【廣州】【深圳】【東莞】含硫污水處理 【廣州】【深圳】【東莞】含硫污水處理
在石油加工過程中,隨著加工深度的不同,原油中含有的H2S、NH3、酚、氰等雜質,以硫化物、氨氮、酚、氰化物等形式隨污水排出,稱為酸性水,其性質見表2 - 43。由于酸性水中的污染物濃度較高,不允許直接排放。即使將該水直接排入煉油廠的污水處理場,由于這股高濃度污水的沖擊,其處理后的外排污水也達不到國家排放標準。為了保證污水處理場平穩(wěn)運行及排放水合格,對于含硫含氨氮高的污水必須進行裝置預處理,目前將裝置預處理水質控制在硫化物≤50mg/L、氨氮≤lOOmg/L的范圍以內,再與其他排放水混對后,基本可以滿足污水處理場進水水質要求。
處理方法及工藝原理
煉油生產(chǎn)裝置排出的酸性水中主要含有NH3、H2S和c02。采用適當?shù)恼羝峁に嚵鞒滩⒖刂埔欢ǖ牟僮鳁l件,即可把污水凈化到可以達到各種不同用途的回用水水質要求,或允許作為進入污水處理場的進水水質,同時根據(jù)需要,可獲得副產(chǎn)品NH3,H2S。因此近年來蒸汽汽提法在國內外得到很快發(fā)展。幾年來國內建立了多種酸性水汽提預處理裝置,如單塔帶回流低壓汽提(硫化氫和氨去焚燒)單塔加壓無側線汽提(硫化氫去火炬、氨溶于凈化水中)
單塔加壓側線抽出汽提(回收硫黃、回收液氨)以及操作條件和產(chǎn)品不同的雙塔汽提等。
原料酸性水是由NH3、H2SCO 水組成的揮發(fā)性弱電解質多元體系,酸性水汽提工藝是一個具有化學反應、電離平夤、氣一液平衡共存的復雜體系。它與系統(tǒng)的溫度、壓力濃度、摩爾比等因素密切相關。
當氨和硫化氫同時存在于水溶液時,由于酸堿反應,在低溫段(小于110℃),溶液中分子濃度下降,離子濃度大大增加,此時以離解反應為主。由于離子是不揮發(fā)的,因此在低溫段,氣一液平衡主要取決于液相中游離分子的濃度。在高溫段(大于110℃),是以硫氫化銨的水解反應為主。硫氫化銨、碳酸氫銨的水解常數(shù),氨、硫化氫、二氧化炭的亨利常數(shù)均隨溫度升高而增大,當酸性水熱進料進入單塔加壓或雙塔的硫化氫塔后,隨著溫度升高,酸性水和回流液中的ii氫化銨、碳酸氫銨等銨鹽不斷水解,轉化為溶于水的NH3、H2S、C02分子,同時由于汽提作用,NH3、H2S、C02由液相轉入氣相并向上移動,與塔頂打入的冷進料逆向接觸,由于NH,在水中的溶解度比H2S大得多,而H2S相對揮發(fā)度比NH3大得多,最終上升的氣體中NH3絕大部分被冷卻水吸收后向下部流動H2S很少被吸收繼續(xù)上升。塔內上部溫度越低,氣體中的NH3越容易被吸收,塔頂溫度控制在小于40℃,上升氣體中H2S加00I對NH3的摩爾比越來越大,從而在單塔加壓或雙塔的硫化氫塔塔頂便獲得了純度高的酸性氣。單塔低壓汽提流程由于塔頂溫度一般為85-110℃,塔頂只能獲得含氨酸性氣。
目前,雙塔汽提按原料水先進入硫化氫塔或先進入氨塔的不同分為兩種流程。原料水先進入硫化氫塔,塔頂?shù)玫礁呒兌?span>H2S氣休。摩爾比NH3/H2S為(12 - 15):1的塔底水進入氨塔,氨塔底由重沸器不斷提供熱源,塔底水為凈化水,塔頂氣體經(jīng)冷凝冷卻后得到高純度的氨氣。其中一部分冷凝液返回氨塔頂作冷回流,以控制氨塔頂溫度。為了排出進入氨塔的H2S,另一部分冷凝液則返回硫化氫塔。
當原料水先進入氨塔時,塔底得到凈化水,塔頂氣體經(jīng)冷凝冷卻后得到高純度的氨氣。與上述流程相同,一部分冷凝液返回氨塔頂作冷回流,另一部分冷凝液作為硫化氫塔進料,驅除了大部分H2S氣體的塔底水,仍返回氨塔,以保證氨塔總進料中(即原料水和硫化氫塔底水之和)摩爾比NH3/H2S為4:1.確保氨氣的純度。
雙塔的氨塔塔頂回流罐通過低溫加壓、氣一液平衡、控制液相中的摩爾比,即NH3對H2S加C02的摩爾比大于4-6,以提高H2S、C02在溶液中的溶解度,并保持氣相中NH3的分壓,與該液相相平衡的氣相,為純度較高的氨氣。
單塔加壓側線抽出工藝,由塔底重沸器供熱,冷進料從塔上部打人,使進料酸性水中的NH3、H2S、C02反復受到自下面上的高溫汽提作用和自上而下的液流的吸收作用。因為塔中部溫度比上部溫度高得多,H2S、絕大部分被汽提至塔頂,而NH3受液流的吸收向塔的中部聚集。當塔的中部開口抽出氣體,降低了氣相分壓,破壞了氣相平衡時,液相中的NH3迅速向氣相轉移,這就為Nh3上部向中部集聚和自下部向中部汽提創(chuàng)造了條件。其結果是在塔底得到含NH3很低的凈化水,在塔的中部自然形成了NH3濃度分布的高峰。從塔中部側線抽出的富氨氣體經(jīng)高溫分水、低溫固硫的三級分凝過程,獲取了高純度氨氣。側線抽出的富氨氣體由155℃降至120°.經(jīng)一級分凝器,可將抽出氣中70%(體積)的水冷卻下來,氣氨濃度提高一倍,NH3對H2S加ab的摩爾比提高到10以上。其氣相經(jīng)二級分凝,溫度為70~ 90℃,進一步脫水和提高其摩爾比。氣相再經(jīng)三級分凝,溫度為40℃、壓力為O- 12MPa.在此低溫低壓條件下,l螞對H:s加C02的摩爾比已經(jīng)很大,根據(jù)氣一液平衡,可將微量的酸性組分固定在液相中,從而在氣相中可獲得高純度氨氣?!緩V州】【深圳】【東莞】含硫污水處理
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