CN104528973A - 一种含油含硫污水处理系统及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含油含硫污水处理系统及其处理工艺，所述污水处理系统包括油水分离器、控制油水分离器小筒体内液面高度的液位界面自动控制系统、与油水分离器油相出口连接的废油罐、与油水分离器水相出口连接的缓冲罐、与缓冲罐连接的输送系统、与输送系统连接的强化吹脱装置、与强化吹脱装置气体出口连接的吸收装置以及与强化吹脱装置液体出口连接的净化废水储罐。本发明处理系统具有结构简单、占地面积小、设备投资资金少等优点；物料停留时间短、易于操作、气液比小、吹脱效率高等优点，且处理后的含硫污水能达到排放标准。

Description

一种含油含硫污水处理系统及其处理工艺

技术领域

本发明涉及一种含油含硫污水处理系统及其处理工艺，特别涉及炼油行业含油含硫污水处理系统及其处理工艺。

背景技术

在加工含硫原油时，常减压、催化裂化、延迟焦化、加氢精制等装置都要排出大量含油酸性水，这些污水必须经过预处理，进行油水分离后，将酸性水中的硫化氢含量降到一定值，才可以排放至污水处理场进一步处理，以达到污水排放标准，减少污染、保护环境。

油水分离方法主要有：

重力分离：由于油水的相对密度不同，当相对较轻的组分处于层流状态时，较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降；为保证沉降效果，需使用较大的沉降罐，以便于增长停留时间。

离心分离：利用油水密度的不同，使高速旋转的油水混合液产生不同的离心力，从而使油与水分开；由于离心设备需要达到非常高的转速，从而产生高达几百倍重力加速度的离心力，因此离心设备投资较高，能耗高。

电脱分离：将乳状液置于在高压的交流或直流电场中，乳状液的界面膜强度被消弱，促进分散相的碰撞、合并，最终聚结成粒径较大的液滴，从主要相中分离出来；由于用电蒸发处理分散相含量较高的乳状液时，会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度，所以，电脱法不能独立使用，只能作为其它处理方法的后序工艺。

气浮分离：附在油滴上的气泡形成油-气颗粒，气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大，且颗粒直径比原有油滴大，颗粒密度代替油密度可使上升速度明显提高。但该工艺应用条件较苛刻，所需气源较多。

除硫工艺主要有：

碱液吸收法：利用S₂-在酸性条件下转化为硫化氢气体，再利用氢氧化钠溶液吸收生成NaHS回收；碱吸收法有H₂S产生，故对设备耐腐蚀性、密封性要求较高，而且单独使用该法对硫化物的去除率不高。

化学沉淀法：利用金属离子与S2-反应生成难溶的硫化物沉淀的分离方法，沉淀药剂主要有三价铁盐、二价铁盐、铜盐或钙盐等(如氯化铁、硫酸亚铁、氯化铜、石灰乳等)，由于生成的沉淀颗粒小，沉淀性能较差，易穿透滤层而影响出水水质。

真空抽提法：在pH≤4的条件下，使污水中硫化物全部转化成H₂S，然后在一定温度和负压条件下使H₂S与水分离；该法脱硫效果较好，但是必须加酸控制pH值，使硫化物尽可能以H₂S形式存在，对设备要求高，需要抽气设备和负压设备，其基建投资及设备运行费用太高。

空气氧化法：利用空气中的氧气氧化污水中有机物和还原性物质的一种处理方法。但空气氧化法反应时间长，能耗较大。

化学氧化法：通过投加强氧化剂以去除污水中的还原性污染物。

汽提法：利用H₂S在水中溶解度小的特点，用水蒸汽等降低H₂S的气相分压，使H₂S与水分离；对于含硫污水的处理，水蒸汽汽提法因效果明显、操作简单、无二次污染(污染物硫化氢和氨以副产品的形式回收)而在国内外占主导地位。

以上工艺中，容易出现原料消耗大，能耗高，设备管道易腐蚀等各种不利因素，造成含油含硫污水处理成本高等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、能耗低、能同时进行除油除硫且吹脱效率高的一种含油含硫污水处理系统及其处理工艺。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种含油含硫污水处理系统，所述污水处理系统包括：

