化工设计通讯，2020，46(02)：12+22.

[2] 甘继鹏，范赐云.煤化工中焦化废水的污染、控制原理与技术应用研究[J].化工管理，2020(02)：41-42.

[3]刘建军.浅谈煤化工废水处理技术与进展[J].化工管理，2020(06)：122-123.

[4]赵刚.煤化工高盐废水处理技术研究[J].能源与节能，2019(08)：73-74.

[5]张博.煤化工废水处理技术与工程应用[J].广东化工，2020，47(03)：140-142+160.

[6]王杰.煤化工废水处理技术优化研究[J].资源节约与环保，2020(01)：95.

收稿日期：2020-07-15

作者简介：周俊(1984-)，男，漢族，硕士研究生，研究方向为工业废水、废气处理。

作者：周俊

第三篇：化工工程中的绿色化工技术

摘要：化工行业对社会发展和人民的日常生活带来了极大的便利，极大地推动了我国经济的发展和生产力的进步，切实提高了人民群众的物质生活水平。但由于化工行业本身的特性，其生产过程中所涉及到的有毒有害物质却在近几十年的快速发展过程中给地球环境资源造成了巨大的破坏，环境问题也随之日益恶化，亟须引起我们的重视。鉴于此，本文就化工工程中绿色化工技术的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：化工工程工艺;绿色化工技术，应用

引言

在传统化工工厂日常生产的过程中，对周边环境的危害是比较大的，并且在化工工程生产过程中也产生了一些污染物质，对人们的身体健康造成了严重的威胁，因此在当前时代下，随着绿色环保理念的不断盛行，绿色化工技术得到了更加广泛的运用，相关工作人员一定要加强对绿色化工技术的了解，从而使得绿色化工技术能够在化工工程中发挥其应有的价值和效果。

1.绿色化工技术的重要性

在化工工程工艺中应用绿色化工技术，是化工领域非常重要的科学突破，将会为整个化工工程中发挥重要的作用，化工企业一定要高度重视。使用绿色化工技术最明显的效果就是能够将化工生产加工过程中产生的各种污染进行有效降低，在通过先进设备更新以及技术创新，能够全面提升化工生产工艺，提高化学原料利用率，减少原料需求也会产生更少的化工废料，整个生产过程产生的废气、废水也更少，降低了对自然生态环境的破坏。并且，通过绿色化工技术还能充分回收再利用生产废料，提高资源利用率，使企业能够获得更大的经济效益和社会效益。

2.化工工程中绿色化工技术的应用

2.1清洁生产技术

绿色化工技术不仅运用于化工工程的生产过程，还包括其他多种形式的应用，譬如生物技术、绿色产品以及清洁生产技术等等。从当前的应用情况来看，清洁生产技术在化工企业中的应用是非常普遍的，譬如印染工厂的生产和冶金工业中的生产，都会普遍采用清洁的生产技术，它能够促进化工生产过程中的环境保护效果，从整体上改善化工工程的质量。虽然很多地区感觉不到水资源的紧张，但是地球上的淡水资源其实是非常紧缺的，合理利用新兴技术对于海水进行淡化，不仅能够在一定程度上缓解我国淡水资源紧缺的问题，还能够通过清洁生产技术实现海水和盐分的有效分离，在处理过程中不会对环境造成任何污染，从而提升了海水资源的科学利用。将清洁生产技术应用于海水淡化生产工艺过程中，不仅会在海水淡化预处理过程中产生氢氧化镁这种实用性非常高的产品，并且不会造成二次污染，属于清洁产品，在盐分完全提取完毕之后，剩余物质还能够再一步进行绿色转化。

2.2生物技术的应用

生物技术也是诸多绿色化工技术当中的一种，按照其具体内容来分，还包括基因技术、微生物技术以及酶转化。生物技术应用于生物化工领域是能够起到显著环保效果的。大部分生物技术的应用是将生物酶作为化学反应的催化剂投入到生物化工生产过程中，实现生物原料的有效转化，并继而投入后续生产，以促进化工生产效率的提升。随着生物技术应用的领域越来越广泛，在化工仿生领域当中应用最多的生物技术为膜化工技术，它能够实现化工生产过程中的物质转化，将其生成可循环利用的物质，从而提高资源的循环利用率。需要意识到的是，提高资源使用率的同时，能源的消耗也会进一步减轻，从而实现化工工程的创新发展。将生物酶与工业酶进行对比，生物酶的性质更加完善，并且在使用过程中不会带来任何副作用，在环境保护方面是能够发挥更加显著的作用的。

