CN114988552A - 一种废碱液的处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工环保技术领域，公开了一种废碱液的处理系统和方法。该系统包括预反应+反应子系统、含氧气体供应子系统、进料子系统、蒸汽子系统、减压分离子系统、冷却水子系统和换热子系统；预反应+反应子系用于废碱液中待处理物质的氧化；含氧气体供应子系统用于为系统中的反应提供所需氧气；进料子系统用于为系统提供所需压力的废碱液；蒸汽子系统用于为系统中的反应提供热量；冷却水子系统用于罐底液相产物的冷却；换热子系统用于进出料之间的热量交换。本发明的系统和方法具有处理水量大，操作灵活，适用性强，氧化效果好，含氧气体消耗低，且不堵塞管线和设备，装置运行稳定，能耗及操作费用低等优点。

Description

一种废碱液的处理系统和方法
技术领域
本发明属于化工环保技术领域，具体地，涉及一种废碱液的处理系统和方法。
背景技术
煤化工、石油化工等加工过程中通常采用氢氧化钠除去除油品中的硫化物和酸性物质，因而产生大量的废碱液。此类废碱液具有成分复杂、COD高、不易降解等特点，同时含有高浓度的无机盐、硫化物、氢氧化钠、苯类、酚类、石油类等有害物质。
目前对废碱液的处理方法主要有湿式氧化法、中和法及焚烧法三种。湿式氧化法是废碱液在高温、高压条件下，以氧气为氧化剂，将废碱液中的二硫化物转化为硫化物、有机物氧化为水和二氧化碳等，以达到脱臭或无害化的目的。该法的优点在于转化效率高，不足之处在于设备材质高、投资大、操作能耗高，对部分有机物、COD去除能力有限。中和法是利用酸碱中和原理，利用外加酸对废碱液进行中和，产生的气体送入火炬系统焚烧，中和后的液相送污水处理厂处理。中和法的优点在于处理工艺简单，不足之处在于中和后的废碱液由于盐含量高，对下游污水处理厂冲击较大。焚烧法是在焚烧炉中，常压、高温条件下将有机物转化为水和二氧化碳，硫化物转化为硫酸盐，氢氧化钠转化为碳酸钠。焚烧法的优势在于操作简单，流程短，可以达标排放，不足之处在于能耗较大、投资大。
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因此，针对现有技术中，废碱液中存在的微量烯烃和黄油容易造成废碱液处理装置的换热管结垢、堵塞，以及现有技术的废碱液处理装置操作能耗高、氧化效果差、运行不稳定、操作弹性小、不易控制、换热效率低和运行周期长等问题。亟待提出一种新的废碱液处理系统和方法，使废碱液中需要被氧化的硫化物和COD能顺利被去除，达到节能减排，装置稳定运行的效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种废碱液的处理系统和方法。本发明的系统和方法具有处理水量大，操作灵活，适用性强，氧化效果好，含氧气体消耗低，且不堵塞管线和设备，装置运行稳定，能耗及操作费用低等优点。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种废碱液的处理系统，该系统包括预反应+反应子系统、含氧气体供应子系统、进料子系统、蒸汽子系统、减压分离子系统、冷却水子系统和换热子系统；
所述预反应+反应子系统包括预反应器和反应器，用于废碱液中待处理物质的氧化；
所述含氧气体供应子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供所需氧气；
所述进料子系统包括原料罐和与其连接的预反应器进料泵，用于为所述预反应+反应子系统提供所需压力的废碱液；
所述蒸汽子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供热量；
所述减压分离子系统包括预闪蒸罐和闪蒸罐，所述预闪蒸罐设置于所述预反应器和所述反应器之间，所述闪蒸罐设置于所述反应器下游；
所述冷却水子系统包括水冷器，用于闪蒸罐罐底液相产物的冷却；
所述换热子系统包括第一进出料换热器，用于反应器进出料之间的热量交换，以及任选地包括第二进出料换热器，用于闪蒸罐罐底液相产物和预反应器进料之间的热量交换。
本发明另一方面提供了一种废碱液的处理方法，该方法包括如下步骤：
S1：提供至少一种废碱液，所述废碱液为含有需氧化成分的含水混合物；
S2：将该废碱液升压，升压后的废碱液与预氧化反应用含氧气体以及预氧化反应用加热蒸汽从底部送入预反应器中，进行预氧化反应，并将得到的预氧化反应产物降压后送入预闪蒸罐中进行气液分离，得到预闪蒸罐罐底液相产物和预闪蒸罐罐顶气相产物；
S3：预闪蒸罐罐底液相产物经反应器进料泵升压并与氧化反应产物换热升温后，与压缩升压后的氧化反应用含氧气体以及任选的氧化反应用加热蒸汽从底部送入反应器，进行氧化反应，得到的氧化反应产物从反应器顶部离开，经换热降温和降压后输送至闪蒸罐中进行气液分离，得到闪蒸罐罐底液相产物和闪蒸罐罐顶气相产物；
S4：所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后送入下游污水处理装置，或者，与所述升压后的废碱液换热降温后，再经冷却处理并送入下游污水处理装置。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