一油水分离器，所述油水分离器包括：

一筒体；

一设置在筒体一端上侧的物料进口，所述物料进口上设有物料进口阀门，所述物料进口的一端连接一进料管，所述进料管上设有流量计；

一与物料进口另一端连接的进口件，所述进口件通过法兰与物料进口端连接，并延伸至筒体的中部；

一与进口件连接的整流器；

一设置在整流器后方的纤维填料段，所述纤维填料段通过焊接在筒体内的填料段支架进行固定；

一设置在纤维填料段后方的折流板组段，所述折流板组段通过焊接在筒体内的板组支架进行固定；

一设置在折流板组段后方的沉降段，所述沉降段为液液分离提供足够的停留时间，防止轻相和重相相互夹带；

一设置在筒体一端顶部外侧面上的小筒体，所述小筒体的下端与筒体内部导通，所述小筒体的顶部设有油相出口；一设置在筒体一端底部的水相出口，所述水相出口上设有水相出口阀门；

一控制油水分离器小筒体内液面高度的液位界面自动控制系统；

一与油水分离器油相出口连接的废油罐；

一与油水分离器水相出口连接的缓冲罐；

一与缓冲罐连接的输送系统；

一与输送系统连接的强化吹脱装置，所述强化吹脱装置包括：

一具有内腔的壳体，所述壳体的顶部设有液体进口、气体出口以及压力表；所述壳体的底部设有液体出口和气体进口；所述液体进口通过输送系统与缓冲罐连接，所述气体进口与吹脱气源连接；

一设置在壳体外部的旋转动力结构；

一设置在壳体内腔内的转鼓，所述转鼓内设有圆柱形的旋转填料，所述转鼓的下部设有转轴，所述转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体与旋转动力结构连接；

一设置在壳体内腔中心位置的液体分布器，所述液体分布器位于旋转填料的内环之内并于旋转填料的内环之间留有间隙；

一与强化吹脱装置气体出口连接的吸收装置；

一与强化吹脱装置液体出口连接的净化废水储罐。

在本发明的一个实施例中，所述液位界面自动控制系统由远传功能的界面计、自动调节阀以及闸阀组成。

在本发明的一个实施例中，所述输送系统由泵、排污阀、止回阀、球阀以及压力表组成。

在本发明的一个实施例中，所述整流器为分布有10～100mm直径开孔的钢板，其焊接在筒体的内部。

在本发明的一个实施例中，所述筒体的底部设有排污口，所述筒体上设有两个人孔，所述筒体上设有若干界面计口，所述界面计口上设有远程功能的界面计，所述筒体的顶部设有安全阀口，所述筒体的顶部设有排空口。

在本发明的一个实施例中，所述旋转填料的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2。

在本发明的一个实施例中，所述旋转填料由金属材质、金属外包非金属材质或非金属材质制成。

在本发明的一个实施例中，所述转轴与壳体之间设有机械密封装置，所述旋转动力结构通过连轴传动、皮带轮传动或者齿轮传动。

一种含油含硫污水处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤：

(1)在1～6barg的操作压力下，将含油含硫污水通过进料管输送至油水分离器，并通过物料进口阀门和流量计调节油水分离器的进口流量，保证物料在设备中进行层流流动，依次流过纤维填料段及折流板组段，通过纤维填料段的倍增作用增大分散相液滴大小，及折流板组段的浅池沉降作用缩短沉降时间，实现高效油水分离；然后通过液位界面自动控制系统中现场远传界面计的界面信号，与DCS系统中的自动控制模块连锁控制相应的调节阀动作，从而保证小筒体内的液液界面稳定，将分离出的油相通过小筒体的油相出口排到废油罐内，将除油后的水相通过水相出口排到缓冲罐内；

(2)进入缓冲罐内的水相通过输送系统经流量计后被输送至强化吹脱装置，在水相进入到强化吹脱装置内的同时调节进气阀门通入气源，水相通过液体分布器在转鼓内径处均布分布，水相和吹脱气在旋转填料中充分接触，降低H₂S在气相中的分压，使水中溶解性气体H₂S向气相转移，从而将水相中的硫转移到吹脱气中，吹脱后的气体从气体出口排出，送入吸收系统内，得到的净化后的水相通过液体出口进入净化废水储罐。

在本发明的一个实施例中，所述气源为空气、水蒸气、煤气或天然气。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明处理系统具有结构简单、占地面积小、设备投资资金少等优点；物料停留时间短、易于操作、气液比小、吹脱效率高等优点，且处理后的含硫污水能达到排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明含油含硫废水处理工艺流程图；

