王育玺，李帅，李树林，崔富忠，卜鹏双
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a煤制天然气项目气化装置采用鲁奇碎煤加压气化工艺，气化废水预处理设有煤气水分离系统和酚氨回收系统，产品煤气水经除油后进入酚氨回收系统，经脱酸脱氨、萃取脱酚及溶剂（萃取剂）回收单元处理后送至污水生化处理系统。基于酚氨回收系统生产实际，分析与探讨脱酸单元脱酸塔1.5 MPa蒸汽耗量大、酸性气管线结晶堵塞、酸性气送火炬燃烧存在环保问题，脱氨单元脱氨塔1.5 MPa蒸汽耗量大、副产稀氨水中酚含量高、原料煤气水中氨含量高，萃取单元萃取效率低等问题的症结所在。采取一系列优化改进措施后，取得了良好的效果。
［关键词］鲁奇碎煤加压气化炉；废水酚氨回收系统；脱酸单元；脱氨单元；萃取单元；运行问题；优化改进
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）02-0023-04
0 引 言
煤炭是我国储量最丰富的化石能源。近年来，国家对环境保护和能源高效利用日益重视，加之我国能源结构的特性，煤制天然气技术逐步被推广应用。鲁奇碎煤加压气化工艺以其具有的技术成熟、对原料煤适应性广、单炉产能较大、耗氧量低、气化效率高等特点，在煤制天然气领域被广泛应用。但鲁奇碎煤加压气化炉生产过程中会产生大量含酚类物、氨类物、氰化物、硫化物、焦油等有毒有害物质的气化废水，直接排入地下或河流会造成极大的环境污染[1]；同时，气化废水中含有部分可回收利用的物质，回收后可产生一定的经济效益。酚氨回收工艺主要是对气化废水中的酚类物、氨类物进行回收，但目前流行的酚氨回收工艺大多存在能耗大、回收效率低等问题。
伊犁新天煤化工有限责任公司（简称新天煤化）20×108 m3/a煤制天然气项目气化装置采用鲁奇碎煤加压气化工艺（赛鼎工程有限公司设计研发），项目于2017年3月投产，总体运行情况较好。其中，气化废水预处理设有煤气水分离系统和酚氨回收系统，煤气水分离系统产品煤气水经除油后，进入酚氨回收系统进行脱酸脱氨处理——采用加压汽提法脱除废水中溶解的CO2、H2S、NH3等，处理后的废水经冷却后送至萃取单元进行脱酚处理，脱酚后的废水经溶剂回收单元汽提处理后送污水生化处理系统。以下结合新天煤化的生产实际，就气化废水（煤气水分离系统产品煤气水）脱酚脱氨工艺存在的问题及其优化改进措施等作一分析与探讨。
1 气化废水处理工艺简介
鲁奇碎煤加压气化工艺之气化废水成分复杂，目前其处理过程主要包括除油脱酚脱氨、污水预处理、生化处理、深度处理等四大工序。除油脱酚脱氨主要是对气化废水中的有用物质进行回收利用，可产生一定的经济效益；污水预处理主要是利用气浮、隔油沉淀等方法去除废水中的油、悬浮物等，以满足污水生化处理系统的工艺要求；生化处理技术主要有水解酸化、A/O（缺氧/好氧活性污泥法）、SBR（序批式活性污泥法）、A/A/O（厌氧/缺氧/好氧活性污泥法）、PACT（生物炭法）等，利用微生物群使废水中的有机物代谢分解转化为水、CO2等以达到国家排放标准；深度处理技术主要有臭氧氧化、MBR（膜生物反应器）、曝气生物滤池及活性炭吸附，经深度处理后的废水全部指标可达到国家排放标准及回用标准。目前，大多数碎煤加压气化装置的气化废水处理后均可全部予以回收利用[2-3]。