1、本发明提出的废碱液处理方法与系统，通过设置两级反应器，易氧化或易去除物质可以在条件较为温和的预反应器中去除，同时预反应器中可以通入氧含量较低的气体，不仅可以避免堵塞后续管线和设备，提高了换热效率和长周期稳定运行时间，降低了反应器中的苛刻度，而且实现了不同氧含量气体的梯级利用。
2、本发明提出的废碱液处理方法与系统，所述闪蒸罐液相产物可以与预反应原料换热，提高预反应进料温度，分离出的闪蒸罐气相产物可以部分送入预反应器，提高了整个废碱氧化系统的氧气利用效率和能量利用效率，降低氧气供给系统的规模，进而降低投资。
3、本发明提出的废碱液处理方法与系统，在预反应器和反应器底部均连接有加热蒸汽输送管线，一方面可以为反应初始阶段提供所需热量，另一方面当反应器内温度较低时，可以通过蒸汽子系统向预反应器和反应器补充蒸汽以提高物料温度，加速氧化反应的进行，确保待氧化物质完全反应。
4、本发明提出的废碱液处理方法为湿式氧化方法，具有处理水量大、适用性强、装置运行稳定、能耗及操作费用低、占地面积小等优点。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明实施例1提供的一种废碱液的处理系统的示意图。
图2示出了本发明实施例2提供的一种废碱液的处理系统的示意图。
图3示出了本发明实施例3提供的一种废碱液的处理系统的示意图。
图4示出了本发明实施例4提供的一种废碱液的处理系统的示意图。
图5示出了本发明实施例5提供的一种废碱液的处理系统的示意图。
附图标记说明如下：
1-废碱液；2-预反应器进料输送管线；3-预反应器产物输送管线；4-预闪蒸罐气相产物输出管线；5-预闪蒸罐液相产物输出管线；6-反应器进料输送管线；7-反应器产物输送管线；8-反应器减压阀；9-闪蒸罐液相产物输出管线；10-冷却液相产物输送管线；11-闪蒸罐气相产物输出管线；12-预反应器加热蒸汽输送管线；13-反应器加热蒸汽输送管线；14-预反应器含氧气体输送管线；15-压缩气体输送管线；16-反应器含氧气体输送管线；17-预反应器回流气体输送管线；101-原料罐；102-预反应器进料泵；103-预反应器；104-预反应器减压阀；105-预闪蒸罐；106-反应器；107-闪蒸罐；108-气体压缩机；109-水冷器；110-第一进出料换热器；111-第二进出料换热器；112-预反应器阀门；113-预反应器温度检测控制器；114-反应器阀门；115-反应器温度检测控制器；301-气液分布器；302-内环流桶。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明一方面提供了一种废碱液的处理系统，该系统包括预反应+反应子系统、含氧气体供应子系统、进料子系统、蒸汽子系统、减压分离子系统、冷却水子系统和换热子系统；
所述预反应+反应子系统包括预反应器和反应器，用于废碱液中待处理物质的氧化；
所述含氧气体供应子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供所需氧气；
所述进料子系统包括原料罐和与其连接的预反应器进料泵，用于为所述预反应+反应子系统提供所需压力的废碱液；
所述蒸汽子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供热量；
所述减压分离子系统包括预闪蒸罐和闪蒸罐，所述预闪蒸罐设置于所述预反应器和所述反应器之间，所述闪蒸罐设置于所述反应器下游；
所述冷却水子系统包括水冷器，用于闪蒸罐罐底液相产物的冷却；
所述换热子系统包括第一进出料换热器，用于反应器进出料之间的热量交换，以及任选地包括第二进出料换热器，用于闪蒸罐罐底液相产物和预反应器进料之间的热量交换。
本发明中，为了使所述预反应+反应子系统的进料在预设的温度下进行反应，在反应初期时，由于温度低，氧化效果较差，因此设置所述蒸汽子系统。通过额外送入蒸汽，不仅可以提供反应初期所需热量，而且当所述预反应+反应子系统的进料中待氧化组分较少、进出料换热器换热效果变差时，还能维持氧化反应的正常进行。在正常工况下，反应器可以不通入加热蒸汽。
根据本发明，优选地，所述进料子系统中的预反应器进料泵通过预反应器进料输送管线与所述预反应器的底部连接；所述进料子系统的反应器进料输送管线与所述反应器的底部连接。
根据本发明，优选地，所述蒸汽子系统的预反应器加热蒸汽输送管线与所述预反应器的底部连接，所述蒸汽子系统的反应器加热蒸汽输送管线与所述反应器的底部连接。
根据本发明，优选地，所述含氧气体供应子系统的预反应器含氧气体输送管线与所述预反应器的底部连接，所述含氧气体供应子系统的压缩气体输送管线与所述反应器的底部连接。
根据本发明，优选地，
所述预反应器的顶部设有预反应器产物输送管线；所述反应器的顶部设有反应器产物输送管线；所述预闪蒸罐的顶部设有预闪蒸罐气相产物输出管线，底部设有预闪蒸罐液相产物输出管线；所述闪蒸罐的顶部设有闪蒸罐气相产物输出管线，底部设有闪蒸罐液相产物输出管线；
