CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状
煤气化废水是在煤气化过程中，由于冷却、洗涤和净化等工艺中产生的。其水质组成十分复杂、多元酚含量高、水量大、生化处理困难。目前工业上通常采用萃取分离技术对其进行预处理，在回收废水中大部分酚类物质后，再进一步生化处理，实现最终排放。
本论文以某煤气化厂产生的煤气化废水为研究对象。针对煤气化废水的特点，在比较了二异丙醚、甲基异丁基酮和MTBE这几种萃取剂的萃取性能、溶剂回收能耗和经济性等因素后，最终选定MTBE作为萃取剂回收其中的酚类物质。并对萃取温度、pH值等影响萃取脱酚效果的因素进行了研究。从而确定了较好的萃取工艺条件为:萃取温度T=40-50℃ , pH=7-8。在合适的萃取工艺条件下，本文做了煤气化废水三级错流萃取实验，确定了较为合适的油水相比为R=1:3-1:4 。
为了给煤气化废水萃取脱酚流程模拟和设计提供基础数据，本文分别测定了三元物系MTBE-苯酚-水、MTBE-对苯二酚-水和四元物系MTBE-苯酚-对苯二酚-水的液液相平衡数据，并用活度系数模型NRTL和UNIQUAC对实验数据进行了关联，得到了这两个模型的二元交互参数。计算两个模型计算值和实验值之间的均方根偏差，结果表明，偏差较小，两个模型的预测精度高。（CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状）
最后，本论文对建立的煤气化废水萃取脱酚工艺流程进行了模拟和计算，并对流程中各个单元的操作参数进行了设计和优化。由煤气化废水萃取脱酚全流程模拟的结果可知，处理量为1 50t/hr的煤气化废水，在常压、40℃和本论文确定的操作条件处理后，总酚浓度可由原来的12700 mg/L ,降低到300 mg/L以下。全流程模拟中所确定的萃取脱酚单元、溶剂回收单元和溶剂气提单元的操作参数，为煤气化废水萃取脱酚流程的设计和工业化提供参考。（CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状）
1煤气化含酚废水的来源和危害
煤炭是中国的主要能源，也是许多重要化工产品的主要原料。在中国一次能源消费结构中，煤炭约占总能源的70%左右。随着我国经济持续高速发展，近年来能源、化工产品的需求也出现较高的增长速度，煤化工在我国能源、化工领域中占有着重要的地位。从资源、能源环境、国家安全以及可持续发展战略来看，煤炭资源的合理利用将是本世纪中国所面临的一个重要课题。中国煤化工的发展对发挥丰富的煤炭资源优势，补充国内油、气资源不足，保障能源安全，促进经济的可持续发展，具有十分重要的意义。（CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状）
目前，我国煤炭的利用仍以直接燃烧为主，煤的燃烧过程中将大量有害气体(CO2,CO, H2S, NOx )和粉尘排入大气，造成大气环境污染，形成酸雨和温室效应，已成为世界关注的生态环境问题。而天然气相对煤炭不仅洁净且利用方便，另外天然气利用排放的CO2仅是煤炭利用的一半。而据权威机构预测，2015年，我国天然气需求量将达2000亿立方米至2200亿立方米，而国内产量只有1200亿立方米至1600亿立方米，供需缺口为600亿立方米至800亿立方米，对外依存度将达30%至35%。因此，煤制合成天然气作为液化石油气和天然气的替代和补充，对于缓解国内天然气供应短缺，保障我国能源安全具有重要的意义.（CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状）
煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术，该技术广泛应用于煤制气、合成氨、煤发电等工业过程中。煤气化过程的实质是以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将难以加工处理、难以脱除无用组分的固体煤，转化为易于净化、易于利用的过程。然而在该工艺中，煤气在气化炉出口处需要用循环冷却水喷淋冷却，同时把煤气携带的有机杂质、未分解的气化剂、焦油和煤气灰份洗涤下来，从而产生大量的煤气化废水。该废水水量大、成分复杂，外观呈褐色，偏中碱性，有浓烈的酚氨臭味，主要有酚、氨、二氧化碳、硫化氢、脂肪酸、焦油及粉尘颗粒等。
