曹峰，王锋
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］酚氨回收系统是碎煤加压气化废水处理的核心环节，原料酚水中含有高浓度酚类物及氨氮，需通过酚氨回收系统进行预处理。伊犁新天煤化工有限责任公司煤制天然气装置酚氨回收系统实际运行中常存在处理效率低、能耗高、设备腐蚀等问题。为此，运用层次分析法（AHP）对酚水处理的影响因素进行系统分析，包括层次结构模型[主要有目标层、准则层、指标层，确定了酚水处理的主要影响因素（准则层）有萃取工艺、设备种类、操作条件、水质特性四个方面]与判断矩阵构建、指标权重核算（利用1～9标度法计算指标层12个指标的权重值）及各因子权重向量一致性检验，并据分析结果与实际生产情况，指出应重点关注萃取工艺的优化、关键设备（填料塔）的性能提升、操作条件的精准控制（尤其是温度控制）以及原料酚水水质的准确监控（酚含量控制尤为重要），以提升酚水处理效果，实现酚氨充分回收利用与环境友好的目标。
［关键词］酚氨回收系统；酚水处理；影响因素；层次分析法；模型构建；判断矩阵；指标权重；指导意义
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0009-05
0 引 言
伊犁新天煤化工有限责任公司（简称新天煤化）20×108 m3/a煤制天然气装置于2017年3月投产，总体运行情况较好。其气化系统设有22台赛鼎工程（鲁奇）碎煤加压气化炉（正常生产中气化炉十八开四备），操作压力为4.0 MPa；气化废水经煤气水分离系统（6个系列，六开无备）、酚氨回收系统（3个系列，三开无备）预处理后送污水处理系统处理。酚氨回收系统是碎煤加压气化废水处理的核心环节，原料酚水中含有的高浓度酚类物及氨氮需通过酚氨回收系统进行预处理以达到下游污水处理系统的进水要求。新天煤化酚氨回收系统实际运行中常存在处理效率低、能耗高、设备腐蚀等问题，明确影响酚氨回收系统酚水处理效果的因素及其权重，对于提升酚氨回收效率、降低环境风险、提升企业经济效益具有重要意义。
稀酚水作为酚氨回收系统的主要产品，其主要控制指标包括酚含量、氨氮含量、COD和pH等，其中，稀酚水的毒性主要体现在酚含量和氨氮含量上，有机物总量与COD成正比，而pH则影响后续污水处理工艺的选择及处理效果。这些指标在反映稀酚水品质的同时，也是评估酚氨回收系统运行效率的重要参数，研究酚氨回收系统酚水处理的影响因素，可以更好地控制各项工艺指标，利于实现清洁生产与环境保护。以下运用层次分析法（AHP）对现阶段新天煤化酚氨回收系统酚水处理的影响因素进行系统分析，并确定各因素的权重，构建相关层次结构模型，从而为优化酚水处理工艺提供科学的依据。
1 层次分析法的基本原理及其应用
层次分析法（AHP）通过将复杂问题进行层次化，构建有序层次结构，同时对同层次元素进行两两比较确定其相对重要性，再利用数学矩阵计算各元素的权重，从而为决策或评价者提供理论依据。层次分析法具有简单清晰的模型结构，主要包括（依次为）目标层、准则层、指标层；其通用步骤包括建立层次结构模型、构建判断矩阵、核算权重向量、检验数据一致性。
本研究中，新天煤化首先建立了酚氨回收系统酚水处理影响因素的层次结构模型，该模型的建立是通过将问题（依次）分解为目标层、准则层、指标层三个基本层次——目标层为优化酚氨回收系统酚水处理条件，准则层包括萃取工艺、设备种类、操作条件、水质特性等四个主要因素，各主要因素的具体子因素为指标层。通过构建判断矩阵，新天煤化对各因子相互间的重要性进行了定量化处理，通过查阅相关资料并对各因子进行两两比较，同时采取1～9标度法确定其相互间的重要比值。为确保判断的合理性与科学性（不仅需要考虑各因素的直接影响，还需兼顾因素之间的相互关系与协同效应），对计算的各因子权重向量进行了严格的一致性检验。
2 酚水处理影响因素之层次结构模型构建
层次模型建立是层次分析法应用中的重要步骤，该步骤结合了多种因素，同时参阅了相关文献，最终形成的模型主要有三个层次（如图1所示）——目标层A、准则层B、指标层C，并确定了酚水处理的主要影响因素（准则层）有萃取工艺、设备种类、操作条件、水质特性四个方面，模型指标层的具体分析如下。
2.1 萃取工艺指标层
萃取工艺指标层主要针对不同的工艺选取了液液萃取（LLE）、络合萃取（CE）、超临界流体萃取（SPE）。液液萃取（LLE）是利用原料水中酚类物在溶剂与水中的溶解度差异而实现分离的，其在进行酚类物回收时，酚回收率可达90%以上，此工艺适合高浓度含酚废水处理，同时可联产氨。络合萃取（CE）利用络合剂（如胺类物、冠醚）与特定酚类物（如苯酚、甲酚）形成络合物而增强分离效果，实现从废水中分离酚的目的，酚回收率可达95%以上[1]，适用于低浓度含酚废水处理，但络合剂价格昂贵、再生困难。超临界流体萃取（SPE）利用超临界CO2（SC-CO2）的溶解能力萃取酚类物，其萃取过程无溶剂残留，CO2可循环利用，选择性高，适合热敏性物质，但对极性酚类物（如多元酚）萃取效率较低（酚回收率约70%～85%）[2]。
2.2 设备种类指标层
设备种类指标层主要针对不同的萃取设备类型选取了填料塔、板式塔、脉冲塔。填料塔是一种常用的萃取塔结构，其优点是结构简单、操作方便、处理能力大，缺点是填料容易堵塞而需定期清洗或更换。板式塔由塔体、塔板、降液管等组成，塔板上有许多小孔，液体通过小孔分散成液滴，与气体进行传质传热，其优点是处理能力大、效率高、操作稳定，缺点是设备复杂、维护成本高。脉冲塔通过脉冲发生器产生脉冲力，使液体在塔内产生剧烈的振动而相互混合，从而提升传质效率，其优点是传质效率高、处理能力大，缺点是设备复杂、维护成本高。
2.3 操作条件指标层
操作条件指标层主要针对操作温度、压力、流量的控制进行分析。温度的影响主要体现在脱酸脱氨和萃取过程中，压力控制贯穿整个工艺流程（与设备工况密切相关），而压力与温度的密切关系也会直接影响整个工艺过程的效率，流量控制则涉及系统的处理能力。
2.4 水质特性指标层
水质特性指标层主要针对酚浓度、氨氮含量、杂质种类及含量进行分析。酚水中酚浓度及氨氮含量是决定酚水是否需要预处理的关键因素；杂质种类及含量是影响酚水处理的相关因素，主要由酚氨回收系统上游煤气水分离系统控制。
3 确定影响酚水处理因素的判断矩阵及指标权重
各层指标权重的确定作为判断矩阵的基础，利用1～9标度法计算指标层12个指标（如图1）的权重值。首先，通过对同层的指标进行两两比较确定其相对重要性，得出两指标间的度量值；然后，通过度量值的组合形成一个两两判断矩阵；最后，计算得出关于该判断矩阵特征向量的数值，作为权重向量的数值[3]。
3.1 准则层（B层）矩阵及指标权重
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期