所述预反应器产物输送管线、预反应器减压阀、所述预闪蒸罐依次连接；所述预闪蒸罐液相产物输出管线、反应器进料泵、第一进出料换热器的管程进出口、所述反应器进料输送管线依次连接；所述反应器产物输送管线、第一进出料换热器的壳程进出口、反应器减压阀、闪蒸罐依次连接；
所述闪蒸罐液相产物输出管线与所述水冷器直接连接或通过所述第二进出料换热器与所述水冷器连接，所述第二进出料换热器设置于所述进料子系统的预反应器进料输送管线上；
所述闪蒸罐气相产物输出管线与送火炬子系统、高点排放装置和预反应器回流气体输送管线中的至少一种连接；
所述水冷器的出口通过冷却液相产物输送管线与下游污水处理装置连接。
根据本发明，优选地，所述含氧气体供应子系统还包括气体压缩机和反应器含氧气体输送管线；所述反应器含氧气体输送管线、所述气体压缩机、所述压缩气体输送管线依次连接，优选地，所述气体压缩机选用离心式压缩机、往复式压缩机或轴流式压缩机。
根据本发明，优选地，所述预反应器进料泵和反应器进料泵选用离心泵。
根据本发明，优选地，为了提高换热效率，同时满足预氧化反应体系和氧化反应体系的特点，所述第一进出料换热器和第二进出料换热器各自独立地为套管式换热器、U型管换热器、浮头式换热器、固定管板式换热器或板式换热器，优选为套管式换热器或U型管换热器。
根据本发明，优选地，为了提高氧化反应的转化效率，所述反应器和所述预反应器各自独立地选用内环流反应器、空桶+分布器反应器、空桶反应器、带搅拌器反应器或管式反应器，从投资、占地及操作方面考虑，进一步优选地，所述反应器和所述预反应器各自独立地选用环流反应器、空桶+分布器反应器或管式反应器。
所述内环流反应器包括气液分布器和内环流桶；
所述空桶+分布器反应器包括气液分布器和空桶。
本发明中，所述气液分布器可以是传统气液分布器，也可以是能够产生微气泡的气液分布器。
根据本发明，优选地，所述系统还包括预反应器阀门、预反应器温度检测控制器、反应器阀门和反应器温度检测控制器；所述预反应器阀门设置于预反应器加热蒸汽输送管线上；所述反应器阀门设置于所述反应器加热蒸汽输送管线上；所述预反应器温度检测控制器和所述反应器温度检测控制器分别设置于所述预反应器和所述反应器内，分别用于检测所述预反应器和所述反应器内的温度并调节预反应器阀门和反应器阀门的开度。
本发明另一方面提供了一种废碱液的处理方法，该方法可以采用上述处理系统，包括如下步骤：
S1：提供至少一种废碱液，所述废碱液为含有需氧化成分的含水混合物；
S2：将该废碱液升压，升压后的废碱液与预氧化反应用含氧气体以及预氧化反应用加热蒸汽从底部送入预反应器中，进行预氧化反应，并将得到的预氧化反应产物降压后送入预闪蒸罐中进行气液分离，得到预闪蒸罐罐底液相产物和预闪蒸罐罐顶气相产物；
S3：预闪蒸罐罐底液相产物经反应器进料泵升压并与氧化反应产物换热升温后，与压缩升压后的氧化反应用含氧气体以及任选地氧化反应用加热蒸汽(其中，在反应初期，需要将氧化反应用加热蒸汽通入反应器，保证氧化反应所需的热量；在正常工况时，反应器可以不通入氧化反应用加热蒸汽。)从底部送入反应器，进行氧化反应，得到的氧化反应产物从反应器顶部离开，经换热降温和降压后输送至闪蒸罐中进行气液分离，得到闪蒸罐罐底液相产物和闪蒸罐罐顶气相产物；
S4：所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后送入下游污水处理装置，或者，与所述升压后的废碱液换热降温后，再经冷却处理并送入下游污水处理装置。
为了降低第一进出料换热器和第二进出料换热器结垢风险，本发明将废碱液分为两级反应，易氧化或易去除物质可以在条件较为温和的预反应器中去除，难氧化物质在反应器中去除，预反应器中可以通入氧含量较低的气体，不仅可以避免堵塞后续管线和设备，提高换热效率和长周期稳定运行时间，降低反应器中的苛刻度，而且实现不同氧含量气体的梯级利用。
本发明中，由于预氧化反应和氧化反应均是较强的放热反应，反应产物出口温度在150℃以上。因此，为了提高能量利用效率，除了利用第一进出料换热器进行反应器进出料之间的热量交换外，还可以利用第二进出料换热器进行闪蒸罐罐底液相产物和预反应器进料之间的热量交换，进一步提高预反应器进料温度。
根据本发明，优选地，所述废碱液选自炼油碱渣废碱液和/或乙烯碱渣废碱液。
根据本发明，优选地，所述废碱液包括含硫化合物、酚类化合物、苯及苯系化合物、酮类化合物、酯类化合物、含氮化合物和游离油中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述预氧化反应用加热蒸汽和氧化反应用加热蒸汽选自饱和蒸汽和/或过热蒸汽，优选为饱和蒸汽。
根据本发明，优选地，所述预氧化反应用含氧气体和所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体选用空气、纯氧或富氧气体。
根据本发明，优选地，所述预氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数不低于5％，所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数也不低于5％，且所述预氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数小于或等于所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数。
