一种含有硫化氢和氨的工业废水净化处理方法.pdf

本发明提出的是一种含有硫化氢和氨的工业废水净化处理方法。处理塔的结构：用一筒形容器作为塔体，在其上部设置废水进口、冷却吸收水进口和气体排出口，在侧部设置氨气抽出口，在底部设置蒸汽加热器和净化水排出口。废水处理方法：通过废水加入碱性调节剂与启动运行过程1、注水吸收过程2、塔底加热过程3、从塔中部抽出的富氨气体过程4使废水净化。由于在工业废水处理过程中加入了碱性调节剂，所以可以实现分步分离污水中的有害物质，从而降低其在废水中的含量，使废水得到净化。具有节能、节水、环保、循环利用的特点。适宜在炼油领域污水净化处理过程中应用。

1、  一种含有硫化氢和氨的工业废水净化处理方法，其特征是：
处理塔的结构：用一筒形容器作为塔体(1)，在其上部设置废水进口(3)、冷却吸收水进口(4)和气体排出口(5)，在侧部设置氨气抽出口(8)，在底部设置蒸汽加热器(7)和净化水排出口(6)；
废水处理方法：
1)、废水加入碱性调节剂与启动运行过程：
(1)碱性调节剂的制备：将碱性物质加入到水中或利用工厂的碱性溶液，制成碱性调节剂，所用碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾；
(2)将污水注入到处理塔的塔体中，并按中和比例加入碱性调节剂，从塔底的蒸汽加热器通入加热蒸汽进行汽提；
(3)工作运行时，所注入的废水温度达到150℃左右时到达塔上部，从氨气抽出口抽出气体换热；
2)、注水吸收过程：从塔顶的冷却吸收水进口注入40℃左右的冷却吸收水，将H₂S、NH₃吸收至液相向下移动，又受到上升气流的汽提作用，H₂S、NH₃又转入气相向上移动，在塔顶形成硫化氢酸性气；
3)、塔底加热过程：从塔底所设置的蒸汽加热器通入蒸汽向塔内废水中供应热量，确保塔底温度在160℃左右，使氨向塔中部聚集，液流中的氨转入气相，在塔中部形成高浓度的NH₃；
4)、从塔中部抽出的富氨气体过程：经过连续处理，从塔体中部所设的氨气抽出口抽出高浓度的氨气，同时使废水达到净化。