2.3绿色友好型产品的应用

随着环境污染越来越严重，恶劣的环境也给人们的身体健康造成一定影响，人们在选择日常生活用品的时候，也开始偏向于选择绿色友好型产品。绿色友好型的产品在其规定的使用期间具有无公害污染的特殊性质，因此而受到了广大社会群众的欢迎。譬如在生产酒精的过程中，可以选择天然的甘蔗作为其生产的核心原料，在一定的技术支持之下，还可以将其生成新型的乙醇汽油，将其作为当今汽油的替代品，这种产品能够应用范围也是相当广泛的，但其生产过程却不会对于环境造成严重破坏。随着越来越多绿色友好型产品的研发，该类产品也涉及到了各个消费领域，譬如环保的装饰材料、无污染的包装材料以及绿色健康食品等等，这些产品不仅在其生产过程实现了对于环境的保护，同时也降低了对于环境资源的消耗，在一定程度上满足了人们对于环保的需求。

3.绿色化工技术的未来发展方向

3.1对二氧化碳应用技术进行提升

实现低碳减排，这是绿色化工技术的核心，节能减排的关键在于有效转变二氧化碳的资源化发展。目前，我国已经能够将二氧化碳作为一种合成介质，生产制造多种有机化学品，包括水杨酸、冰乙酸等。另外，在二氧化碳与甲烷合成气技术方面，我国现已获取了比较大的成果，从长远发展层面来说，通过运用光催化技术，可以从源头对二氧化碳进行有效杜绝，同时将其转变为化学燃料，如甲醇、甲醛、一氧化碳等。需要注意的是，当前二氧化碳应用技术的转化率并不高，需要进一步深入研究与升级。

3.2对低碳化生产原料进行大力发展

随着过度开发不同类型的自然资源，化石资源变得越来越短缺，所以全球各地均在积极研发生物质能能源，针对生物质原料，具有多种优势特点，在生产过程中，更为绿色、节能，和生物乙醇生产技术相比，生物质原料生产技术对石油原料的输入量要求更低一些。在低碳化生产原料未来发展中，下一个发展重点位纤维素转化技术，包括裂解油、水解葡萄糖、汽油合成气等。

3.3对绿色化工制氢技术进行大力发展

在绿色化工生产过程中，氢气是一种极为常见的化学物质，同时氢气也是今后绿色清洁能源发展的一大重要趋势。选用生物质、用化石资源、水等生产原料，同时利用化学键断裂技术，便能够获取氢气。当前地球中具有极为丰富的水资源储量，这是生产氢气的一大重要原材料，通过光合作用，可以直接将太阳能转化为碳水化合物，最终会成为氢气的生产原料，传统化石资源制氢工艺会逐渐被绿色化工制氢技术所取代。另外，考虑到当前生产技术水平并不高，通过光能来制造氢气的转化率并不高，所以在未来时间中需要进一步深入研发新型光催化新材料生产技术。

3.4对化工流程进行改进

将绿色化工技术运用于化工工程中，需要在化工工程的所有生产环节中均渗透绿色化工技术，通过对绿色化工技术的优势特点进行充分利用，同时对绿色化工技术的应用目的进行有效结合，不断改进化工工程的生产流程，最终实现化工工程的绿色生产，促使化工生产水平得到有效提高。例如，在部分化工企业中，主要选用单线供热方法，尽管这种方法便于维修，可以提供充足的热量，不过却会严重浪费资源，这与绿色化工技术特点不不相符的，所以需要进一步有效改进单线供热体系。

结语

想要进一步推进绿色化工技术在化工工程当中的应用，首先一定要明晰绿色化工技术体现在绿色化工工程当中的概念，并对其应用的技术要点进行分析，总结当前化工工程当中所涵盖的绿色化工技术应用场景，对比剖析新旧化工企业在生产过程中的环保差距，继而从化工原料的选择、催化剂的选择以及化学反应式的选择等诸多方面持续推进绿色化工技术的应用。这样才能够真正在化工行业可持续发展的过程中逐渐满足国家对环境保护的要求，做到真正的节能减排，在促进我国经济发展同时尽量减少环境污染。

参考文献：

[1]郭婷婷.绿色化工技术在化工工程中的应用[J].化工管理，2020，(06)：115-116.

[2]贺晓东.绿色化工技术在化工工程中的应用[J].化工设计通讯，2019，45(12)：73+122.

[3]王国强.绿色化工技术在化工工程中的应用[J].化工管理，2019，(35)：117-118.

[4]肖萍.绿色化工對化学工业节能促进作用的分析[J].内蒙古煤炭经济，2019，(15)：37+39.

作者：范文斌