根据本发明，优选地，
所述预氧化反应的反应温度为50℃-150℃，优选为60℃-120℃；所述预氧化反应的反应压力为0.1MPaG-2.5MPaG，优选为0.2MPaG-1.5MPaG；
所述氧化反应的反应温度为150℃-250℃，优选为180℃-220℃；所述氧化反应的反应压力为2.5MPaG-5.5MPaG，优选为2.8MPaG-3.5MPaG；
根据本发明，优选地，
所述预氧化反应用含氧气体的压力为0.1-3.0MPaG；
所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体的压力为2.5-6.0MPaG；
所述预氧化反应用加热蒸汽的压力比所述预氧化反应的反应压力高0.15-0.25MPaG；
所述氧化反应用加热蒸汽的压力比所述氧化反应的反应压力高0.15-0.55MPaG；
所述预反应器进料泵的出口压力比所述预氧化反应的反应压力高0.1-0.5MPaG，所述预反应器进料泵的流量为3-100t/h；
所述反应器进料泵的出口压力比所述氧化反应的反应压力高0.2-0.5MPaG，所述反应器进料泵的流量为3-100t/h。
本发明中，预氧化反应和氧化反应所需的加热蒸汽和含氧气体的用量根据不同的废碱液处理量和所需要氧化物质的不同相差很大，作为优选方案，含氧气体的流量为30-15000Nm3/h，加热蒸汽的流量为50-10000kg/h。
根据本发明，优选地，所述闪蒸罐罐顶气相产物包括未反应氧气和不凝气，所述闪蒸罐罐顶气相产物的处理方法为送入所述送火炬子系统处理、高点排放处理和回流至所述预反应器中的至少一种。
本发明中，所述闪蒸罐罐顶气相产物可以一部分回流至所述预反应器中，其余部分直接送入所述送火炬子系统处理或高点排放处理，优选的是送入所述送火炬子系统处理。
根据本发明，优选地，闪蒸罐的压力可根据火炬系统的背压选择，
所述预闪蒸罐和闪蒸罐的压力各自独立地为0.15MPaG-0.55MPaG，优选为0.25MPaG-0.4MPaG。
所述送火炬子系统的压力为0.1MPaG-0.55MPaG，优选为0.25MPaG-0.4MPaG。
以下通过实施例具体说明本发明。
实施例1
本实施例提供一种废碱液的处理系统，如图1所示，该系统包括预反应+反应子系统、含氧气体供应子系统、进料子系统、蒸汽子系统、减压分离子系统、冷却水子系统和换热子系统；
所述预反应+反应子系统包括预反应器103和反应器106，用于废碱液中待处理物质的氧化；所述预反应器103的顶部设有预反应器产物输送管线3；所述反应器106的顶部设有反应器产物输送管线7；
所述反应器106为内环流反应器，内环流反应器内径1500mm，切线高度12000mm；所述内环流反应器包括气液分布器301和内环流桶302；
所述预反应器103为空桶反应器，空桶反应器内径2000mm，切线长度4500mm；
所述含氧气体供应子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供所需氧气；所述含氧气体供应子系统的预反应器含氧气体输送管线14与所述预反应器103的底部连接，所述含氧气体供应子系统的压缩气体输送管线15与所述反应器106的底部连接；
所述含氧气体供应子系统还包括气体压缩机108和反应器含氧气体输送管线16；所述反应器含氧气体输送管线16、所述气体压缩机108、所述压缩气体输送管线15依次连接。
所述气体压缩机108选用往复式压缩机。
所述进料子系统包括原料罐101和与其连接的预反应器进料泵102，用于为所述预反应+反应子系统提供所需压力的废碱液；所述进料子系统中的预反应器进料泵102通过预反应器进料输送管线2与所述预反应器103的底部连接；所述进料子系统的反应器进料输送管线6与所述反应器106的底部连接；
所述蒸汽子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供热量；所述蒸汽子系统的预反应器加热蒸汽输送管线12与所述预反应器103的底部连接，所述蒸汽子系统的反应器加热蒸汽输送管线13与所述反应器106的底部连接；
所述减压分离子系统包括预闪蒸罐105和闪蒸罐107，所述预闪蒸罐105设置于所述预反应器103和所述反应器106之间，所述闪蒸罐107设置于所述反应器106下游；所述预闪蒸罐105的顶部设有预闪蒸罐气相产物输出管线4，底部设有预闪蒸罐液相产物输出管线5；所述闪蒸罐107的顶部设有闪蒸罐气相产物输出管线11，底部设有闪蒸罐液相产物输出管线9；
所述冷却水子系统包括水冷器109，用于闪蒸罐107罐底液相产物的冷却；所述闪蒸罐液相产物输出管线9与所述水冷器109直接连接；所述闪蒸罐气相产物输出管线11与送火炬子系统(未示出)连接；所述水冷器109的出口通过冷却液相产物输送管线10与下游污水处理装置连接。
所述换热子系统包括第一进出料换热器110，用于反应器106进出料之间的热量交换。所述第一进出料换热器110为浮头式换热器。
