CN104310685A - 一种酸性水处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酸性水处理装置及其方法,包括以下单元:除油脱气单元,酸性水储存单元,汽提单元,硫化氢回收单元,氨水回收单元,本装置及其相应的水的处理方法适用于芳烃精制装置等有机化工中富含的高浓度酸性水的处理方法及装置,生产方法上采用了双塔(H2S分离塔及NH3分离塔)上下组合,经加热汽提出H2S及NH3的工艺技术酸性水汽提单元。通过对硫化氢和氨气的回收利用实现了资源回收,同时也防止了酸性水的直接外排对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域,具体涉及一种酸性水处理装置及其方法。
背景技术
在混合芳烃进行精制生产高等级芳烃工艺中,会产生大量的酸性水,其主要成分为含有硫化氢和氨气的水,如果直接对外排放会造成环境污染,并造成极大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的是:本装置及其相应的水的处理方法适用于芳烃精制装置等有机化工中富含的高浓度酸性水的处理方法及装置。
本发明的技术方案是:一种酸性水处理装置,包括以下单元:
1)除油脱气单元,包括原料水脱气罐,原料水脱气罐的进液口连接原料水进液管道,出气口连接并联设置的氮气进气管道和轻油气出气管道;
2)酸性水储存单元,包括原料水罐,原料水脱气罐的酸性水出液口连接原料水罐的进液口,原料水罐的轻污油出口连接至污油罐;
3)汽提单元,包括污水换热器、分离塔,所述分离塔包括上下连接的上塔和下塔,所述上塔为硫化氢分离塔,所述下塔为氨气分离塔,硫化氢分离塔底部和氨气分离塔顶部之间设置有料液输送管道和气相物料输送管道,氨气分离塔底部设置有蒸汽进气管道;原料水罐的污水出口通过污水输送泵连接至污水换热器的进液口,污水换热器的出液口连接至分离塔的进液口;
4)硫化氢回收单元,包括硫化氢换热器、硫化氢中转罐、硫化氢回收装置,硫化氢分离塔塔顶的硫化氢出口连接至硫化氢换热器的进气口,硫化氢换热器的出气口连接至硫化氢中转罐的进气口,硫化氢中转罐的出气口连接至硫化氢回收装置,硫化氢中转罐的残液出口通过硫化氢回流泵回流至硫化氢分离塔塔顶;
5)氨水回收单元,包括氨气换热器、氨气中转罐、氨气缓冲罐、氨气回收装置、氨水回收装置,氨气分离塔塔顶的氨气出口连接至氨气换热器的进气口,氨气换热器的出气口连接至氨气中转罐的进气口,氨气中转罐的出气口连接至氨气缓冲罐的进气口,氨气中转罐的残液出口通过氨气回流泵回流至氨气分离塔塔顶,氨气缓冲罐的出气口连接氨气回收装置,氨气缓冲罐的出液口通过氨水泵连接氨水回收装置;
6)净化水回收单元,包括净化水换热器、净化水回收装置,分离塔的净化水出口通过净化水加压泵连接至污水换热器的热媒进口,热媒出口份2路:一路连接至硫化氢分离塔塔顶、一路连接至净化水换热器的进液口,净化水换热器的出液口分别连接至净化水回收装置和氨 气缓冲罐的调节液进口。
进一步的,酸性水储存单元包括两个并联设置的可交替运行的原料水罐。
进一步的,所述原料水罐顶部的气体出口和净化水换热器的出液口均管道连接至水封装置内部,水封装置的回流管道回流至原料水罐。
进一步的,所述原料水罐顶部设置有带有单吸阀的空气进气管道。
本发明还提供一种酸性水处理方法,包括以下步骤:
1)脱气,废水通过原料水进液管道通入原料水脱气罐,脱去废水中的轻组分;
2)预处理,将经原料水脱气罐脱气后的酸性水通入原料水罐,经原料水罐分离出来的轻污油排至污油罐;
3)汽提,将经原料水罐脱除轻污油后的污水通过污水输送泵输送至污水换热器,经污水换热器加热后进入分离塔;
