节能技术在煤气化废水酚氨回收装置的应用研究
固定床煤气化废水酚氨回收流程分析及新流程开发探讨

第48卷第6期2020年12月Vol.48No.6Dec.2020煤化工Coal Chemical Industry固定床煤气化废水酚氨回收流程分析及新流程开发探讨杨丽历,杨得岭,韩鑫凤(赛鼎工程有限公司,山西太原030032)摘要针对目前国内典型的固定床煤气化废水酚氨回收工艺流程在运行过程中存在的设备易堵塞、能耗高和生化处理难度大的问题,进行了新流程的开发。
新流程首先采用二氧化碳酸性气体酸化饱和煤气化废水,降低废水pH值,然后进行萃取脱酚和油,最后进行脱酸脱氨。
经过流程模拟和试验验证,该工艺技术不仅能保证萃取脱酚效果,而且可从根本上解决设备堵塞问题,减少设备投资和占地,提高副产品氨的品质,减少过程中的升温和冷却过程、从而大幅度降低能耗。
关键词固定床,煤气化废水,酚氨回收,溶剂萃取,新流程,能耗,设备堵塞文章编号:1005-9598(2020)-06-0005-07中图分类号:X784文献标识码:A引言固定床碎煤加压气化废水主要产生于煤气洗涤和煤气冷凝过程,水质成分复杂,含有大量的酚、氨、脂肪酸、油类、酸性气体等有毒有害物质,是一种高氨氮、高酚、高CODy、高色度且难以处理的工业废水,需先经过油品回收工段分离出油品和含尘焦油,再经过酚氨回收工段脱除酚、氨和酸性气体后,才能送生化处理达标排放,或进一步深度处理实现水资源回收循环利用,因此,酚氨回收是煤气化废水进入生化处理前的关键工序。
目前国内已有二十多个大型煤化工项目的固定床气化废水酚氨回收工段在运行,其采用较多的典型工艺流程为“脱酸脱氨亠溶剂萃取一溶剂汽提一溶剂回收一氨精制”,经处理后排出的废水中总酚、氨氮、CODy等含量基本能满足进入下游生化处理装置的指标要求但是酚氨回收工段在运行过程中存在的设备易堵塞、能耗高和生化处理难度大的问题,在一定程度上影响了装置的运行周期、运行效果以及企业的效益,新流程的开发显得非常必要和迫切。
笔者所在团队就此课题开展试验研究,历时半年,通过不断调整试验方案、积累数据,已开发出煤气化废水酚氨回收新流程,以待工程使用和验证。
影响煤气化废水中酚类物质萃取的因素分析

影响煤气化废水中酚类物质萃取的因素分析【摘要】中国的煤化工事业发展的如火如荼,然而大量煤化工废水经过处理后排放到自然水体中,造成了水污染。
克旗煤制气公司的废水经过处理后补充到循环水体系中,实现了环境与效益的双丰收。
煤气化废水要想回用,脱酚和除油是关键,本文根据克旗煤制天然气公司的实际运行情况,分析了影响二异丙基醚(溶剂)萃取煤气化废水中酚类物质效果的因素。
【关键词】二异丙基醚萃取酚类物质影响1 项目概况内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司利用内蒙古锡林浩特胜利煤田的褐煤作为原料和燃料,选择固定床干法排灰纯氧碎煤加压气化、低温甲醇洗净化、镍基催化剂甲烷化等技术生产代用天然气。
设计规模为公称能力1200万Nm3/d。
生产的产品为40亿方/年代用天然气,焦油、粗酚及其他副产品。
主产品天然气采用长输管道输送至北京、赤峰、承德等沿线城市。
该项目于2009年8月30日开工建设,2011年8月26日气化炉空气点火成功,2012年7月全部流程贯通。
2 萃取在煤气水处理过程中的位置在煤气化废水的处理过程中,酚氨回收工段处在煤气水处理过程中的核心位置,酚氨回收处理效果的好坏,直接决定污水的最终处理效果。
因此,酚氨回收是煤气水处理过程的瓶颈。
酚氨回收工段的主要作用是降低煤气化废水中的COD、总氨、油含量等,也能除去煤气化废水中的挥发性气体NH3、CO2、H2S等其它气体。
煤气化废水中的COD高主要是酚类物质含量高导致的,因此,脱除废水中的酚类物质是降低煤气化废水COD最直接、有效的途径。