所述预反应器产物输送管线3、预反应器减压阀104、所述预闪蒸罐105依次连接；所述预闪蒸罐液相产物输出管线5、反应器进料泵116、第一进出料换热器的管程进出口、所述反应器进料输送管线6依次连接；所述反应器产物输送管线7、第一进出料换热器的壳程进出口、反应器减压阀8、闪蒸罐107依次连接；
所述预反应器进料泵102和反应器进料泵116选用离心泵；
所述系统还包括预反应器阀门112、预反应器温度检测控制器113、反应器阀门114和反应器温度检测控制器115；所述预反应器阀门112设置于预反应器加热蒸汽输送管线12上；所述反应器阀门114设置于所述反应器加热蒸汽输送管线13上；所述预反应器温度检测控制器113和所述反应器温度检测控制器115分别设置于所述预反应器103和所述反应器106内，分别用于检测所述预反应器103和所述反应器106内的温度并调节预反应器阀门112和反应器阀门114的开度。
采用上述处理系统的废碱液的处理方法包括如下步骤：
S1：所述废碱液为乙烯碱渣废碱液，其组成见表1，乙烯碱渣废碱液中需要被氧化的物质主要有：硫化钠、苯酚、COD、游离油。乙烯碱渣废碱液处理量为30t/h。
S2：该废碱液存储于原料罐101中，将该废碱液经预反应器进料泵102升压，升压后的废碱液与预氧化反应用含氧气体以及预氧化反应用加热蒸汽从底部送入预反应器103中，进行预氧化反应，并将得到的预氧化反应产物降压后送入预闪蒸罐105中进行气液分离，得到预闪蒸罐罐底液相产物和预闪蒸罐罐顶气相产物；
S3：预闪蒸罐罐底液相产物经反应器进料泵116升压并与氧化反应产物换热升温后，与压缩升压后的氧化反应用含氧气体以及氧化反应用加热蒸汽(其中，本实施例在反应初期，需要将氧化反应用加热蒸汽通入反应器106，保证氧化反应所需的热量；在正常工况时，反应器106不通入氧化反应用加热蒸汽。)从底部送入反应器106，进行氧化反应，得到的氧化反应产物从反应器106顶部离开，经换热降温和降压后输送至闪蒸罐107中进行气液分离，得到闪蒸罐罐底液相产物和闪蒸罐罐顶气相产物；
S4：所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后送入下游污水处理装置。
所述预氧化反应用含氧气体和所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体均选用空气；
所述预氧化反应用加热蒸汽和氧化反应用加热蒸汽均选自饱和蒸汽；
所述预氧化反应的反应温度为100℃，反应压力为0.4MPaG；所述预闪蒸罐压力为0.35MPaG；所述氧化反应的反应温度为200℃，反应压力为3.2MPaG；所述闪蒸罐压力为0.35MPaG；
所述预氧化反应用含氧气体的压力为0.5MPaG，流量为250Nm3/h；所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体的压力为3.7MPaG，流量为3500Nm3/h；
所述预氧化反应用加热蒸汽的压力为0.5MPaG，流量为300kg/h；在反应初期，所述氧化反应用加热蒸汽的压力为3.6MPaG，流量为5000kg/h；
所述预反应器进料泵102的出口压力为0.5MPaG，所述预反应器进料泵102的流量为26t/h；所述反应器进料泵116的出口压力的为3.6MPaG，所述反应器进料泵116的流量为26t/h。
所述乙烯废碱液依次经过两级氧化反应(预氧化反应和氧化反应)、换热、减压分离后，得到的处理后的碱液(所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后的溶液)和处理后的尾气(闪蒸罐罐顶气相产物)组成分别见表2、表3所示。从表2、表3中可以看出，硫化钠、苯酚、COD、游离油基本被氧化，硫化钠、苯酚、COD、游离油的去除率分别为：99.9％、24.24％、88.09％、96.49％，处理后的碱液满足下游污水处理厂进水要求。本实施例产生的反应热除用于预热反应器的进料外，多余的热量需要使用水冷器进一步降温。
表1所述乙烯碱渣废碱液的组成
乙烯废碱液项目 数值
NaOH，wt％ 1.6
碳酸钠，wt％ 5.6
硫化钠，wt％ 3.5
苯，mg/L 364
苯酚，mg/L 33
COD，mg/L 25205
游离油，mg/L 1025
TOC，mg/L ～4150
TSS，mg/L ～1420
温度，℃ ～40
压力，MPaG 0.20
表2处理后的碱液的性质
名称项目 处理后碱液
压力 0.3MPa
温度 45℃
S<sup>2-</sup> 0.45mg/l
COD 3000mg/l
酚 25mg/l
油 36mg/l
苯 16mg/l
表3处理后的尾气的性质
名称项目 处理后尾气
压力 0.3MPa
温度 45℃
组成分析，％
N<sub>2</sub> 92.83
O<sub>2</sub> 6.02
蒸汽 1.15
污染物浓度，mg/m<sup>3</sup>
H<sub>2</sub>S 0.048
总硫 1.24
NOx 24
实施例2
本实施例提供一种废碱液的处理系统，如图2所示，该系统与实施例1相比，不同之处在于：
