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焦化脱硫废液是焦炉煤气在脱硫过程中产生的一种危害极大的污染物,外排或外泄会造成严重的环境事故。针对现有处理技术中提盐法操作复杂,盐提取率低；昆帕库斯法(Compacs)投资大、能耗高(1000℃高温)；希罗哈克斯法(Hirohax)设备要求高(7.5MPa)、运行成本高；高温热裂解法能耗高、焦炭质量低等不足,课题组开发了一种新型处理技术“蒸发-催化转化-浸取提盐法”。基于这一技术路线,论文在以下三个方面了进行了较为深入的研究：(1)脱硫废液常压蒸发过程中氨氮的迁移规律；(2)减压蒸发过程中冷凝液中氨氮含量高的原因及其解决方法；(3)气相氨催化氧化中催化剂的研制、反应条件对催化剂活性的影响及其动力学探讨。经研究获得的主要结果和结论如下。1.脱硫废液在常压蒸发过程中,冷凝液中的高浓度氨氮主要由废液中的氨水,硫化铵(或硫氢化铵)及硫代硫酸铵引起。对于氨水和硫化氨(或硫氢化铵)的影响,可以通过调节脱硫废液的pH抑制NH4+的水解及(NH4)2S和NH4HS的电离而得到抑制。而废液中硫代硫酸铵对冷凝液中氨氮的影响则是由于其热稳定性较差,在加热过程发生分解所致。所以,在脱硫废液蒸发浓缩过程中,可以通过控制蒸发温度来降低冷凝液中的氨氮含量。2.减压蒸发浓缩过程中,冷凝液中氨氮浓度高是由于硫代硫酸铵和亚硫酸铵等易分解的铵盐分解产生的NH3随蒸汽进入冷凝液所致。本文提出的曝气氧化-减压蒸发法可以实现脱硫废液中氨氮的处理,并且得到了该方法处理时的优化条件。在常温下、空气流量为400ml/min时、调节水样pH至5.13、经过60min的曝气处理后,在减压条件下对脱硫废液进行蒸发,所得冷凝液中的氨氮含量为151.08mg/L,对应的去除率达到92.26%,满足焦化厂生化处理进水口氨氮含量小于300mg/L的要求。3.以MgSO4·7H2O和Na2HPO4·12H2O作为镁源和磷酸源,与冷凝液中的NH4+发生反应生成磷酸铵镁沉淀从而脱除其中的高浓度氨氮。在优选的工艺条件pH=9.63、反应时间20min、反应温度20℃和n(Mg2+):(NH4+):(PO43-)=1:1:1.1的条件下进行处理,冷凝液中的氨氮含量从1100.00mg/L降至66.71mg/L,去除率达到93.94%。此外,所得沉淀的SEM和XRD数据分析表明,最佳工艺条件下磷酸铵镁沉淀颗粒较大、晶型比较规则。4.350℃焙烧的催化剂效果较佳,此时活性组分分散均匀,活性相Cu与载体γ-A10(OH)之间的作用力适中,催化剂活性中心数多,高于或低于此温度时,催化剂的活性都大幅度的降低。催化剂的活性随着Ce负载量的增大而提高。在1%Ce负载量下催化剂的氨氮去除率达到94%以上。5.催化剂的活性随着氧氨比和反应温度的增大而提高,氧氨比和反应温度分别大于4.67和550℃时,氨氮的去除率基本稳定。在NH3与02充分接触的过程中,温度升高,反应物分子的碰撞愈激烈,有效碰撞的机率也增大,所以催化剂活性增大。随着空速的增大,NH3在催化剂5Cu-1Ce/Al2O3孔内的扩散、吸附以及反应产物N2和NOx的脱附和扩散受到抑制,因此氨氮去除率明显降低,选择空速3.48h"1较合适,此时既保证了较高的催化活性,又能在较大的空速下操作。6.单金属催化剂5Cu/Al2O3不适用于处理脱硫废液中氨氮的原因可能是由于蒸汽中的H2S与催化剂中的活性组分Cu发生反应生成黑色的CuS,从而降低了催化剂活性。添加助剂Ce后研制的双金属催化剂,其活性显著提高的原因除了Ce提高了活性组分Cu的分散度外,另一个重要原因可能是Ce的掺杂使得催化剂中的化学吸附氧的含量增大。在氨催化氧化过程中,正是由于反应的发生,使得双金属催化剂5Cu-1Ce/Al2O3催化剂具有了一定的耐硫性。7.动力学研究表明,气相氨催化氧化的反应级数为1.5-2.2,其对应的动力学方程满足如下关系：和指前因子A分别为A=1.05(mg·L-1)-0.5·min-1和A=2.03(mg·L-1)-1.2·min-1;活化能E。分别是20.22和41.61KJ·mol-1。