2 脱酸单元运行问题及优化措施
2.1 问题描述
新天煤化酚氨回收系统脱酸单元主要采用1.5 MPa蒸汽作为加热介质，满负荷生产时蒸汽耗量约20 t/h，原设计脱除出来的酸性气送克劳斯硫回收系统处理，但实际生产中由于受克劳斯硫回收系统运行工况限制，无法接收酚氨回收系统所产酸性气，为维持正常生产，酸性气送往火炬系统燃烧，而火炬焚烧过程存在燃烧不彻底、环境污染大、燃烧能耗高等问题，同时酸性气中含有部分氨，氨与酸性气中的碳相结合，在温度低于58 ℃的情况下容易形成结晶物（碳铵），堵塞设备与管道，影响脱酸单元的稳定运行，严重时会导致脱酸塔超压、酚氨回收系统停车。
2.2.1 蒸汽系统优化
受新天煤化全厂蒸汽系统供需平衡影响，采暖季节0.5 MPa蒸汽用量大，脱酸塔可按原设计采用1.5 MPa蒸汽作为加热介质；但在非采暖季，全厂0.5 MPa蒸汽过剩约180 t/h，无有效回收措施，只能放空，造成能源的大量浪费。通过对脱酸塔进行温度调整试验，发现脱酸塔塔釜温度由原设计的156 ℃降至148 ℃，系统各项工艺指标均在许可范围内——塔釜出水CO2浓度约190.8 mg/L（设计值≤200 mg/L）、H2S浓度约45.2 mg/L（设计值≤50 mg/L）[4]，故非采暖季脱酸塔改用0.5 MPa蒸汽作为热源，脱酸塔各项工艺指标可满足控制要求，运行负荷达80%，可满足全厂满负荷生产所需，实现节能降耗。
2.2.2 针对酸性气管线结晶的优化措施
酸性气系统增设酸性气洗涤吸收单元——在酸性气冷凝器入口管线处开孔，在管道内安装2套喷淋设施，采用稀酚水作为吸收剂对酸性气进行喷淋洗涤，脱除酸性气夹带的部分氨及油类物；同时，在酸性气分液罐内安装二次洗涤设施，洗涤后的酸性气中氨含量大幅降低，解决了酸性气管线结晶堵塞问题。
2.2.3 酸性气外送流程优化
由于酸性气长期送火炬燃烧带来巨大的环保压力及高能耗，经多次试验论证后，成功将酸性气改为送热电锅炉掺烧，节约了酸性气送火炬燃烧所消耗的燃料气，解决了火炬掺烧酸性气带来的环境问题，还可降低锅炉燃煤消耗。
3 脱氨单元运行问题及优化措施
3.1 问题描述
原设计脱氨塔采用1.5 MPa蒸汽作为加热介质，设计满负荷生产时蒸汽耗量约69 t/h，脱除的氨气经多级冷凝分离、洗涤后用脱盐水吸收，副产浓度约20%的稀氨水供锅炉烟气脱硫系统使用。但脱氨过程中存在一些问题：① 满负荷生产时脱氨塔实际蒸汽耗量约73 t/h，高于设计值，增大了锅炉系统负荷；② 副产稀氨水中酚含量高，且稀氨水颜色偏白并略显浑浊，对烟气脱硫系统副产硫酸铵品质影响较大；③ 原设计氨凝液分油罐液位由氨凝液送往煤气水分离系统的流量控制，即部分氨凝液需长期返回煤气水分离系统，导致煤气水中氨含量不断增高，继而造成酚氨回收系统原料煤气水氨含量持续上升，由于脱氨单元设计处理能力有限，原料煤气水中氨含量过高导致脱氨单元超负荷（原设计原料煤气水氨含量为6 700～10 800 mg/L，实际原料煤气水氨含量最高达14 000 mg/L），严重影响脱氨单元的运行，导致脱氨塔出水氨含量超标。
3.2 优化措施
更多内容详见《中氮肥》2025年第2期