碱渣处理氧化法
碱渣处理氧化法是各炼油厂正在使用的碱渣综合治理方法中的重要一种。氧化法包括直接空气氧化法、湿式空气氧化法。
空气氧化法
空气氧化法的主要目的是除去碱渣中的硫醇、硫醚等含硫化合物以及碱渣中的有机物,从而使碱渣脱臭并降低COD。其主要原理是利用碱渣中的含硫化合物(主要是Na2S, NaSR)和有机物在一定条件下与空气中O2反应,发生部分氧化或完全氧化,其氧化程度取决于反应条件。根据反应条件的不同,氧化法可分为直接空气氧化法与湿式空气氧化法。
1、直接空气氧化法
直接空气氧化法是在封闭的塔内进行的。向碱渣废液中同时注入空气和水蒸汽,将Na2S氧化成Na2S203, Na2SO3, Na2SO4,将NaSR氧化成RSSR,达到使碱渣脱臭的目的。
2、湿式空气氧化法
1 工艺原理
碱渣湿式空气氧化处理工艺是将废碱液与空气混合后,在适当的温度和较高压力条件下,以空气中氧为氧化介质,将碱液中的无机硫化物和有机硫化物在液相下氧化成硫化合物、亚硫酸盐和硫酸盐。同时将碱液中其它高浓度有机物大部分氧化,转化为低分子有机酸类物质,从而降低排放污染物中COD含量,改善其进一步生化处理的性能。
2 工艺流程
经过混合的汽油、柴油碱渣从储罐直接去往高压进料泵入口,该泵把废碱液提升到系统操作压力。同时用稀释水泵(与进料泵相同)注入新鲜水,将碱渣的COD稀释到1 20000mg/L或更低并保持进料性质(COD)基本稳定。在此条件下,可以得到最好的处理效果。加压后的废碱液和稀释水从各自泵出口后汇合。在汇合点,由工艺空压机注入压缩空气,从而形成气液两相流。必要时,在稀释泵入口加新鲜碱(NaOH溶液)以确保氧化过程维持在碱性环境,排出物pH值在 8.5~10之间。经过换热的废碱/空气混合液从底部进入反应塔,该塔为立式高压容器。随着物流在塔内的向上流动塔内两块折流板使废碱与空气得到充分混合。氧溶解在液体中并参与氧化反应。氧化了的液体、氧化反应生成的气体和废空气从反应塔顶部排出,进入进料/出料换热器壳程,被反应塔进料间接换热冷却,然后再进入工艺冷却器进一步冷却,冷却介质为循环冷却水。经冷却后,反应塔出料经压力调节阀减压到大约0.35MPa(表压),然后去往气液分离塔。在分离塔实现气液分离,两股物流分别去往系统界区。液相进入装置污水储罐,再由泵送至污水处理场进行进一步生化处理;气相直接排往硫磺回收装置烟囱(高 85m)放空。
缓和湿式空气氧化法
1 工艺原理
缓和湿式空气氧化法以空气中的O2为氧化剂,在较高的反应温度(100~200℃)与适宜的操作压力(0.2~3.5MPa)下,保持反应器内水处于液相状态,把废碱渣中Na2S和有机硫化物氧化为S2032-和S042-氧化过程对有机物和硫化物为准一级反应,对02为零级反应。反应温度和停留时间是影响有机物和硫化物氧化效果的重要参数。
2 工艺流程
从碱洗塔来的废碱先经沉降分离罐分离出悬浮油后, 储存在储罐内然后经泵压送入氧化反应器。在氧化反应器内, 废碱液与空气混合, 废碱液中的Na2S 在较高的压力( 0.2~3.5M Pa) 和温度(100~ 200℃) 下通过放热反应而被氧化。为维持反应温度, 反应器内引入高压蒸汽。该反应器为立式套筒型。废碱液进入到内筒外侧上部且自上向下流动。氧化空气从内筒里侧底部流入向上流动并且与液体剧烈混合。一部分上升物流通过压力控制阀抽出, 而大部分物流在筒内外循环。注入的空气通过特殊的喷嘴形成非常细的气泡。废碱液的进料量, 通过泵出口流量控制阀控制恒定。氧化空气的注入量通过空气压缩机出口流量控制阀控制恒定。高压蒸汽通过温度控制阀注入。反应后的流出物通过压力控制阀从反应器顶部抽到洗涤塔, 洗涤塔有多层筛板。反应后的流出物以气/液混合相形式进入塔底部。气相蒸汽通过与循环冷却水接触被冷凝下来, 过剩的空气从塔顶排出。液相流出物与冷凝水一道从塔底排出并且用循环泵通过循环冷却器返回到塔的上部。循环流出物的一部分通过液位控制阀排至废碱液酸化单元。
催化湿式空气氧化(CWO)法
在填充专用固定催化剂的反应器中,在一定温度(170~300℃)和压力(1.0~10MPa)条件下,利用氧气(空气),不经稀释一次性对高浓度工业有机废水中的COD、TOC、氨、酚、氰等污染物进行催化氧化分解深度处理(接触时间0.1~2.0h),使之转变为CO2、N2 和水等无害成分,并同时脱臭、脱色及杀菌消毒,从而达到净化处理废水的目的。该工艺不产生污泥,只有少量装置内部的清洗废液需要单独处理。当达到一定规模时,还可以热能形式回收大量能量。
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