所述反应器采用空桶+分布器反应器，所述空桶+分布器反应器包括气液分布器301和空桶。
采用上述处理系统的废碱液的处理方法，其中，本实施例处理的废碱液与实施例1相同，处理方法的步骤与实施例1也相同。
不同之处在于：
所述氧化反应的反应温度为192℃，反应压力为3.36MPaG；
所述反应器进料泵116的出口压力的为3.75MPaG，所述反应器进料泵116的流量为26t/h。
所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体的压力为3.8MPaG，流量为3500Nm3/h；
所述预氧化反应用加热蒸汽的压力为0.5MPaG，流量为280kg/h；
在反应初期，所述氧化反应用加热蒸汽的压力为3.6MPaG，流量为4500kg/h；
其余工艺参数与设备型号均与实施例1相同。
所述乙烯废碱液依次经过两级氧化反应(预氧化反应和氧化反应)、换热、减压分离后，得到的处理后的碱液(所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后的溶液)的硫化钠、苯酚、COD、游离油的去除率分别为：99.94％、28.2％、85.34％、94.19％，处理后的碱液满足下游污水处理厂进水要求。
实施例3
本实施例提供一种废碱液的处理系统，如图3所示，该系统与实施例1相比，不同之处在于：
所述闪蒸罐气相产物输出管线11与预反应器回流气体输送管线17连接，预反应器回流气体输送管线17连接到预反应器含氧气体输送管线14上；
所述反应器106选用管式反应器，管式反应器内径为250mm，长度为150000mm。
采用上述处理系统的废碱液的处理方法，其中，
所述废碱液为炼油碱渣废碱液，其组成见表4，炼油碱渣废碱液中需要被氧化的物质主要有：含硫化合物、苯酚、COD、游离油，所述炼油碱渣废碱液处理量为10t/h。
处理方法的步骤与实施例1相同。
不同之处在于：
所述预氧化反应的反应温度为105℃，反应压力为0.38MPaG；
所述预反应器进料泵102的出口压力为0.45MPaG，所述预反应器进料泵102的流量为10t/h；
所述氧化反应的反应温度为180℃，反应压力为3.3MPaG；当出现反应器进料波动引起氧化反应温度低于180℃，打开反应器阀门114，对反应器106进行补充热量，加热蒸汽使用的是3.5MPa的饱和蒸汽，其流量为1000kg/h，直到温度达到180℃。
所述反应器进料泵116的出口压力的为3.55MPaG，所述反应器进料泵116的流量为10t/h。
所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体的压力为3.62MPaG，流量为1400Nm3/h；当反应器进料中组成发生变化时，可以调节进入空气(本实施例，所述预氧化反应用含氧气体和所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体选用空气)的流量大小。例如，当进料中游离油的含量增加时，加大空气的注入量，可以降低第一进出料换热器110内结垢、堵塞风险，反之减少空气注入量。
所述闪蒸罐罐顶气相产物送入所述预反应器103中的气体量为300Nm3/h，额外补充的预反应器空气量为50Nm3/h，可以降低预反应器103中新鲜空气补充量100Nm3/h，降幅达到了66.67％。
所述预氧化反应用加热蒸汽的压力为0.5MPaG，流量为190kg/h。
所述炼油碱渣废碱液依次经过两级氧化反应(预氧化反应和氧化反应)、换热、减压分离后，得到的处理后的碱液(所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后的溶液)的含硫化合物(硫化钠)、苯酚、COD、游离油的去除率分别为：100％、22.5％、86.94％、92.41％，处理后的碱液满足下游污水处理厂进水要求。
实施例4
本实施例提供一种废碱液的处理系统，如图4所示，该系统与实施例1相比，不同之处在于：
所述换热子系统还包括第二进出料换热器111，用于闪蒸罐罐底液相产物和预反应器进料之间的热量交换。所述闪蒸罐液相产物输出管线9通过所述第二进出料换热器111与所述水冷器109连接，所述第二进出料换热器111设置于所述进料子系统的预反应器进料输送管线2和所述闪蒸罐液相产物输出管线9上；
所述水冷器109的出口通过冷却液相产物输送管线10与下游污水处理装置连接。
所述第二进出料换热器111为浮头式换热器；
所述反应器106为内环流反应器，内环流反应器内径2000mm，切线长度8000mm；
采用上述处理系统的废碱液的处理方法，其中，本实施例处理的废碱液与实施例1相同，处理方法的步骤与实施例1也相同。
不同之处在于：
所述预氧化反应用含氧气体选用空气；所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体选用纯氧；
所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体的压力为3.8MPaG，流量为800Nm3/h；所述预氧化反应用含氧气体的压力为0.5MPaG，流量为240Nm3/h；