4)硫化氢回收,经硫化氢分离塔分离出来的硫化氢经过硫化氢换热器冷却后,气体进入硫化氢中转罐缓冲,硫化氢中转罐内的硫化氢气体排出至硫化氢回收装置,硫化氢中转罐中的残液通过硫化氢回流泵回流至硫化氢分离塔的顶部;
5)氨水回收,硫化氢分离塔塔底含氨气的料液进入氨气分离塔进行二次分离,从氨气分离塔塔顶分离出来的氨气经过氨气换热器冷凝后,气体进入氨气中转罐缓冲,氨气中转罐内的氨气排出至氨气缓冲罐用于制备氨水,其中氨气缓冲罐中的氨气气体排出至氨气回收装置,制备的氨水通过氨水泵输送至氨水回收装置,氨气中转罐中的残液通过氨气回流泵返回氨气分离塔,氨气分离塔塔顶分离出来的部分气相物料随蒸汽一起返回硫化氢分离塔的底部调节组份;
6)净化水回收,硫化氢分离塔底部产生的净化水通过净化水加压泵进入污水换热器作为热媒,冷却后的净化水分2路:一路进入净化水换热器冷凝后一部分回用至上游净化水系统部分作为氨气缓冲罐的调节液加以利用,另一部分输送至净化水送出装置;另一路净化水返回到硫化氢分离塔顶部以调节物料组份。
进一步的,原料水罐进料过程中,原料水罐内的空气通过水封装置排除,酸性水中含有的硫化氢和氨气随空气一起进入水封装置中,溶解于水中,溶解有硫化氢和氨气的水回流至原料水罐中回用,水封装置通过净化水换热器不断补充新鲜水。
有益效果:本装置及其相应的水的处理方法适用于芳烃精制装置等有机化工中富含的高浓度酸性水的处理方法及装置,生产方法上采用了双塔(H2S分离塔及NH3分离塔)上下组合,经加热汽提出H2S及NH3的工艺技术酸性水汽提单元。通过对硫化氢和氨气的回收利用实现了资源回收,同时也防止了酸性水的直接外排对环境的污染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中:原料水脱气罐(1)、原料水罐(2)、污水换热器(3)、分离塔(4)、硫化氢换热器(5)、硫化氢中转罐(6)、污水输送泵(7)、硫化氢回流泵(8)、氨气换热器(9)、氨气中转罐(10)、氨气回流泵(11)、氨气缓冲罐(12)、净化水加压泵(13)、净化水换热器(14)、原料水进液管道(15)、氮气进气管道(16)、轻油气出气管道(17)、硫化氢回收装置(18)、氨气回收装置(19)、氨水回收装置(20)、空气进气管道(21)、水封装置(22)、污油罐(23)、、料液输送管道(24)、气相物料输送管道(25)、净化水回收装置(26)、蒸汽进气管道(27)、氨水泵(28)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示,一种酸性水处理装置,包括除油脱气单元、酸性水储存单元、汽提单元、硫化氢回收单元、氨水回收单元、净化水回收单元。
所述除油脱气单元包括原料水脱气罐1,原料水脱气罐1的进液口连接原料水进液管道15,出气口连接并联设置的氮气进气管道16和轻油气出气管道17,自芳烃加氢精制部分过来的酸性废水通过原料水进液管道15进入原料水脱气罐进行脱气处理,脱除的轻油气与自氮气进气管道16输送的氮气混合进入轻油气出气管道17,通过轻油气出气管道17输送至火炬焚烧。轻油气出气管道17上设置有压力控制阀。通过压力控制阀控制轻油气出气管道17的开关。
所述酸性水储存单元包括两个并联设置的可交替运行的原料水罐2,原料水脱气罐1的酸性水出液口连接原料水罐2的进液口,原料水罐2的轻污油出口连接至污油罐23,原料水罐2顶部设置有带有单吸阀的空气进气管道21,气体出口通过管道输送至水封装置22内部,水封装置22的回流管道回流至原料水罐。经原料水脱气罐脱气后的酸性水管道连接通入原料水罐,通过原料水罐处理后的轻污油通过管道连接输送至污油罐。
