CN107311372A - 利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及脱硫废液处理技术领域，具体提供了一种利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其包括：将脱硫废液进行空气氧化后过滤，所得滤液为氧化废液。将氧化废液进行脱色处理后过滤，所得滤液为脱色废液。将脱色废液进行加热蒸发浓缩后过滤，所得滤液为浓缩废液，所得固体为硫酸铵。将浓缩废液进行结晶，得到硫酸铵以及硫氰酸铵。此方法通过进行空气氧化、过滤、浓缩、结晶、过滤、结晶、离心等工序提取合格的硫氰酸铵和硫酸铵，其运行成本低、操作简单、投资少，产品质量高、彻底解决了二次污染问题。

Description

利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法
技术领域
本发明涉及脱硫废液处理技术领域，具体而言，涉及一种利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法。
背景技术
目前大多数焦化厂都进行氨法脱硫都会产生大量的脱硫废液，其脱硫废液需要进一步进行处理从中提取硫酸铵、硫氰酸铵等产品。现有的方法主要通过添加硫酸或者强氧化剂把脱硫废液中的硫代硫酸铵氧化成硫酸铵，从而得到合格产品硫酸铵。但存在操作复杂，成本较高，容易产生二次污染的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，以提取合格的硫氰酸铵和硫酸铵，其运行成本低、操作简单、投资少，产品质量高、彻底解决了二次污染问题。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其包括：将脱硫废液进行空气氧化后过滤，所得滤液为氧化废液。将氧化废液进行脱色处理后过滤，所得滤液为脱色废液。将脱色废液进行加热蒸发浓缩后过滤，所得滤液为浓缩废液，所得固体为硫酸铵。将浓缩废液进行结晶，得到硫酸铵以及硫氰酸铵。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将脱硫废液通入空气氧化塔进行 空气氧化，氧化温度为60～100℃，氧化时间为1～15小时。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进料口排入，达到空气氧化塔的液位为80～90％，脱硫废液与从空气氧化塔底部通入的压缩空气进行反应，压缩空气的流量为6～20Nm3/min。
进一步地，在本发明较佳实施例中，在将脱硫废液进行空气氧化之前，对脱硫废液进行过滤，除去脱硫废液中的不溶性杂质。
进一步地，在本发明较佳实施例中，得到氧化废液、脱色废液以及浓缩废液的过滤操作均通过板框式压滤机进行过滤。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将氧化废液进行脱色处理是将氧化废液通入脱色釜中，加入活性炭，并进行加热搅拌，加热温度为60～90℃，加热搅拌时间为0.5～6.5小时。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将氧化废液在脱色釜中进行加热搅拌时，对脱色釜进行抽真空操作，控制脱色釜的真空度为-0.01～-0.1Mpa。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将脱色废液进行加热蒸发浓缩是将脱色废液通入蒸发器中进行浓缩，保持蒸发器内的真空度为-0.01～-0.1Mpa，温度为60～105℃。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将脱色废液通过蒸发器浓缩至结晶浓度。
进一步地，在本发明较佳实施例中，将浓缩废液进行结晶是将浓缩废液通入调控釜，调控釜内的温度调控至50～80℃，再进行过滤，过滤所得固体即为硫酸铵，将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，待结晶釜内的温度降至18～31℃时，放料进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
本发明实施例的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法的有益效果 是：通过将脱硫废液进行空气氧化后，使得脱硫废液中的硫代硫酸铵转化为硫酸铵，然后对过滤后的液体进行脱色和浓缩处理，从而提高了废液的纯度和浓度，为结晶过程提供了条件，再将浓缩的废液进行结晶，从而得到硫酸铵以及硫氰酸铵。本方法通过空气对脱硫废液进行氧化、再进行后续的过滤、浓缩、结晶、过滤、结晶等工序提取合格的硫氰酸铵和硫酸铵，其运行成本低、操作简单、投资少，并且由于氧化过程不用添加其他氧化剂物质，从而使得产品质量高、彻底解决了二次污染问题。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法进行具体说明。
一种利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其包括以下步骤：
S1、将脱硫废液进行空气氧化后过滤，所得滤液为氧化废液。
具体地，将脱硫废液通入空气氧化塔内，保持液位在80～90％，氧化温度为60～100℃，氧化时间为1～15小时。
其中，空气氧化塔包括塔体、进气口、出气口、进液口以及出液口，进气口、出液口均设置于塔体的底部，进气口的位置高于出液口位置，进液口、出气口均设置于塔体的顶部，出气口的位置高于进液口的位置，塔体内设置有用于空气氧化的塔内容腔，进气口、出气口、进液口以及出液口均与塔体的塔内容腔连通。塔体内还设置有进行加热的加热装置例如蒸汽盘管，通过将废液与蒸汽进行换热而进行升温。
从而在使用空气氧化塔对脱硫液体进行空气氧化时，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为80～90％，将空气优选压缩空气通过空气压缩机从空气氧化塔底部通入，压缩空气的流量为6～20Nm3/min，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.2～0.4MPa，以保证反应温度控制在60～100℃。压缩空气与自下而上的与脱硫废液进行氧化反应，反应时间持续1～15小时，反应完成后，使得形成的氧化废液中的硫代硫酸铵浓度小于1％。将反应后的废液通过板框式压滤机进行过滤，过滤后的滤液为氧化废液。