脱酚采取的是萃取工艺,萃取效果的好坏决定了废水中COD的大小,萃取又是酚氨回收处理废水的“咽喉”。
3 影响萃取效果的因素3.1 萃取剂的选择在煤气化废水处理过程中用到的萃取剂有:(1)云南解放军化肥厂:中油萃取;(2)河南义马气化厂:老工艺,醚萃取;(3)哈尔滨气化厂:新工艺,MIBK 萃取;(4)南非萨索尔公司:醚萃取;(5)克旗煤制气项目:新工艺,醚萃取。
鲁奇煤气化废水酚氨回收技术探讨

鲁奇煤气化废水酚氨回收技术探讨煤气化是一种能够将固体煤转化为气态燃料的技术,其主要产品为合成气。
但是,煤气化过程中会产生大量废水,其中含有大量有毒有害物质,如酚、氨等。
这些物质如果被随意排放,会对环境造成极大的危害。
因此,鲁奇煤气化废水酚氨回收技术的研究与应用可以有效遏制环境污染,推进“绿色能源”发展。
酚和氨是煤气化废水中两种危害性较大的物质。
酚是一种具有强烈刺激性和腐蚀性的化学物质,其作用机理主要是干扰多种生物化学过程。
而氨则可能引起人体和动物的危害,也可对环境造成严重的氨化反应,引发其他污染物的产生。
因此,在煤气化废水处理过程中,必须先进行酚氨分离,并对其进行回收处理。
鲁奇煤气化废水酚氨回收技术分为两部分:先利用酸性吸附剂将酚和部分氨捕获,然后再利用还原剂将其彻底还原为有机物和氮化物,并进行分离和回收。
具体来说,该技术的处理流程为:首先,将煤气化废水引入反应釜中,接着,加入NH4HCO3等物质,使其达到酸性。
然后,注入酸性吸附剂,使其与废水中的酚和部分氨反应,形成氨酸酯和酚氨盐。
接着,通过过滤和蒸馏将产物进一步分离,得到酚和氨的混合物和富集的氨酸酯。
最后,利用还原剂将氨酸酯中的氨还原为氮气,并将酚和还原产物分离回收。
这种技术有几个优点:首先,可以高效地回收煤气化废水中的酚和氨,避免了污染物的排放。
此外,该技术在处理过程中采用物理和化学的分离方式,无需加热或添加其他化学物质,因此有很好的环境友好性。
最后,该技术还可以将回收产物进行再利用,提高了资源利用率。
总之,鲁奇煤气化废水酚氨回收技术的开发具有重要的环境保护和资源可持续利用意义,其应用前景广阔。
未来,我们还可以进一步改进技术,提高处理效率和回收产物的质量,为推进“绿色能源”发展贡献力量。
酚回收装置出水总酚偏高原因及处理措施

酚回收装置出水总酚偏高原因及处理措施摘要:酚回收装置主要用于煤气化含酚废水的脱酸脱氨,处理后,脱除含酚废水中的酸和氨氮类物质,然后通过萃取技术脱除含酚废水中的酚类物质,得到副产物粗酚,处理后的稀酚水被送至下游工段,完成酚回收装置的工艺处理。
关键词:酚回收装置;出水总酚;原因;处理措施BGL碎煤加压气化及其配套的变换装置产生的煤气水具有高氨氮、高COD、高酚含量的特点,含有大量有毒有害物质。
为了人类的可持续发展,要通过酚回收装置处理煤气水中的氨氮和总酚,减少氨氮和总酚,然后进行生化处理,达到国家排放标准进行循环利用,以节约水资源。
当前,由于酚回收装置实际运行中受各种因素的影响,出水指标高于设计指标,导致生化处理工段处理能力不足,无法实现污水处理的平衡。
因此,研究如何降低酚回收装置出水总酚意义重大。
一、酚的简介酚是羟基(-OH)与芳烃核(苯环或稠苯环)直接相连形成的有机化合物。
大多数酚是无色针状结晶或白色结晶,少数烷基酚为高沸点液体;有特殊气味,遇空气和光变红,遇碱变色更快。
另外,酚虽然可发生C-O键和O-H键断裂两类反应,但由于p-π共轭效应,C-O键非常牢固,不易断裂。
但O-H键易断裂,因生成的酚负离子中的负电荷可离域分散而得以稳定。
酚上的苯环则由于上述共轭作用而比苯更易进行亲电取代反应。
二、工艺路线1、装置工艺路线的特点。
酚回收装置采取先萃取脱酚后精馏脱氨工艺,萃取溶剂采用二异丙基醚,通过对萃取物进行蒸馏回收达到萃取溶剂循环回收利用。