一种含有硫化氢和氨的工业废水净化处理方法
技术领域
本发明提出的是炼油化工领域污水处理的一种含有硫化氢和氨的工业废水净化处理方法。
背景技术
炼油厂在生产中需用大量的水，其用量为加工原料油的35-70％，其中加工含硫原油炼油厂的含硫废水中的含硫量会高达数千毫克/升，其COD也可达5000mg/L以上，同时还会含有较多的氨、酚类及氰化物。对于此类污染程度严重的废水，不能直接进入污水处理装置，必须经过预处理。含硫废水的预处理有两种方法，对于数量少且含硫浓度较低的废水可用空气氧化法，而对于数量多且含硫浓度较高的废水则需用蒸汽汽提法。由于直接汽提需要耗费大量的蒸汽，而且硫化氢与氨分离不彻底，且处理速度慢。
发明内容
为了提高污水处理效果和减少蒸汽的消耗，本发明提出一种含有硫化氢和氨的工业废水净化处理方法。该方法通过在汽提过程中加入碱性调节剂解决降低汽提热能消耗与提高处理效率的技术问题。
本发明解决其技术问题所采取的方案是：
处理塔的结构：用一筒形容器作为塔体，在其上部设置废水进口、冷却吸收水进口和气体排出口，在侧部设置氨气抽出口，在底部设置蒸汽加热器和净化水排出口。
废水处理方法：
采用净化处理塔进行废水的净化处理。
1、废水加入碱性调节剂与启动运行过程：
(1)碱性调节剂的制备：将碱性物质加入到水中或利用工厂的碱性溶液，制成碱性调节剂。所用碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾；
(2)将污水注入到处理塔的塔体中，并按中和比例加入碱性调节剂，从塔底的蒸汽加热器通入加热蒸汽进行汽提；
(3)工作运行时，所注入的废水温度达到150℃左右时到达塔上部，从氨气抽出口抽出气体换热。
2、注水吸收过程：从塔顶的冷却吸收水进口注入40℃左右的冷却吸收水，将H₂S、NH₃吸收至液相向下移动，又受到上升气流的汽提作用，H₂S、NH₃又转入气相向上移动，在塔顶形成硫化氢酸性气。
3、塔底加热过程：从塔底所设置的蒸汽加热器通入蒸汽向塔内废水中供应热量，确保塔底温度在160℃左右，使氨向塔中部聚集，液流中的氨转入气相，在塔中部形成高浓度的NH₃。
4、从塔中部抽出的富氨气体过程：经过连续处理，从塔体中部所设的氨气抽出口抽出高浓度的氨气，同时使废水达到净化。
积极效果：由于在工业废水处理过程中加入了碱性调节剂，所以可以实现分步分离污水中的有害物质，从而降低其在废水中的含量，使废水得到净化。具有节能、节水、环保、循环利用的特点。适宜在炼油领域污水净化处理过程中应用。
附图说明
图1为本发明净化处理塔结构图
图中，1.塔体，2.塔板，3.废水进口，4.冷却吸收水进口，5.气体排出口，6.净化水排出口，7.蒸汽加热器，8.氨气抽出口。
具体实施方式
污水中含有硫化氢、氨，硫化氢与氨在污水中主要以硫氢化氨的形式存在。要使水净化就要除去硫氢化氨。
处理塔的结构：用一筒形容器作为塔体1，在其上部设置废水进口3、冷却吸收水进口4和气体排出口5，在侧部设置氨气抽出口8，在底部设置蒸汽加热器7和净化水排出口6。
废水处理方法：
采用净化处理塔进行废水的净化处理。
1、废水加入碱性调节剂与启动运行过程：
(1)碱性调节剂的制备：将碱性物质加入到水中或利用工厂的碱性溶液，制成碱性调节剂。所用碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾；
(2)将污水注入到处理塔的塔体中，并按中和比例加入碱性调节剂，保证处理水的pH值在10-14之间，从塔底的蒸汽加热器通入加热蒸汽进行汽提；
(3)工作运行时，所注入的废水温度达到150℃左右时到达塔上部，从氨气抽出口抽出气体换热，此温度大大超过了硫化氢电离与水解反应的拐点温度(110℃)。由于加入碱性调节剂，加速了反应速率。因为氨在碱性的条件下，易于从液体中逸出。
H₂S、NH₃以游离的分子状态存在于热水中，由于塔内操作压力比进料管的压力低，废水进塔后由于降压汽提及塔顶的抽出作用，H₂S、NH₃由液相转为气相向上部移动。
2、注水吸收过程：从塔顶的冷却吸收水进口注入40℃左右的冷却吸收水，水中H₂S、NH₃呈逆向流动，将H₂S、NH₃吸收至液相向下移动，又受到上升气流的汽提作用，H₂S、NH₃又转入气相向上移动。由于H₂S相对挥发度比NH₃大，而氨的溶解度比H₂S大，最终上升气体中的NH₃绝大部分被冷却水吸收，H₂S却很少被吸收，在塔顶形成纯度较高的硫化氢酸性气。
3、塔底加热过程：为了在塔底获得纯净水，从塔底所设置的蒸汽加热器通入蒸汽向塔内废水中供应热量，确保塔底温度在160℃左右，产生高温气流向上流动，对液流产生很强的汽提作用，使氨向塔中部聚集，在塔中部聚集的氨达到气相相平衡(液相浓度接近其溶解度)时，就会随液流继续向塔底移动，在塔中部抽出氨气气体，降低了气相中的氨分压，液流中的氨转入气相，为氨自上部向中部聚集和自下部向中部汽提创造了条件，因而在塔中部形成高浓度的NH₃。
4、从塔中部抽出的富氨气体过程：经过连续处理，从塔体中部所设的氨气抽出口抽出高浓度的氨气，同时使废水达到净化。所抽出的氨气可再加工制得氨水或液氨。
含硫化氢和氨的废水中多半以NH₄HS及(NH₄)₂S的形式存在，通过蒸汽汽提将其分解为H₂S和NH₃而除去。蒸汽汽提的流程有单塔汽提和双塔汽提两种。
单塔汽提
含硫废水单塔汽提的流程：含硫废水经换热至150℃左右后进入压力约0.5Mpa的塔体中，其气相中含有H₂S、NH₃等污染物。在塔中，该上升的气相与从顶部废水进口打入的冷含硫废水逆向相遇，进行吸收和精馏。由于H₂S较NH₃更易于挥发，导致H₂S在气相中不断富集而从塔顶的气体排出口排出。塔底可通过蒸汽加热器使之再沸腾或通入过热蒸汽以进行汽提，这样便使塔内下降液相中的NH₃浓度出现一个最高点，在该处即可抽出富含NH₃的气相。由于抽出的气相中还含有水汽及少量的H₂S，因而还需经三级分凝器以得到较纯净的NH₃。经过汽提后，含硫废水中的H₂S和NH₃均可脱除99.9左右，从塔底的净化水排出口排出的水已可回用或送往污水处理装置进一步处理。
双塔汽提
在此类流程中，含硫废水中的H₂S和NH₃是在两个汽提塔中分别加以脱除的。其主要操作条件为：H₂S汽提塔塔顶温度约为45℃左右，塔底温度约为160℃，塔顶压力约为0.5Mpa，NH₃汽提塔塔顶温度约为120℃，塔底温度约为140℃，塔顶压力约为0.2Mpa。
经过两套工业装置试用表明：加入碱性调节剂后，处理每吨废水一小时可节省40公斤水蒸汽。同时减少了污染物的排放，不但节省能源而且保护了环境，达到了节能减排的积极效果。