图2为本发明油水分离器结构示意图；

图3为本发明强化吹脱装置结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

100、油水分离器 110、筒体 111、物料进口 112、物料进口阀门 113、流量计 114、进口件 115、排污口 116、人孔 117、界面计口 118、安全阀口 119、排空口 120、整流器 130、纤维填料段 131、填料段支架140、折流板组段 141、板组支架 150、沉降段 160、小筒体 161、油相出口 170、水相出口 171、水相出口阀门 200、液位界面自动控制系统300、废油罐 400、缓冲罐 500、输送系统 600、强化吹脱装置 610、壳体 611、液体进口 612、气体出口 613、压力表 614、液体出口 615、气体进口 620、转鼓 630、旋转填料 640、转轴 650、液体分布器 700、吸收装置 800、净化废水储罐 900、下游设备 1000、含油含硫污水 1100、气源 1110、进气阀门。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1所示，本发明公开了一种含油含硫污水处理系统，污水处理系统包括油水分离器100、与油水分离器100连接且控制油水分离器小筒体内液面高度的液位界面自动控制系统200、与油水分离器100油相出口连接的废油罐300、与油水分离器100水相出口连接的缓冲罐400、与缓冲罐400连接的输送系统500、与输送系统500连接的强化吹脱装置600、与强化吹脱装置600气体出口连接的吸收装置700以及与强化吹脱装置600液体出口连接的净化废水储罐800；油水分离器100负责对含油含硫污水进行油水分离；液位界面自动控制系统200由远传功能的界面计、自动调节阀以及闸阀组成(图中未标出)；废油罐300用于收集油水分离器分离出来的油相，缓冲罐400用于收集油水分离器分离出来的水相；输送系统500由泵、排污阀、止回阀、球阀以及压力表组成(图中未标出)，输送系统用于将缓冲罐内的水相输送至强化吹脱装置，强化吹脱装置600用于分离水相中的硫，吸收装置700用于收集从强化吹脱装置中出来的气体，净化废水储罐800用于收集去硫后的水相。

参见图2所示，本发明油水分离器100包括筒体110、设置在筒体100一端上侧的物料进口111、与物料进口111另一端连接的进口件114、与进口件114连接的整流器120、设置在整流器120后方的纤维填料段130、设置在纤维填料段130后方的折流板组段140、设置在折流板组段140后方的沉降段150、设置在筒体110一端顶部外侧面上的小筒体160以及设置在筒体110一端底部的水相出口170；筒体110的底部设有排污口115，筒体110上设有两个人孔116，筒体110上设有若干界面计口117，界面计口117上设有远程功能的界面计，筒体110的顶部设有安全阀口118，筒体110的顶部设有排空口119；物料进口111上设有物料进口阀门112，物料进口111的一端连接一进料管(图中未标出)，进料管上设有流量计113；进口件114通过法兰与物料进口端连接，并延伸至筒体的中部；整流器120为分布有10～100mm直径开孔的钢板，其焊接在筒体的内部；纤维填料段130通过焊接在筒体内的填料段支架131进行固定，物料通过纤维填料段后分散相小液滴聚结变大；折流板组段140通过焊接在筒体内的板组支架141进行固定，物料通过折流板组段后在浅池沉降作用下，降低沉降时间；沉降段150为液液分离提供足够的停留时间，防止轻相和重相相互夹带；小筒体130的下端与筒体110内部导通，小筒体160的顶部设有油相出口161；水相出口170上设有水相出口阀门171。

参见图3所示，本发明强化吹脱装置600包括具有内腔的壳体610、设置在壳体610外部的旋转动力结构(图中未标出)、设置在壳体610内腔内的转鼓620以及设置在壳体610内腔中心位置的液体分布器650；壳体610的顶部设有液体进口611、气体出口612以及压力表613；壳体610的底部设有液体出口614和气体进口615；液体进口611通过输送系统与缓冲罐连接，气体进口615与气源1100连接；转鼓620内设有圆柱形的旋转填料630，进入旋转填料的液体被高速旋转的填料撕成极薄的液膜、液丝和液滴，产生巨大的相接触面积；转鼓620的下部设有转轴640，转轴640与转鼓620同心连接并且下端穿出壳体610与旋转动力结构连接，转轴640与壳体610之间设有机械密封装置(图中未标出)，旋转动力结构通过连轴传动、皮带轮传动或者齿轮传动；液体分布器650位于旋转填料630的内环之内并于旋转填料630的内环之间留有间隙，使液体分布范围增大，雾化效果更好，同时防止旋转过程中分布器与填料接触；旋转填料630的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2，其用于防止填料浸没在物料中，造成旋转填料运行过载；旋转填料由金属材质、金属外包非金属材质或非金属材质制成，其当然也可根据物料腐蚀性强弱选择相应材质的旋转填料。