另外,酚回收装置工艺流程分为萃取、溶剂与氨的脱除、溶剂的回收、废液系统与溶剂贮存五部分。
2、基本原理。
含酚污水进入转盘萃取塔的上部,与从塔下部注入的二异丙基醚形成逆流接触。
利用酚在萃取剂中和在水中溶解度的差异,使溶质进行液液传质,把酚水中含有的酚萃取出来,达到组分分离的目的。
萃取过程包括:①含酚污水(原料液)与二异丙基醚(萃取剂)充分混合接触,完成溶质传质过程;②含溶剂净化废水(萃余相)与萃取物(萃取相)的分离过程;③从萃取相及萃余相中回收萃取剂的过程,通常用蒸馏方法回收。
煤化工废水处理技术研究及应用分析

科技信息煤化工是以煤为原料经过化学加工,实现煤的转化并进行综合利用的工业,主要可分为炼焦、煤炭气化、煤炭液化、煤制化学品以及其他煤加工制品等。
新型煤化工潜力巨大,煤制气及某些煤制化学品技术已经较为成熟,而我国能源基本格局为“富煤、缺油、少气”,因此,煤化工行业仍将在我国工业发展中占很大比例,是我国能源工业的重要战略发展方向[1]。
煤化工废水含有大量酚类、烷烃类、芳香烃类、杂环类和氨氮等有毒有害物质,治理难度大,已成为制约我国煤化工产业可持续发展的瓶颈。
目前国内很少有企业能切实做到废水达标排放,主要是因为该行业欠缺技术可行且经济合理的处理技术。
因此,如何实现煤化工废水的达标排放、减量排放是关乎国计民生的大事。
1.煤化工废水的特点煤化工企业用水量大,废水主要来源于煤炼焦、煤气净化和化工产品回收精制等生产过程[2]。
此类废水水质复杂,以酚和氨为主,含有大量有机污染物,水量大,毒性大,污染物浓度高,具有一定的处理难度若未经合理处置就排入水体,会对水域周边的人、畜、农作物造成严重危害[3-4]。
煤化工废水中的污染物质有300多种[5],主要包括COD、BOD5、总氨、总酚、挥发酚、石油类、氰化物、硫化物、SS等,其COD约5000mg/L、氨氮200~500mg/L,是一种典型的含难降解有机物的工业废水。
废水中的易降解有机物主要是酚类和苯类,如砒咯、萘、呋喃、咪唑类等;难降解有机物包括砒啶、异喹啉、喹啉、咔唑、联苯等。
煤化工废水常常还含有各种生色基团和助色基团物质,因而色度和浊度较高[6]。
2.煤化工废水处理方法2.1预处理煤工业废水成分复杂、浓度高、色度和毒性大,需要先去除部分污染物质,减轻后续处理工艺的负荷。
预处理方法多为物化法,常用的有隔油、气浮、反渗透[11]、高效混凝沉淀、Fenton-混凝沉淀、活性炭吸附、高级氧化技术等[7-11]。
范树军[12]等人采用铁炭微电解/Fenton氧化组合工艺预处理高浓度煤化工废水,结果表明COD总去除率可以达到60%~70%,其中微电解反应床COD去除率为40%~47%。
煤气化废水酚氨分离回收系统的流程改造和工业实施

段 法 来 依 次 实 现 回 收 酚 氨 和 净 化 排 放 。现 有 工 艺 中 酚 回 收 效 率 较 低 ,难 以 保 证 进 入 生 化 工 艺 段 的 水 质 ,影 响最 终 排 放 。本 文 研 究 发 现 :萃 取 剂 的选 择 和分 离 序 列 对 萃 取 过 程 的 p 值 及 随 之 对 脱 酚 效 率 的影 响极 大 。本 文 将 脱 H 氨 装 置 单 元 前 置 ,提 出 了 精 馏 汽 提 塔 侧 线 脱 氨技 术 ,将 废 水 的 p 值 从 1. H 0 5降 到 6 5 . ,使 萃 取 在 偏 酸 条 件 下 进