通过上述空气氧化塔完成的脱硫废液的氧化操作过程，简单方便，并且空气为清洁资源，不用添加其他氧化剂进行氧化，避免产生二次污染，且完成氧化反应的成本较低。
优选地，在将脱硫废液进行空气氧化之前，对脱硫废液进行过滤，除去脱硫废液中的不溶性杂质和悬浮硫。其过滤方式为经过板框压滤机进行过滤。对脱硫废液的过滤预处理操作，使得脱硫废液中的固定成分比较少，从而有利于空气氧化反应的进行。
S2、将氧化废液进行脱色处理后过滤，所得滤液为脱色废液。
具体地，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.01～-0.1MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为60～90℃，进行加热搅拌0.5～6.5小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液为脱色滤液。其中，脱色釜为具有搅拌以及加热的功能以及可对其内部抽真空操作的反应容器。
通过对氧化废液进行脱色处理，使得活性炭对氧化废液中的微小的杂质以及可溶性色素进行吸收，从而提高了废液中硫酸铵的纯度，以便于后续的结晶效果，以及最终产品硫酸铵和硫氰酸铵的产品质量。而上述脱色 釜进行脱色时的真空环境以及加热搅拌的操作，使得氧化废液的脱色效果达到最好，进一步提高了最终的产品的质量。
S3、将脱色废液进行加热蒸发浓缩后过滤，所得滤液为浓缩废液，所得固体为硫酸铵。
具体地，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.01～-0.1Mpa，温度为60～105℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到40～60％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液，所得固体为硫酸铵。其中，高效蒸发器具有加热以及可对其内部抽真空操作的功能。
通过对脱色废液的浓缩处理，使得废液的浓度能够到达进行结晶的浓度值，从而便于后续的结晶操作，并且在真空和高温的条件下进行浓缩，从而使得其浓缩效率大大增加。
S4、将浓缩废液进行结晶，得到硫酸铵以及硫氰酸铵。
具体地，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至50～80℃，然后再通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵，将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至18～31℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
通过硫酸铵和硫氰酸铵在水中的溶解度的不同，从而使得二者在不同的温度下析出，进行结晶，完成二者的分离，从而得到合格的硫酸铵以及硫氰酸铵产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例中，首先，将脱硫废液通过板框压滤机进行过滤，除去脱硫 废液中的不溶性杂质和悬浮硫。
其次，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为85％，通过空气压缩机将流量为10Nm3/min的压缩空气从空气氧化塔的进气口通入，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.2MPa的水蒸汽，反应温度为97℃，进行反应5小时，打开出液口的阀门，将反应后的废液进行通过板框式压滤机进行过滤，得到氧化废液。
之后，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.05MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为75℃，进行加热搅拌3小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液为脱色滤液。
之后，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.05Mpa，温度为85℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到52％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液。
然后，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至60℃，然后再进行通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵。再将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至22℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
其中，所得硫酸铵产品的N含量为20.6％，硫酸铵中的硫氰酸铵的含量为0.3％，所得硫氰酸铵产品的纯度为98.6％。
实施例2
本实施例中，首先，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为90％，通过空气压缩机将流量为20Nm3/min的压缩 空气从空气氧化塔的进气口通入，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.4MPa的水蒸汽，反应温度为100℃，进行反应4小时，打开出液口的阀门，将反应后的废液进行通过板框式压滤机进行过滤，得到氧化废液。
其次，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.1MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为90℃，进行加热搅拌4小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液为脱色滤液。