实施例1

本发明含油含硫污水处理工艺步骤如下：

(1)在1.5barg的操作压力下，将含油含硫污水1000以800L/h的流量通过进料管输送至油水分离器100，关闭油水分离器100的水相出口阀门171，并打开油相出口161，通过物料进口阀门112和流量计113调节油水分离器100的进口流量，保证污水在设备中进行层流流动，并依次流过纤维填料段130及折流板组段140，通过纤维填料段130的倍增作用增大分散相液滴大小，及折流板组段的浅池沉降作用缩短沉降时间，实现高效油水分离；然后通过液位界面自动控制系统200中现场远传界面计的界面信号，与DCS系统中的自动控制模块连锁控制相应的调节阀动作，从而保证小筒体160内的液液界面稳定，采用红外测油仪测得物料进口处未溶解油相含量为823ppm，油相出口处未溶解油相含量为75pmm，此油水分离器为静设备，无需任何动力，能连续运行；然后将分离出的油相通过小筒体的油相出口161排到废油罐300内，并进入下游设备900，将除油后的水相通过水相出口170排到缓冲罐400内。

(2)然后启动强化吹脱装置600，调节电机变频器使旋转填料630转速至600r/min，持续5分钟后，调节进气阀门1110将空气经由流量计并从气体进口615引入强化吹脱装置内，空气流量为800Nm3/h；同时打开液体进口611将废水由缓冲罐400中经由输送系统500和液体流量计送入强化吹脱装置，废水流量为800L/h；水相通过液体分布器650在转鼓620内径处均布分布，水相和吹脱气在旋转填料630中充分接触，降低H₂S在气相中的分压，使水中溶解性气体H₂S向气相转移，从而将水相中的硫转移到吹脱气中，吹脱后的气体从气体出口612排出，送入吸收装置700后进入下游设备900，得到的净化后的水相通过液体出口614进入净化废水储罐800并送入下游设备900；当体系稳定30min后，测得液体进口处水相中硫含量为1200ppm，液体出口处水相中硫含量为290ppm。

实施例2

本发明含油含硫污水处理工艺步骤如下：

(1)在2barg操作压力下，将含油含硫污水1000以800L/h的流量通过进料管输送至油水分离器100，关闭油水分离器100的水相出口阀门171，并打开油相出口161，通过物料进口阀门112和流量计113调节油水分离器100的进口流量，物料通过进口件114和整流器120的作用，在设备中进行层流流动，并依次流过纤维填料段130及折流板组段140，通过纤维填料段的倍增作用增大分散相液滴大小，及折流板组段的浅池沉降作用缩短沉降时间，实现高效油水分离；然后通过液位界面自动控制系统200中现场远传界面计的界面信号，与DCS系统中的自动控制模块连锁控制相应的调节阀动作，从而保证小筒体160内的液液界面稳定，采用红外测油仪测得物料进口处未溶解油相含量为796ppm，油相出口处未溶解油相含量为81pmm；此油水分离器为静设备，无需任何动力，能连续运行；然后将分离出的油相通过小筒体的油相出口161排到废油罐300内，并进入下游设备900，将除油后的水相通过水相出口170排到缓冲罐400内。

(2)然后启动强化吹脱装置600，调节电机变频器使旋转填料630转速至800r/min，持续5分钟后，调节进气阀门1110将空气经由流量计并从气体进口615引入强化吹脱装置内，空气流量为800Nm3/h；同时打开液体进口611将废水由缓冲罐400中经由输送系统500和液体流量计送入强化吹脱装置，废水流量为800L/h；水相通过液体分布器650在转鼓620内径处均布分布，水相和吹脱气在旋转填料630中充分接触，降低H₂S在气相中的分压，使水中溶解性气体H₂S向气相转移，从而将水相中的硫转移到吹脱气中，吹脱后的气体从气体出口612排出，送入吸收装置700后进入下游设备900，得到的净化后的水相通过液体出口614进入净化废水储罐800并送入下游设备900；当体系稳定30min后，测得液体进口处水相中硫含量为1173ppm，液体出口处水相中硫含量为230ppm。