i e fca o s s que ol e t e r c i n o he l.Th s rbu i n c e fce s o I s b ne ii lt ub e nt s v n xt a to f p no s e dit i to o fii nt f M BK o p no t he l a l hyd i nd po y rc phe o s w e e gr a e t n DI n l r e t r ha PE. e a Th pplc ton o I ia i f M BK a e t a to s ve t r c v r s x r c i n ol n e o e s mo e p n lc s s a e r m s e t r r he o i ub t nc s f o wa t wa e .The COD a ue i u t r r d e f r he c a — a iia i n v l s f r he e uc d be o e t o lg sfc to wa t wa e e nt he f lowi o he c 】t e t e t s c i n. s e trfd i o t ol ng bi c mia r a m n e to Ke r s: s p r to y wo d e a a i n;e t a to x r c i n;c a — a iiaton wa t wa e ;M I o lg s fc i s e t r BK ;p n e o e y he olr c v r
煤气化废水酚氨回收装置中脱酸脱氨塔的操作优化

煤气化废水酚氨回收装置中脱酸脱氨塔的操作优化发布时间:2022-09-01T09:28:49.522Z 来源:《科学与技术》2022年4月8期(下)作者:张东[导读] 社会的不断进步,推动了科技的发展,一些先进技术已经应用社会发展的各个方面,张东内蒙古大唐国际克什克腾旗煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰 025350摘要:社会的不断进步,推动了科技的发展,一些先进技术已经应用社会发展的各个方面,煤气化技术在社会发展中的利用,能够有效的提高资源的利用效率。
在实际的煤转化利用过程中都会产生大量的废水,并且这些废水中都包含有很多能够进行再次利用的物质,只有对其积极进行回收、加工在利用,才能有效的其利用效率,满足我国节能减排的发展需求。
关键词:煤气化;废水酚氨回收装置;脱酸脱氨塔;操作优化1酚氨回收装置运行工艺机理分析酚氨回收装置是由氨汽提塔、酸性汽提塔整合的一种设备。
主要分为脱酸脱氨系统、三级分凝系统内。
在实际运行工艺当中,处理之后的煤气化废水会分流,一部分废水进入到冷却塔内冷却,冷进料进入到塔顶当中;部分废水在流入到换热系统中,成为热料进入到塔体,之后在经过再沸器加热。
塔釜中的酸性气体主要为二氧化碳、硫化氢,与氨气共同加热,从液相释出并随着气相朝向塔顶上升。
上升中,由于气相和冷料接触,酸性气体挥发性高于氨气,所以大部分酸性气体会先从塔顶排出,少量酸性气体、大量氨气会重新被液相吸收,在塔体中间位置产生高浓度气体区,通过侧线采出之后会进入到三级分凝系统中,此时要降温3次,得到氨气。
塔釜液、热料换热后,在到脱酚系统当中脱酚处理。
此工艺同时脱出酸性气体和氨气,后续萃取工艺加工环境为碱性,这样即可提升萃取脱酚效率。
2煤气化过程中废水的来源及危害2.1煤气化废水来源在实际的工作过程中,煤气化的本质热化学反应,主要是以煤或焦炭作为主要的原料,然后在高温条件下通过裂解反应,从而实现将固体转化成为一些分子较小并且能够燃烧的原料:通常来说,小分子燃气体主要包括H、CO、CH,等。
煤气化废水酚氨回收工艺流程的分析和改进

煤气化废水酚氨回收工艺流程的分析和改进煤气化废水酚氨回收工艺是指对经过煤气化后产生的含酚、含氨废水进行处理,通过一系列的技术手段,将其中的酚和氨回收利用,达到资源再利用和环境保护的目的。
本文对该工艺流程进行了分析,并提出了改进方案。
一、工艺流程分析1.废水预处理煤气化过程产生的废水中含有各种有机物和无机物,其中主要成分是苯和氨。
