用高浓度有机废水制水煤浆联产合成氨工艺

2014年第35卷第5期氮肥技术

1前言

高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革、食品及制药等行业排出的含COD在20000mg/L以上的废水。这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物,如果直接排放,会造成严重的环境污染。高浓度有机废水的主要特点：一是有机物浓度高（COD一般在20000mg/L 以上，有的甚至高达10万mg/L）；二是成分复杂（废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，有些含有硫化物、氯化物、氮化物和有毒有机物）；三是色度高，有异味（有些废水散发出刺鼻恶臭）。如果把有机废水与粉煤混合制成水煤浆，在气化炉内高温燃烧（温度高于1300~1400℃），可使有机物高温融熔或裂解，生成水煤气，再经变换、脱硫等净化工序后作为合成氨的原料气。

有机废水中一般含有水煤浆制备所需要的分散剂和稳定剂，用它制水煤浆，不但可以简单可靠地处理工业有机废水，利用可燃废物，而且还可以节约常规制浆所需的工业用水，应用前景广阔。国内外处理有机废水的方法很多，也有不少用有机废水制水煤浆用于锅炉燃烧的研究，如胜利油田柳二丹、范连国等人研究了发电厂循环水冷却塔排污水和灰场排污水制取水煤浆情况，并取得了好的效果；中矿大贾玉宝等人尝试了陶瓷工业中的含酚废水制备水煤浆，研究表明通过添加合适的高效复合添加剂，可解决成浆难的问题，该研究成果不仅可避免酚水对环境的污染，同时还将对煤气化技术在陶瓷工业中的应用产生深远的影响；北科大孙春宝等人研究了用DSD酸氧化废水制备水煤浆的情况，若直接采用废水制浆，其最佳配浆中煤的质量占水煤浆的质量分数为66%～68％，水煤浆的粘度为468～1030mPa.s，将废水采用树脂脱附处理后制备水煤浆，其最佳配浆中煤的质量占水煤浆的质量分数可达70%～71％，水煤浆的粘度仅为692～769mPa.s；苏适、蔡裕对东北制药总厂的有机废水古龙酸母液进行“清洁”处理后制水煤浆，实测了废水水煤浆的流变特性，研究了其稳定性、雾化和燃烧性能，所制备的质量分数为50%的废水水煤浆与抚顺胜利矿生产的质量分数为65%水煤浆的低位热值相差较小，其主要原因是废水中含有质量分数为10%的可燃有机物质；解永刚等人对淮化集团20t/h蒸汽链条锅炉进行了改造，进行了有机酸废液水煤浆的燃烧试验，结果表明，水煤浆火焰橙

用高浓度有机废水制水煤浆联产合成氨工艺

李亚平何先标徐永萍

（浙江丰登化工股份有限公司浙江兰溪321100）

摘要介绍用高浓度有机废水制水煤浆生产合成氨工艺的探索过程和方法，指出此工艺是处理有机废水的好方法。关键词有机废水水煤浆添加剂有机废气处理合成氨

Co-production ammonia technology by organic wastewater

making CWS

LI Ya-ping HE Xian-biao XU Yong-ping

（Zhejiang Fengdeng Chemical Industry Co.,Ltd.,Lanxi321100,Zhejiang Province）

Abstract The paper introduces explore process and method by incinerating high concentrated organic wastewater using CWS,it also points out that it is a good method to deal with organic wastewater.

Keywords organic wastewater;coal water slurry;annexing agent;organic wastewater treatment;synthesis ammonia

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氮肥技术2014年第35卷

黄色，清晰明亮，锅炉燃烧稳定，能连续稳定运行。

由于用有机废水制水煤浆生产合成氨的研究并不多，对这种特殊水煤浆的特性没有充分掌握，但用有机废水制水煤浆生产合成氨是个有意义的课题。水煤浆作为合成氨原料，对有机废水的无害化处置有着明显的优越性（>1300℃高温焚烧，激冷工艺，有机物裂解完全，无二恶英产生），有成熟的气体净化工艺，对环境的污染极小，能有效的利用有机废水中的碳氢化合物，使其燃烧或裂解，制得的水煤气作为合成氨的原料气。我公司对制药、化工、印染的有机废水、抗生素废渣等用于制水煤浆生产合成氨进行了多年的研究和探索，并取得了一些实践经验。