所述预氧化反应用加热蒸汽的压力为0.5MPaG，流量为150kg/h；在反应初期，所述氧化反应用加热蒸汽的压力为4.0MPaG，流量为2500kg/h；
所述乙烯碱渣废碱液依次经过两级氧化反应(预氧化反应和氧化反应)、换热、减压分离后，得到的处理后的碱液(所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后的溶液)的硫化钠、苯酚、COD、游离油的去除率分别为：100％、39.25％、91.51％、94.52％，处理后的碱液满足下游污水处理厂进水要求。
实施例5
本实施例提供一种废碱液的处理系统，如图5所示，该系统与实施例1相比，不同之处在于：
所述换热子系统还包括第二进出料换热器111，用于闪蒸罐罐底液相产物和预反应器进料之间的热量交换。
所述闪蒸罐液相产物输出管线9通过所述第二进出料换热器111与所述水冷器109连接，所述第二进出料换热器111设置于所述进料子系统的预反应器进料输送管线2和所述闪蒸罐液相产物输出管线5上；
所述闪蒸罐气相产物输出管线11与预反应器回流气体输送管线17连接，预反应器回流气体输送管线17与预反应器含氧气体输送管线14管道汇聚之后，汇聚的管线连接到预反应器的底部；
所述水冷器109的出口通过冷却液相产物输送管线10与下游污水处理装置连接。
本实施例增加了第二进出料换热器111，在初期设备投资上略有增加，同时会增加一部分占地面积。但增加第二进出料换热器111后，不仅可以降低冷却水系统的冷却水用量，减小水冷器的设备尺寸，提高整个流程的能量利用效率。同时将未反应的氧气返回作为预反应器的进料，在相同处理规模、相同设备大小、相同氧化效果基础上，可以减少含氧气体使用量20％以上。从长期来看，有利于节能降耗，有利于提高装置的技术经济性。
采用上述处理系统的废碱液的处理方法，其中，本实施例处理的废碱液与实施例1相同，处理方法的步骤与实施例1也相同。
不同之处在于：
由于本实施例将闪蒸罐罐底液相产物和预反应进料之间进行了换热，同时将闪蒸罐罐顶得到的部分气相产物送入预反应器，因此：
所述预氧化反应用加热蒸汽(饱和蒸汽)的压力0.5MPaG，流量为80kg/h。
送入预反应器103的闪蒸罐罐顶气相产物的气体量为320Nm3/h，预反应器额外补充的预反应器空气量为50Nm3/h，可以降低预反应器中新鲜空气补充量100Nm3/h，降幅达到了66.67％。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种废碱液的处理系统，其特征在于，该系统包括预反应+反应子系统、含氧气体供应子系统、进料子系统、蒸汽子系统、减压分离子系统、冷却水子系统和换热子系统；
所述预反应+反应子系统包括预反应器和反应器，用于废碱液中待处理物质的氧化；
所述含氧气体供应子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供所需氧气；
所述进料子系统包括原料罐和与其连接的预反应器进料泵，用于为所述预反应+反应子系统提供所需压力的废碱液；
所述蒸汽子系统用于为所述预反应+反应子系统中的反应提供热量；
所述减压分离子系统包括预闪蒸罐和闪蒸罐，所述预闪蒸罐设置于所述预反应器和所述反应器之间，所述闪蒸罐设置于所述反应器下游；
所述冷却水子系统包括水冷器，用于闪蒸罐罐底液相产物的冷却；
所述换热子系统包括第一进出料换热器，用于反应器进出料之间的热量交换，以及任选地包括第二进出料换热器，用于闪蒸罐罐底液相产物和预反应器进料之间的热量交换。
2.根据权利要求1所述的废碱液的处理系统，其中，
所述进料子系统中的预反应器进料泵通过预反应器进料输送管线与所述预反应器的底部连接；所述进料子系统的反应器进料输送管线与所述反应器的底部连接；
所述蒸汽子系统的预反应器加热蒸汽输送管线与所述预反应器的底部连接，所述蒸汽子系统的反应器加热蒸汽输送管线与所述反应器的底部连接；
所述含氧气体供应子系统的预反应器含氧气体输送管线与所述预反应器的底部连接，所述含氧气体供应子系统的压缩气体输送管线与所述反应器的底部连接；
所述预反应器的顶部设有预反应器产物输送管线；所述反应器的顶部设有反应器产物输送管线；所述预闪蒸罐的顶部设有预闪蒸罐气相产物输出管线，底部设有预闪蒸罐液相产物输出管线；所述闪蒸罐的顶部设有闪蒸罐气相产物输出管线，底部设有闪蒸罐液相产物输出管线；
所述预反应器产物输送管线、预反应器减压阀、所述预闪蒸罐依次连接；所述预闪蒸罐液相产物输出管线、反应器进料泵、第一进出料换热器的管程进出口、所述反应器进料输送管线依次连接；所述反应器产物输送管线、第一进出料换热器的壳程进出口、反应器减压阀、闪蒸罐依次连接；
所述闪蒸罐液相产物输出管线与所述水冷器直接连接或通过所述第二进出料换热器与所述水冷器连接，所述第二进出料换热器设置于所述进料子系统的预反应器进料输送管线上；
所述闪蒸罐气相产物输出管线与送火炬子系统、高点排放装置和预反应器回流气体输送管线中的至少一种连接；
所述水冷器的出口通过冷却液相产物输送管线与下游污水处理装置连接。