首先对废水进行一些预处理工作,比如通过物化方法对催化剂进行筛选,去除其中的金属离子;将废水中的固体进行过滤等。
2.吸附处理吸附是废水处理中比较常见的一种方法,通过对溶液中的某些成分进行吸附,来达到分离、纯化目的。
比如将废水中的酚和氨利用负载剂吸附,将负载剂与废水分离,再将负载剂进行脱附,得到酚和氨的高纯度产物。
3.萃取处理萃取是指从混合物中将某种成分分离出来的过程。
在废水处理中使用的更多的是有机萃取剂,比如二甲基苯、三甲基苯等,将它们与废水混合,萃取出其中的酚和氨,再通过加热、离心、蒸发等方法进行分离、纯化。
4.膜分离处理膜分离是指通过膜技术将溶液中的一些成分进行分离的过程。
膜分离的优点是操作简单、占地面积小、自动化程度高。
比如可以使用反渗透膜对废水进行处理,将其中的酚和氨与水分离,达到回收目的。
二、改进方案1.优化负载剂的选择针对废水预处理中催化剂中所含的金属离子对后续工艺的影响,可以优化负载剂的选择,使用金属离子较少的负载剂。
比如可以使用活性炭、生物质等作为负载剂。
吸附和萃取处理各有优缺点,可以将两种方法进行整合,既可以减少废水处理过程中的环保压力,又具有高效、节能的特点。
3.保证膜分离的稳定性膜分离的稳定性十分重要,如果在膜分离过程中膜发生损坏,会导致后续工艺的无法进行。
因此要选用优质的膜材料,保证膜的稳定性。
同时还可以引入一些辅助措施,如选择合适的溶液浓度和温度,保证膜分离的效果和稳定性。
总之,煤气化废水酚氨回收工艺是一项具有广阔应用前景的技术,其工艺流程和技术细节的改进将对回收利用效果和环保效果的提升起到积极的推动作用。
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节能技术在煤气化废水酚氨回收装置的应用研究
作者:张凡胜
来源:《科学与财富》2019年第30期
摘要:我国煤炭资源储备粮居于全球首位,但人均资源利用率十分低下,因此,合理利用煤炭资源来促进国民经济发展十分重要。
煤气化过程中产生大量废水,这部分废水中含有很多可回收后重复利用物质。
酚氨回收装置是对煤气化过程中产生废水中的酚类、氨类类污染物进行回收,采用精馏设备进行脱酸、脱氨处理。
本文通过查阅大量文献资料,总结了污水的危害以及回收方式,旨在推动节能、环保技术的发展。
关键词:节能技术;煤气化废水;酚氨回收;装置
引言
随着科学技术水平的不断提升,各类新型技术不断被应用于各个行业[1]。
在实际工业生产中,煤气化技术可以较大提高能源利用率,然而,煤气转化过程中会生成大量废水,这部分废水中存在很多可以再重复利用的资源,对废水可利用资源进行重复回收加工,不仅可以有效提高煤炭资源的利用率,还满足节能减排和可持续发展战略的要求[2]。
酚氨回收装置是对煤气化过程中产生废水中的酚类、氨类类污染物进行回收,采用精馏设备进行脱酸、脱氨处理,可以大大降低能源消耗[3]。
1煤气化废水的来源及危害
1.1 煤气化废水的来源
在实际生产过程中,煤气化反应的本质是化学反应,反应原料主要为焦炭和煤炭,在高温条件下,二者发生化学反应,固体状态的煤炭和焦炭会逐渐降解成小分子气体物质,这部分气体均具有良好的可燃性,主要有烷烃化合物、氢气以及一氧化碳等。
因此,煤气化工实际生产过程中,要及时对化学反应后生成的气体进行洗涤和收集,同时,洗涤过程中还会产生大量的废水,煤气化生产中的废水主要是气体洗涤过程中产生的[4]。
此外,粗煤气净化过程中也会有一定量的废水产生,废水中主要有氧化物、硫化物以及高分子有机物等易溶于水的成分。
煤气化技术主要有流化床气化技术、固定床气化技术等几种,就目前生产状况而言,不同处理技术和所用设备所产生的废水中物质组成及含量也有较大的差异,可以根据处理需要来选择处理技术及相关设备。
1.2 煤化工废水的危害