所述汽提单元包括污水换热器3、分离塔4,所述分离塔4包括上下连接的上塔和下塔,所述上塔为硫化氢分离塔,所述下塔为氨气分离塔,硫化氢分离塔底部和氨气分离塔顶部之间设置有料液输送管道24和气相物料输送管道25,氨气分离塔底部设置有蒸汽进气管道27;原料水罐2的污水出口通过污水输送泵7连接至污水换热器3的进液口,污水换热器3的出液口连接至上塔分离塔4的进液口;将经原料水罐脱除轻污油后的污水通过污水输送泵输送至污水换热器,经污水换热器加热后进入分离塔。
所述硫化氢回收单元,包括硫化氢换热器5、硫化氢中转罐6、硫化氢回收装置18,硫化氢分离塔塔顶的硫化氢出口连接至硫化氢换热器5的进气口,硫化氢换热器5的出气口连接至硫化氢中转罐6的进气口,硫化氢中转罐6的出气口连接至硫化氢回收装置18,硫化氢中转罐6的残液出口通过硫化氢回流泵8回流至硫化氢分离塔塔顶;经硫化氢分离塔分离出来的硫化氢经过硫化氢换热器冷却后,气体进入硫化氢中转罐缓冲,硫化氢中转罐内的硫化 氢气体排出至硫化氢回收装置,硫化氢中转罐中的残液通过硫化氢回流泵回流至硫化氢分离塔的顶部。
所述氨水回收单元,包括氨气换热器9、氨气中转罐10、氨气缓冲罐12、氨气回收装置19、氨水回收装置20,氨气分离塔塔顶的氨气出口连接至氨气换热器9的进气口,氨气换热器9的出气口连接至氨气中转罐10的进气口,氨气中转罐10的出气口连接至氨气缓冲罐12的进气口,氨气中转罐10的残液出口通过氨气回流泵11回流至氨气分离塔塔顶,氨气缓冲罐12的出气口连接氨气回收装置19,氨气缓冲罐12的出液口通过氨水泵28连接氨水回收装置20;硫化氢分离塔塔底含氨气的料液进入氨气分离塔进行二次分离,从氨气分离塔塔顶分离出来的氨气经过氨气换热器冷凝后,气体进入氨气中转罐缓冲,氨气中转罐内的氨气排出至氨气缓冲罐用于制备氨水,其中氨气缓冲罐中的氨气气体排出至氨气回收装置,制备的氨水通过氨水泵输送至氨水回收装置,氨气中转罐中的残液通过氨气回流泵返回氨气分离塔,氨气分离塔塔顶分离出来的部分气相物料随蒸汽一起返回硫化氢分离塔的底部调节组份。
所述净化水回收单元,包括净化水换热器14、净化水回收装置26,分离塔4的净化水出口通过净化水加压泵13连接至污水换热器3的热媒进口,热媒出口份2路:一路连接至硫化氢分离塔塔顶、一路连接至净化水换热器14的进液口,净化水换热器14的出液口分别连接至净化水回收装置26和氨气缓冲罐12的调节液进口;硫化氢分离塔底部产生的净化水通过净化水加压泵进入污水换热器作为热媒,冷却后的净化水分2路:一路进入净化水换热器冷凝后一部分回用至上游净化水系统部分作为氨气缓冲罐的调节液加以利用,另一部分输送至净化水送出装置;另一路净化水返回到硫化氢分离塔顶部以调节物料组份。
本发明装置的工作过程如下:
开启原料水脱气罐进口前的手动阀,开始进料,观察设置于轻油气出气管道上的压力控制阀,当压力达到100KPa时开启压力控制阀,并开通氮气进气管道,用氮气置换脱气罐内轻油气送至火炬焚烧,开启10s后关闭,等待下次置换。
经原料水脱气罐脱气后的酸性水通入一个原料水罐,观察原料水罐内液位,原料水罐内部上下各设置一个液位计,当液位到达上液位计60%时置换原料水罐,两座水罐交替运行,互相切换,保证酸性水系统的持续运行。进料过程中原料水罐内的空气将通过水封装置排除,酸性水中含有的少量硫化氢和氨气溶解于水中,一段时间后返回至原料水罐中回用,并不断补充新鲜水。原料水罐工作时,分离出来的轻污油排至污油罐。当原料水罐上液位计到达60%时开启污水输送泵,将经原料水罐脱除轻污油后的污水输送至污水换热器,经污水换热器加热后进入分离塔,原料水罐顶部的单吸阀会不断从外界吸入空气,保证输送正常进行,不让罐内产生负压。