之后，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.1Mpa，温度为105℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到60％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液。
然后，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至65℃，然后再进行通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵。再将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至18℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
其中，所得硫酸铵产品的N含量为20.9％，硫酸铵中的硫氰酸铵的含量为0.1％，所得硫氰酸铵产品的纯度为98.2％。
实施例3
本实施例中，首先，将脱硫废液通过板框压滤机进行过滤，除去脱硫废液中的不溶性杂质和悬浮硫。
其次，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为80％，通过空气压缩机将流量为6Nm3/min的压缩空气从空气氧化塔的进气口通入，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.3MPa的 水蒸汽，反应温度为80℃，进行反应15小时，打开出液口的阀门，将反应后的废液进行通过板框式压滤机进行过滤，得到氧化废液。
之后，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.01MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为60℃，进行加热搅拌0.5小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液为脱色滤液。
之后，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.01Mpa，温度为75℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到50％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液。
然后，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至55℃，然后再进行通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵。再将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至26℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
其中，所得硫酸铵产品的N含量为20.5％，硫酸铵中的硫氰酸铵的含量为0.2％，所得硫氰酸铵产品的纯度为98.5％。
实施例4
本实施例中，首先，将脱硫废液通过板框压滤机进行过滤，除去脱硫废液中的不溶性杂质和悬浮硫。
其次，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为88％，通过空气压缩机将流量为15Nm3/min的压缩空气从空气氧化塔的进气口通入，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.25MPa的水蒸汽，反应温度为85℃，进行反应10小时，打开出液口的阀门，将反 应后的废液进行通过板框式压滤机进行过滤，得到氧化废液。
之后，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.08MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为83℃，进行加热搅拌6.5小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液为脱色滤液。
之后，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.03Mpa，温度为77℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到55％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液。
然后，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至68℃，然后再进行通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵。再将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至24℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
其中，所得硫酸铵产品的N含量为20.8％，硫酸铵中的硫氰酸铵的含量为0.4％，所得硫氰酸铵产品的纯度为98.8％。
实施例5
本实施例中，首先，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为83％，通过空气压缩机将流量为9Nm3/min的压缩空气从空气氧化塔的进气口通入，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.33MPa的水蒸汽，反应温度为89℃，进行反应7小时，打开出液口的阀门，将反应后的废液进行通过板框式压滤机进行过滤，得到氧化废液。
其次，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.06MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为78℃，进 行加热搅拌3.8小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液为脱色滤液。
之后，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.1Mpa，温度为90℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到58％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液。