通常情况下,煤化工生产过程中,无论是哪一个缓环节,所用工艺及设备不同,其生产中产生的废水种类和有害物质的含量均有所差异,这些有害物质中主要包括硫化物、氰化物、胺类化合物等水溶性良好的化学成分。
若煤化工企业不及时处理这些有毒有害物质,直接排入外界,不仅会对环境造成难以修复的危害,一旦被人体吸收,还会危害人们的身体健康甚至生命安全。
例如,氰化物在未得到有效处理的情况下排入空气中,被人体吸收,会直接参与人体代谢反应,使人体细胞失去活性,直至死亡[5]。
因此,煤气化生产过程中的废水处理对环境保护和人类生命安全保障来说具有十分重要的现实意义。
2节能技术在煤气化废水酚氨回收装置的应用
2.1 酚氨回收装置脱氨脱酸主要方法
2.1.1 空气氧化法
实际生产过程中,廢水中的硫元素通常是以硫化物钠盐及铵盐的形式存在的。
硫化物钠盐及铵盐一旦接触外界空气,会发生化学反应,生成三氧化二硫和水分子。
硫氧化物和水分子接触后,硫氧化物容易和氢氧根离子发生氧化还原反应,生成硫酸根离子和水。
通常情况下,这种废水处理方式主要应用于原油生产处理工艺中,但此工艺排放出的废气中也存在大量硫化氢气体,还需要对废气进行进一步处理,满足排放要求后方能排入空气。
2.1.2 汽提法
汽提法在实际生产应用中主要有两种方式,分别为单塔高压汽提法和双塔加压汽提法。
两种处理方式的相同点是可以有效处理废水中存在的可再利用资源,不同点在于单塔加压汽提法中脱氨脱酸塔在一个塔内进行,经过处理后可以达到较好的处理效果。
2.1.3 在精馏工作中不改变流程的节能技术应用
精馏工作主要涉及预热加料、回流比的合理性、加料位置的合理性、增加热换器这四个工作流程,工作中会有大量热能产生,因此,相关技术人员可以在预热时加料,实现节能的效果。
预热加料可以有效降低工作中的热量需求,且能加强低温热能,降低回流比,保证耗能量最低,节约能源。
在实际的工作中,根据不同成分和含量,保证加料位置的合理性,增加热换器来回收热量,才能起到节约能源的目的。
2.1.4 在精馏工作中改变流程的技能技术分析
(1)热泵精馏塔
热泵精馏塔的特点主要节能效果良好,运行简单方便。
通过应用喷射技术,降低节流损失,提高能源利用率,达到节能效果。
热泵精馏塔应用范围十分广泛,也是节能效果最好的一项技术,已经被广泛应用于众多行业中,取得了良好的效果和可观的经济效益。
(2)热偶精馏塔
热偶精馏塔分为内热精馏塔和外热精馏塔,外热精馏塔应用最为广泛,外热精馏技术可以省去压缩机、节流阀设备,降低设备成本,使用简单方便。
使用该技术时,工作人员会详细分析精馏流程,确认工作方式和流程,但这项技术尚未完善,还需要进行深入研究。
2.2 煤气化污水酚氨回收
煤气化污水酚氨回收即在废水处理过程中,回收可以重复利用的化学物质,并将对环境有害的有毒物质进行进一步处理,例如硫化氢、二氧化碳等物质,以及小分子胺类物质。
3 结束语
我国是一个人口大国,每年能源消耗量居于全球首位,因此,提高能源利用效率对于国民经济发展来说至关重要。
精馏塔是一项十分有效的节能技术,但受科学发展水平的限制,我国在精馏技术上的研究还不够充分,导致该项技术还未完全应用于工业生产中。
因此,煤化工生产企业应该致力于节能技术的开发使用,不断更新节能技术,提高煤炭资源利用效率,对煤气化生产过程中产生的废水进行有效处理,回收可重复利用物质,提高节能效果。
煤气化工程在我国工业生产中占据举足轻重的地位,对于推动国民经济的发展具有十分重要的现实意义。
煤气化中产生污水酚氨回收技术的要求越来越高,本文主要分析了污水的危害以及回收方式,旨在推动节能、环保技术的发展。
参考文献:
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作者简介:
张凡胜,(1989-)男,汉,黑龙江哈尔滨依兰县,大专,广汇清洁炼化,无职称,酚氨回收,污水处理。