2用有机废水制取水煤浆

2.1直接利用有机废水制水煤浆

对有机废水进行pH值调整后，加添加剂与粉煤混合进磨机制水煤浆。对于某单一品种的有机废水，水煤浆的质量分数可达58%~62%，水煤浆粘度为800~1200mPa.s。随着有机废水品种的增加，水煤浆的浓度和粘度波动较大，低至400 mPa.s，高至3000mPa.s，若要做到合适的粘度，水煤浆的浓度得不到保证，做配浆试验，水煤浆中煤的质量分数低至43%。如何平衡水煤浆浓度和粘度的矛盾，制取稳定的水煤浆是不得不解决的问题。

2.2高浓度有机废水稀释后制水煤浆

在直接利用有机废水制水煤浆中遇到较高浓度或较高粘度的有机废水时，水煤浆的品质无法保证水煤浆的正常输送，难以解决水煤浆浓度和粘度的矛盾。因此采取将有机废水稀释，调整好pH值后再进行水煤浆的制备较为合理。稀释的比例及使用的工艺需通过试验来确定。在对某制药厂有机物精馏残液进行配浆试验，水煤浆的质量分数达56%~60%，水煤浆粘度为800~1500mPa.s，能满足水煤浆输送和气化的工艺需要。

2.3利用抗生素发酵废渣制水煤浆

我国是抗生素生产大国，目前还没有成熟的抗生素废渣的处理技术和方法，传统处理方法是将其作为动物饲料使用，容易使人畜共患病的病原菌产生耐药性，所造成的严重后果令人担忧。2002年国家农业部176号公告将抗生素废渣列入《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药品品种目录》，由于没有先进可靠的处理方法，文件的执行情况不够理想。

我公司对抗生素发酵废渣制水煤浆进行了大量的试验，采用溶解、稀释、悬浮等工艺进行配浆试验，水煤浆的质量分数达54%~58%，水煤浆粘度为800~1300mPa.s，能满足水煤浆输送和气化的工艺需要。

3高浓度有机废水制水煤浆的特性

由于有机废水成分复杂，用有机废水制水煤浆与常规水煤浆相比，其性能有所异同，从以下几个方面进行分析。

3.1水煤浆的稳定性

从一些文献资料上看，电厂废水、造纸废水等制水煤浆均具有良好的稳定性。与清水相比，废水水煤浆的稳定性更好。采用有机废水制水煤浆，静止放置一个月，用水煤浆上下层的浓度变化来判定水煤浆的稳定性，有机废水水煤浆上层的质量分数下降了5.1%，下层质量分数增加了2.9%，未发现硬沉淀，上、下层浓度在一周内变化较大些，后来变化较小，可见用有机废水制水煤浆的稳定性较好。

有机废水制水煤浆的稳定性优于普通水制的水煤浆，主要原因是有机废水中含有高分子化合物起到水煤浆稳定剂的作用，水煤浆的粘度较大，析水率较低，其稳定性优于普通水煤浆。

3.2水煤浆的流变特性

有机废水水煤浆的粘度随温度和搅拌时间的变化规律与普通水水煤浆基本相同。随温度的升高粘度降低，随搅拌时间的变化未发现突变现象。管道输送时适宜于较高流速下操作，能够满足实际生产的需要。

由于废水中含大量的有机物和盐类，成分比较复杂，在相同浓度时，有机废水水煤浆的粘度要高于普通水的水煤浆，而且随温度变化的幅度也大于普通水的水煤浆，因此需要平衡浓度和粘度之间的矛盾，在相同粘度下，一般有机废水水煤浆的浓度要低于普通水水煤浆。

3.3水煤浆的燃烧特性

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