打开分离塔进料控制阀门,向分离塔内进料,调节控制阀控制进料流量。进料后,设定 硫化氢分离塔塔釜液位为60%,投自动。打开蒸汽进气管道入口阀,通氨气分离塔汽提蒸汽,,打开气相物料输送管道,使蒸汽上升至上塔,给上塔加压。待塔顶压力升至0.02MpaG时,逐渐打开硫化氢换热器的冷凝水出口调节阀,冷却硫化氢换热器内料流,此时控制塔顶压力大于0.04MpaG,不超过0.07MpaG。
待下塔塔釜液位升至20%以上,调节加热蒸汽量,给塔缓慢加热;此时适当调节塔顶冷却水量,控制塔顶压力不超过0.07MpaG。将下塔塔釜的液位设定为60%,投自动,经分离塔处理后的净化水通过净化水加压泵进入污水换热器作为热媒,冷却后的净化水分2路:一路进入净化水换热器冷凝后一部分回用至上游净化水系统部分作为氨气缓冲罐的调节液加以利用,另一部分输送至净化水送出装置;另一路净化水返回到硫化氢分离塔顶部以调节物料组份。
逐渐开大加热蒸汽调节阀,使塔釜温度逐渐上升至120℃。塔釜温度高于120℃后,硫化氢中转罐和氨气中转罐的液位达20%以上时,启动硫化氢回流泵和氨气回流泵,将硫化氢中转罐中的残液通过硫化氢回流泵回流至硫化氢分离塔的顶部,氨气中转罐中的残液通过氨气回流泵返回氨气分离塔。维持硫化氢中转罐和氨气中转罐液位为40%。待塔顶压力稳定在0.06MpaG后,将气相物料输送管道上的流量控制在不超过600kg/h。
逐步调整进料量为正常值,稳定后投自动。通过蒸汽进气管道上的调节阀调节蒸汽进量使塔釜温度稳定在122℃,将塔釜温度设定在122℃,投自动,当温度低于122℃时,逐步开大阀门,当温度高于123℃时,关小阀门,保证塔釜温度稳定在122℃。
在保证硫化氢中转罐和氨气中转罐液位和塔釜温度的前提下,逐步加大回流量,最后当污水换热器的出液口与硫化氢分离塔之间的污水流量稳定在正常值5000kg/hr时,将其投自动。
当塔釜液位大于50%时,逐渐打开分离塔净化水出口调节阀,并连锁开启净化水加压泵采出塔釜产品。塔顶压力和温度达正常值时,塔釜温度也达到正常值时,同时将分离塔净化水出口调节阀输出设为60%,投自动。
塔顶压力和温度达正常值时,塔釜温度也达到正常值时,调整污水换热器中作为热媒冷却后的净化水输出口与上塔顶之间的流量控制阀至正常值,设为5200kg/hr,投自动正常值时参数,塔顶温度和压力为96.9℃、0.16MPa;塔釜温度和压力为113.8℃、0.195MPa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种酸性水处理装置,其特征在于:包括以下单元:
1)除油脱气单元,包括原料水脱气罐(1),原料水脱气罐(1)的进液口连接原料水进液管道(15),出气口连接并联设置的氮气进气管道(16)和轻油气出气管道(17);
2)酸性水储存单元,包括原料水罐(2),原料水脱气罐(1)的酸性水出液口连接原料水罐(2)的进液口,原料水罐(2)的轻污油出口连接至污油罐(23);
3)汽提单元,包括污水换热器(3)、分离塔(4),所述分离塔(4)包括上下连接的上塔和下塔,所述上塔为硫化氢分离塔,所述下塔为氨气分离塔,硫化氢分离塔底部和氨气分离塔顶部之间设置有料液输送管道(24)和气相物料输送管道(25),氨气分离塔底部设置有蒸汽进气管道(27);原料水罐(2)的污水出口通过污水输送泵(7)连接至污水换热器(3)的进液口,污水换热器(3)的出液口连接至分离塔(4)的进液口;
4)硫化氢回收单元,包括硫化氢换热器(5)、硫化氢中转罐(6)、硫化氢回收装置(18),硫化氢分离塔塔顶的硫化氢出口连接至硫化氢换热器(5)的进气口,硫化氢换热器(5)的出气口连接至硫化氢中转罐(6)的进气口,硫化氢中转罐(6)的出气口连接至硫化氢回收装置(18),硫化氢中转罐(6)的残液出口通过硫化氢回流泵(8)回流至硫化氢分离塔塔顶;