然后，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至63℃，然后再进行通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵。再将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至22℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
其中，所得硫酸铵产品的N含量为20.7％，硫酸铵中的硫氰酸铵的含量为0.5％，所得硫氰酸铵产品的纯度为98.5％。
实施例6
本实施例中，首先，将脱硫废液通过板框压滤机进行过滤，除去脱硫废液中的不溶性杂质和悬浮硫。
其次，将脱硫废液从空气氧化塔顶部的进液口排入，保持空气氧化塔的液位为86％，通过空气压缩机将流量为18Nm3/min的压缩空气从空气氧化塔的进气口通入，关闭出液口，蒸汽盘管中通入的蒸汽压力为0.28MPa的水蒸汽，反应温度为93℃，进行反应12小时，打开出液口的阀门，将反应后的废液进行通过板框式压滤机进行过滤，得到氧化废液。
之后，将氧化废液通入脱色釜中，加入粉状的活性炭，并进行抽真空操作，真空度控制在-0.04MPa，同时进行加热搅拌，加热温度为69℃，进行加热搅拌5.3小时，然后放料通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得滤液 为脱色滤液。
之后，将脱色废液通入高效蒸发器中进行浓缩，浓缩的条件是保持蒸发器内的真空度为-0.06Mpa，温度为72℃，每隔1个小时对蒸发器内的盐分浓度进行检测，当盐分浓度达到58％时，放料通过板框压滤机进行过滤，所得滤液为浓缩废液。
然后，将浓缩废液通入调控釜，将调控釜内的温度调节至68℃，然后再进行通过板框压滤机进行过滤，过滤后所得固体即为硫酸铵。再将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，边结晶边降温，待结晶釜内的温度降至20℃时，放出料液，将料液通入离心机中进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
其中，所得硫酸铵产品的N含量为21％，硫酸铵中的硫氰酸铵的含量为0.7％，所得硫氰酸铵产品的纯度为98.8％。
综上所述，通过将脱硫废液进行空气氧化后，使得脱硫废液中的硫代硫酸铵转化为硫酸铵，然后对过滤后的液体进行脱色和浓缩处理，从而提高了废液的纯度和浓度，为结晶过程提供了条件，再将浓缩的废液进行结晶，从而得到硫酸铵以及硫氰酸铵。本方法通过空气对脱硫废液进行氧化、再进行后续的过滤、浓缩、结晶、过滤、结晶等工序提取合格的硫氰酸铵和硫酸铵，并且硫酸铵以及硫氰酸铵的纯度较高，产品质量非常好，此外，其运行成本低、操作简单、投资少，并且由于氧化过程不用添加其他氧化剂物质，从而使得产品质量高、彻底解决了二次污染问题。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。

Claims (10)

1.一种利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，包括：
将脱硫废液进行空气氧化后过滤，所得滤液为氧化废液；
将所述氧化废液进行脱色处理后过滤，所得滤液为脱色废液；
将所述脱色废液进行加热蒸发浓缩后过滤，所得滤液为浓缩废液，所得固体为硫酸铵；
将所述浓缩废液进行结晶，得到硫酸铵以及硫氰酸铵。
2.根据权利要求1的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，将所述脱硫废液通入空气氧化塔进行空气氧化，氧化温度为60～100℃，氧化时间为1～15小时。
3.根据权利要求2所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，将所述脱硫废液从所述空气氧化塔顶部的进料口排入，达到所述空气氧化塔的液位为80～90％，所述脱硫废液与从所述空气氧化塔底部通入的压缩空气进行反应，所述压缩空气的流量为6～20Nm3/min。
4.根据权利要求1所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，在将所述脱硫废液进行空气氧化之前，对所述脱硫废液进行过滤，除去所述脱硫废液中的不溶性杂质。
5.根据权利要求1所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，得到所述氧化废液、所述脱色废液以及所述浓缩废液的过滤操作均通过板框式压滤机进行过滤。
6.根据权利要求1所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，将所述氧化废液进行脱色处理是将所述氧化废液通入脱色釜中，加入活性炭，并进行加热搅拌，加热温度为60～90℃，加热搅拌时间为0.5～6.5小时。
7.根据权利要求6所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其 特征在于，将所述氧化废液在所述脱色釜中进行加热搅拌时，对所述脱色釜进行抽真空操作，控制所述脱色釜的真空度为-0.01～-0.1Mpa。
8.根据权利要求1所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，将所述脱色废液进行加热蒸发浓缩是将所述脱色废液通入蒸发器中进行浓缩，保持所述蒸发器内的真空度为-0.01～-0.1Mpa，温度为60～105℃。
9.根据权利要求8所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，将所述脱色废液通过所述蒸发器浓缩至结晶浓度。
10.根据权利要求1所述的利用空气氧化实现脱硫废液提盐的方法，其特征在于，将所述浓缩废液进行结晶是将所述浓缩废液通入调控釜，调控所述调控釜内的温度至50～80℃，再进行过滤，过滤所得固体即为硫酸铵，将过滤后所得滤液通入结晶釜进行结晶，待所述结晶釜内的温度降至18～31℃时，放料进行离心甩干，离心甩干后得到的固体即为硫氰酸铵。
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