由上述两个实施例可知，旋转填料630的转速越高，该工艺的去硫效果更好。

本发明上述两实施例中的气源可以为空气、水蒸气、煤气或天然气。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括：

一油水分离器，所述油水分离器包括：

一筒体；

一设置在筒体一端上侧的物料进口，所述物料进口上设有物料进口阀门，所述物料进口的一端连接一进料管，所述进料管上设有流量计；

一与物料进口另一端连接的进口件，所述进口件通过法兰与物料进口端连接，并延伸至筒体的中部；

一与进口件连接的整流器；

一设置在整流器后方的纤维填料段，所述纤维填料段通过焊接在筒体内的填料段支架进行固定；

一设置在纤维填料段后方的折流板组段，所述折流板组段通过焊接在筒体内的板组支架进行固定；

一设置在折流板组段后方的沉降段，所述沉降段为液液分离提供足够的停留时间，防止轻相和重相相互夹带；

一设置在筒体一端顶部外侧面上的小筒体，所述小筒体的下端与筒体内部导通，所述小筒体的顶部设有油相出口；

一设置在筒体一端底部的水相出口，所述水相出口上设有水相出口阀门；

一控制油水分离器小筒体内液面高度的液位界面自动控制系统；

一与油水分离器油相出口连接的废油罐；

一与油水分离器水相出口连接的缓冲罐；

一与缓冲罐连接的输送系统；

一与输送系统连接的强化吹脱装置，所述强化吹脱装置包括：

一具有内腔的壳体，所述壳体的顶部设有液体进口、气体出口以及压力表；所述壳体的底部设有液体出口和气体进口；所述液体进口通过输送系统与缓冲罐连接，所述气体进口与吹脱气源连接；

一设置在壳体外部的旋转动力结构；

一设置在壳体内腔内的转鼓，所述转鼓内设有圆柱形的旋转填料，所述转鼓的下部设有转轴，所述转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体与旋转动力结构连接；

一设置在壳体内腔中心位置的液体分布器，所述液体分布器位于旋转填料的内环之内并于旋转填料的内环之间留有间隙；

一与强化吹脱装置气体出口连接的吸收装置；

一与强化吹脱装置液体出口连接的净化废水储罐。

2.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述液位界面自动控制系统由远传功能的界面计、自动调节阀以及闸阀组成。

3.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述输送系统由泵、排污阀、止回阀、球阀以及压力表组成。

4.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述整流器为分布有10～100mm直径开孔的钢板，其焊接在筒体的内部。

5.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述筒体的底部设有排污口，所述筒体上设有两个人孔，所述筒体上设有若干界面计口，所述界面计口上设有远程功能的界面计，所述筒体的顶部设有安全阀口，所述筒体的顶部设有排空口。

6.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述旋转填料的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2。

7.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述旋转填料由金属材质、金属外包非金属材质或非金属材质制成。

8.根据权利要求1所述的一种含油含硫污水处理系统，其特征在于，所述转轴与壳体之间设有机械密封装置，所述旋转动力结构通过连轴传动、皮带轮传动或者齿轮传动。

9.一种含油含硫污水处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括如下步骤：

(1)在1～6barg的操作压力下，将含油含硫污水通过进料管输送至油水分离器，并通过物料进口阀门和流量计调节油水分离器的进口流量，保证物料在设备中进行层流流动，依次流过纤维填料段及折流板组段，通过纤维填料段的倍增作用增大分散相液滴大小，及折流板组段的浅池沉降作用缩短沉降时间，实现高效油水分离；然后通过液位界面自动控制系统中现场远传界面计的界面信号，与DCS系统中的自动控制模块连锁控制相应的调节阀动作，从而保证小筒体内的液液界面稳定，将分离出的油相通过小筒体的油相出口排到废油罐内，将除油后的水相通过水相出口排到缓冲罐内；

(2)进入缓冲罐内的水相通过输送系统经流量计后被输送至强化吹脱装置，在水相进入到强化吹脱装置内的同时调节进气阀门通入气源，水相通过液体分布器在转鼓内径处均布分布，水相和吹脱气在旋转填料中充分接触，降低H₂S在气相中的分压，使水中溶解性气体H₂S向气相转移，从而将水相中的硫转移到吹脱气中，吹脱后的气体从气体出口排出，送入吸收系统内，得到的净化后的水相通过液体出口进入净化废水储罐。

10.根据权利要求9所述的一种含油含硫污水处理工艺，其特征在于，所述气源为空气、水蒸气、煤气或天然气。