5)氨水回收单元,包括氨气换热器(9)、氨气中转罐(10)、氨气缓冲罐(12)、氨气回收装置(19)、氨水回收装置(20),氨气分离塔塔顶的氨气出口连接至氨气换热器(9)的进气口,氨气换热器(9)的出气口连接至氨气中转罐(10)的进气口,氨气中转罐(10)的出气口连接至氨气缓冲罐(12)的进气口,氨气中转罐(10)的残液出口通过氨气回流泵(11)回流至氨气分离塔塔顶,氨气缓冲罐(12)的出气口连接氨气回收装置(19),氨气缓冲罐(12)的出液口通过氨水泵(28)连接氨水回收装置(20);
6)净化水回收单元,包括净化水换热器(14)、净化水回收装置(26),分离塔(4)的净化水出口通过净化水加压泵(13)连接至污水换热器(3)的热媒进口,热媒出口份2路:一路连接至硫化氢分离塔塔顶、一路连接至净化水换热器(14)的进液口,净化水换热器(14)的出液口分别连接至净化水回收装置(26)和氨气缓冲罐(12)的调节液进口。
2.根据权利要求1所述的一种酸性水处理装置,其特征在于:酸性水储存单元包括两个并联设置的可交替运行的原料水罐(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种酸性水处理装置,其特征在于:所述原料水罐(2)顶部的气体出口和净化水换热器(14)的出液口均管道连接至水封装置(22)内部,水封装置(22)的回流管道回流至原料水罐(2)。
4.根据权利要求1或2所述的一种酸性水处理装置,其特征在于:所述原料水罐(2)顶部设置有带有单吸阀的空气进气管道(21)。
5.一种酸性水处理方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)脱气,废水通过原料水进液管道通入原料水脱气罐,脱去废水中的轻组分;
2)预处理,将经原料水脱气罐脱气后的酸性水通入原料水罐,经原料水罐分离出来的轻污油排至污油罐;
3)汽提,将经原料水罐脱除轻污油后的污水通过污水输送泵输送至污水换热器,经污水换热器加热后进入分离塔;
4)硫化氢回收,经硫化氢分离塔分离出来的硫化氢经过硫化氢换热器冷却后,气体进入硫化氢中转罐缓冲,硫化氢中转罐内的硫化氢气体排出至硫化氢回收装置,硫化氢中转罐中的残液通过硫化氢回流泵回流至硫化氢分离塔的顶部;
5)氨水回收,硫化氢分离塔塔底含氨气的料液进入氨气分离塔进行二次分离,从氨气分离塔塔顶分离出来的氨气经过氨气换热器冷凝后,气体进入氨气中转罐缓冲,氨气中转罐内的氨气排出至氨气缓冲罐用于制备氨水,其中氨气缓冲罐中的氨气气体排出至氨气回收装置,制备的氨水通过氨水泵输送至氨水回收装置,氨气中转罐中的残液通过氨气回流泵返回氨气分离塔,氨气分离塔塔顶分离出来的部分气相物料随蒸汽一起返回硫化氢分离塔的底部调节组份;
6)净化水回收,硫化氢分离塔底部产生的净化水通过净化水加压泵进入污水换热器作为热媒,冷却后的净化水分2路:一路进入净化水换热器冷凝后一部分回用至上游净化水系统部分作为氨气缓冲罐的调节液加以利用,另一部分输送至净化水送出装置;另一路净化水返回到硫化氢分离塔顶部以调节物料组份。
6.根据权利要求5所述的一种酸性水处理方法,其特征在于:原料水罐进料过程中,原料水罐内的空气通过水封装置排除,酸性水中含有的硫化氢和氨气随空气一起进入水封装置中,溶解于水中,溶解有硫化氢和氨气的水回流至原料水罐中回用,水封装置通过净化水换热器不断补充新鲜水。
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