煤气化含酚废水中含有高浓度的酚类物质。酚是一种原型质毒物，对各种生物个体都有毒害作用。它可通过眼睛或皮肤接触而快速吸收或经口腔浸入生物体内，对人体的肝脏、肾、肺和血管等造成危害。过度暴露于含酚的环境中会引起昏迷、抽搐、黄萎病及死亡。人体摄入1g苯酚可致死。人类长期饮用被酚类物质污染的水源，会导致慢性中毒，出现头痛、头晕、疲劳、失眠、耳鸣、贫血及记忆力衰退等症状。而且酚类物质对水体水源、水生生物、农作物也会产生严重的影响。因此，工业含酚废水的治理是国内外普遍关注的问题之一，各国对工业含酚废水的排放制定了严格的标准。酚类物质一直被美国环保局和欧盟列为优先控制污染物之一。在我国，环保法规规定工业污水的挥发酚一级排放标准为0.5mg/L;生活饮用水的挥发酚含量须小于0.002mg/L。因此，含酚废水的处理对于保护生态环境和人体健康具有重要的意义。
煤气化废水水质极为复杂，不但含有单元酚，还有多元酚，且pH值高，造成许多煤气化厂的酚脱除的效果不理想，经过处理后污水中的酚浓度还相当高，无法满足国家含酚废水排放标准。以某新能源有限公司为例，该公司在煤制气过程中，生产的煤气化废水为每小时150吨。这些废水的污染负荷非常高，其中总酚浓度12700mg/L，挥发酚浓度8450mg/L。现有的萃取剂无法将水中酚浓度降到生化所要求的标准，导致外排的污水达不到国家标准，对周围生态环境造成严重的影响。本课题就是在这样的工业背景下产生的。（CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状）
2煤气化含酚废水处理现状
对于含酚废水的治理，国内外做了大量的研究工作，并且已经研究出许多种脱酚的工艺方法，比如吸附法,蒸汽脱酚法、电解法、焚烧法、液膜法等。但是，由于煤气化废水组成十分复杂，处理量较大，且这些方法都存在一定的局限性，因而不能有效的对废水进行处理。目前在煤气化废水处理厂，采用的主要方法是溶剂萃取和生化处理相结合的方式进行处理。煤气化废水首先经过溶剂萃取，此时，大部分的酚类物质被除去，总酚浓度降到大约300mg/L左右之后，再经过生化处理最终净化达到标准之后排放。下面主要介绍溶剂萃取法和生化处理法。
(1)溶剂萃取法
溶剂萃取又称液一液萃取，其原理是通过向废水中加入一种与其不互溶的萃取剂，利用酚在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度的特性，使酚类物质从废水中转移至萃取剂中，从而实现酚的脱除。其中，萃取剂可以通过精馏和碱洗反萃取等方式回收后循环使用。溶剂萃取法由于具有处理能力大、选择性好、节约能耗、操作简单和适应性强等优点，并且可以有效回收废水中的酚类物质，易于实现连续和自动控制，因而在含酚废水的处理中得到广泛的应用。对于溶剂萃取工艺，萃取剂的选择十分重要。目前，煤气化厂普遍使用的萃取剂有焦油洗油、重苯溶剂油、粗苯、苯乙酮、煤油、醋酸乙酷、异丙醚、磷酸三甲酚等。
溶剂萃取一般分为物理萃取和化学萃取两大类。物理萃取是基本不涉及化学反应的物质传递过程，它利用溶质在两种互不相容的液相中不同的分配系数将其分离开来。依据“相似相溶”原理，在不形成化合物的条件下，溶质与溶剂的分子大小组成结构愈相似，它们之间的相互溶解度就愈大。物理萃取过程一般适合于回收和处理亲油性较强的溶质体系。
与物理萃取方法不同，对于伴有化学反应，即溶剂与溶质之间存在化学作用的过程称为化学萃取。20世纪80年代初，King等提出了一种基于可逆络合反应的分离方法
(简称络合萃取法)。该方法是属于伴有化学反应的萃取过程，对于极性有机物稀溶液的分离具有高效性和高选择性。在基于可逆络合反应的萃取工艺中，溶液中的待分离组分与含有络合剂的萃取溶剂接触，络合剂与待分离的溶质结合形成络合物，并转移到萃取相内，从而达到分离的目的。然后在进行逆向反应，使萃取剂再生和溶质回收。常用的络合萃取剂有三辛胺、磷酸三丁酷和QH混合型络合萃取剂等。近年来，络合萃取法的研究工作，已经成为化工分离技术开发的一个重要方面。（CWL-M高效萃取设备处理煤气化含酚废水的现状）
(2)生化处理法
生化处理法是目前应用比较普遍的含酚废水处理技术。其原理是利用微生物新陈代谢的作用，将废水中的酚类物质降解并转化为无害的物质。生化处理法具