3.根据权利要求2所述的废碱液的处理系统，其中，所述含氧气体供应子系统还包括气体压缩机和反应器含氧气体输送管线；所述反应器含氧气体输送管线、所述气体压缩机、所述压缩气体输送管线依次连接，优选地，所述气体压缩机选用离心式压缩机、往复式压缩机或轴流式压缩机。
4.根据权利要求2所述的废碱液的处理系统，其中，
所述预反应器进料泵和反应器进料泵选用离心泵；
所述第一进出料换热器和第二进出料换热器各自独立地为套管式换热器、U型管换热器、浮头式换热器、固定管板式换热器或板式换热器，优选为套管式换热器或U型管换热器；
所述反应器和所述预反应器各自独立地选用内环流反应器、空桶+分布器反应器、空桶反应器、带搅拌器反应器或管式反应器；
所述内环流反应器包括气液分布器和内环流桶；
所述空桶+分布器反应器包括气液分布器和空桶。
5.根据权利要求2所述的废碱液的处理系统，其中，所述系统还包括预反应器阀门、预反应器温度检测控制器、反应器阀门和反应器温度检测控制器；所述预反应器阀门设置于预反应器加热蒸汽输送管线上；所述反应器阀门设置于所述反应器加热蒸汽输送管线上；所述预反应器温度检测控制器和所述反应器温度检测控制器分别设置于所述预反应器和所述反应器内，分别用于检测所述预反应器和所述反应器内的温度并调节预反应器阀门和反应器阀门的开度。
6.一种废碱液的处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1：提供至少一种废碱液，所述废碱液为含有需氧化成分的含水混合物；
S2：将该废碱液升压，升压后的废碱液与预氧化反应用含氧气体以及预氧化反应用加热蒸汽从底部送入预反应器中，进行预氧化反应，并将得到的预氧化反应产物降压后送入预闪蒸罐中进行气液分离，得到预闪蒸罐罐底液相产物和预闪蒸罐罐顶气相产物；
S3：预闪蒸罐罐底液相产物经反应器进料泵升压并与氧化反应产物换热升温后，与压缩升压后的氧化反应用含氧气体以及任选的氧化反应用加热蒸汽从底部送入反应器，进行氧化反应，得到的氧化反应产物从反应器顶部离开，经换热降温和降压后输送至闪蒸罐中进行气液分离，得到闪蒸罐罐底液相产物和闪蒸罐罐顶气相产物；
S4：所述闪蒸罐罐底液相产物经冷却处理后送入下游污水处理装置，或者，与所述升压后的废碱液换热降温后，再经冷却处理并送入下游污水处理装置。
7.根据权利要求6所述的废碱液的处理方法，其中，
所述废碱液选自炼油碱渣废碱液和/或乙烯碱渣废碱液；
所述废碱液包括含硫化合物、酚类化合物、苯及苯系化合物、酮类化合物、酯类化合物、含氮化合物和游离油中的至少一种；
所述预氧化反应用加热蒸汽和氧化反应用加热蒸汽选自饱和蒸汽和/或过热蒸汽，优选为饱和蒸汽；
所述预氧化反应用含氧气体和所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体选用空气、纯氧或富氧气体。
8.根据权利要求7所述的废碱液的处理方法，其中，所述预氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数和所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数均不低于5％，且所述预氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数小于或等于所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体中的氧气的体积分数。
9.根据权利要求6所述的废碱液的处理方法，其中，
所述预氧化反应的反应温度为50℃-150℃，优选为60℃-120℃；所述预氧化反应的反应压力为0.1MPaG-2.5MPaG，优选为0.2MPaG-1.5MPaG；
所述氧化反应的反应温度为150℃-250℃，优选为180℃-220℃；所述氧化反应的反应压力为2.5MPaG-5.5MPaG，优选为2.8MPaG-3.5MPaG；
所述预氧化反应用含氧气体的压力为0.1-3.0MPaG；
所述压缩升压后的氧化反应用含氧气体的压力为2.5-6.0MPaG；
所述预氧化反应用加热蒸汽的压力比所述预氧化反应的反应压力高0.15-0.25MPaG；
所述氧化反应用加热蒸汽的压力比所述氧化反应的反应压力高0.15-0.55MPaG；
所述预反应器进料泵的出口压力比所述预氧化反应的反应压力高0.1-0.5MPaG，所述预反应器进料泵的流量为3-100t/h；
所述反应器进料泵的出口压力比所述氧化反应的反应压力高0.2-0.5MPaG，所述反应器进料泵的流量为3-100t/h。
10.根据权利要求6所述的废碱液的处理方法，其中，
所述闪蒸罐罐顶气相产物包括未反应氧气和不凝气，所述闪蒸罐罐顶气相产物的处理方法为送入所述送火炬子系统处理、高点排放处理和回流至所述预反应器中的至少一种；
所述预闪蒸罐和闪蒸罐的压力各自独立地为0.15MPaG-0.55MPaG，优选为0.25MPaG-0.4MPaG；
所述送火炬子系统的压力为0.1MPaG-0.55MPaG，优选为0.25MPaG-0.4MPaG。
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