CN115232652A - 一种用燃烧处理碱渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种用燃烧处理碱渣的方法，包括碱渣通过管线混合后送至污水处理场的碱渣罐；通过碱渣泵将碱渣送至煤浆槽内，煤浆槽内还通入有来至磨煤机的煤浆；进入煤浆槽内的碱渣，与进入到煤浆槽内的煤浆混合，在煤浆槽内由搅拌器充分搅拌，均匀混合；用高压煤浆泵将煤浆槽内的煤浆和碱渣的混合物加压送入气化炉燃烧室内，与空分装置送来的高压氧气在高温条件下燃烧反应；混合物、氧气在气化炉燃烧室内燃烧生成高温粗合成气、降温；依次经一级混合器、旋风分离器、二级混合器、水洗塔洗涤除尘后，降温送往下游工段，工艺简单，能解决碱渣的利用，能够将碳原子转化为煤焦制气装置的合成气等技术特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理碱渣的方法，更具体一点说，涉及一种用燃烧处理碱渣的方法，属于石油化工领域。
背景技术
乙烯裂解装置、丙烷脱氢装置和产品精制装置辅以碱洗的方法脱除硫化物等杂质，在此过程中产生碱渣。碱渣带有恶臭气味、呈深褐色，是高碱性，含有硫化钠、硫醇、硫醚、硫酚、酚、环烷酸和油类等多种有毒有害化学物质。一般碱渣硫化物浓度超过8g/L，挥发酚质量浓度超过1g/L，COD超过20g/L，pH值在12以上。与整体污水产生量相比，碱渣产生量并不大，一般占炼油污水总量的比例不到1％，但其COD、硫化物和酚类等污染物的排放量占总污染物排放量的30％-50％，成为炼化生产的主要污染源。如果将其排放会严重的污染环境，危害接触人员的生命安全，具有很高的危害性。
发明内容
为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有能解决碱渣的利用，能够将碳原子转化为煤焦制气装置的合成气等技术特点的一种用燃烧处理碱渣的方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤1)装置送出：碱渣分别由炼化区的乙烯裂解装置、丙烷脱氢装置和产品精制装置送出，通过管线混合后送至污水处理场的碱渣罐；
步骤2)注入系统：碱渣通过碱渣罐车送至煤焦制气装置中煤浆槽底部的碱渣泵附近，与碱渣罐车用软管连接后接至临时安装的碱渣泵，通过碱渣泵将碱渣送至煤浆槽内，煤浆槽内还通入有来至磨煤机的煤浆；
步骤3)煤浆调和：进入煤浆槽内的碱渣，与进入到煤浆槽内的煤浆混合，在煤浆槽内由搅拌器充分搅拌，均匀混合；
步骤4)气化炉进料：打开煤浆槽底部放料柱塞阀，用高压煤浆泵将煤浆槽内的煤浆和碱渣的混合物加压送入气化炉燃烧室内，与空分装置送来的高压氧气在高温条件下燃烧反应；
步骤5)气化炉加工：混合物、氧气在气化炉燃烧室内燃烧生成高温粗合成气，气流经过激冷水的辐射吸热、气化炉的激冷室水域直接接触换热，降温至 245℃后送出气化炉；
步骤6)合成气产出：出气化炉的粗合成气，依次经一级混合器、旋风分离器、二级混合器、水洗塔洗涤除尘后，降温至235℃送往下游工段。
优选的，碱渣的掺烧量不大于1.5吨/时。
优选的，按质量份数，煤浆浓度＞58％、粘度＜1200Pa·s。
优选的，气化炉操作压力为5MPa-7MPa(优选6.5)MPa，温度为1200-1400 (1300)℃。
优选的，高温合成气包括CO、H2、CO2、CH4。
优选的，采用间断掺混操作模式：每隔5-7(优选6)小时掺混2～3小时。
有益效果：
1.减缓原流程(污水处理场)的负荷压力，防止污水处理场受到冲击而影响全厂的平稳生产。
2.有效的保证了上游主要生产装置(丙烷脱氢装置和产品精致装置)的正常运行，间接产生一定的经济效益。
3.一定程度上充当煤焦制气装置的原料，实现废物利用，直接产生一定的经济效益。
附图说明
图1是传统处理方式流程图。
图2是本发明碱渣加工原理图。
图3是本发明碱渣掺混前后煤浆浓度变化图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
表1：碱渣的分析数据
| 分析项目 | 分析数据 |
| PH | 14 |
| 化学需氧量COD(mg/L) | 74000 |
| 氨氮(mg/L) | 7600 |
| 硫化物(mg/L) | 4.3 |
| 氯离子(mg/L) | 6352 |
| 总溶解固体(g/L) | 251 |
如图1所示为传统处理方式流程图，传统的处理方式：
来自乙烯裂解装置的废碱液，首先进入到气浮除油池，撇去废碱中可能含有的污油后，池底碱渣混合液进入均质池。与上游丙烷脱氢装置和产品精制装置来的废碱液在均质池均衡水质，出水自流进入前臭氧接触池，在池中投加一定浓度的臭氧，提高污水的可生化性，同时一定程度上降低污水中有机污染物的浓度；
前臭氧接触池出水进入缓冲池，在缓冲池中投加硫酸或氢氧化钠，调节pH 值。缓冲池出来的碱渣废水进入中和池，根据水质情况，投加适量的甲醇碳源和磷酸作为微生物补充营养元素；
中和池出水自流进入反硝化生物滤池，污水流经滤料时硝态氮在反硝化细菌作用下还原为氮气；
反硝化生物滤池出水经泵提升至除碳硝化生物滤池，污水流经滤料时，水中污染物在生物的作用下被去除和降解，并同时进行硝化作用；
反硝化生物滤池出水自流进入到V型滤池，进一步去除悬浮物。V型滤池出水直接达标排放。
石油化工生产过程(乙烯裂解装置、丙烷脱氢装置和产品精制装置)中，用NaOH溶液吸收H2S、碱洗油品和裂解气，产生了含有大量污染物的废碱液，主要是硫化物、硫醇类、酚类等各种有机/无机有毒物质和各类成份不确定的钠盐。当上游装置原料性质或处理量变动较大时，污水处理场无法处理多余的碱渣，导致上游装置被迫降加工负荷，因此造成较大的经济损失。传统工艺复杂，经济效益差，不易控制。
本发明针对碱渣的物理、化学性质，经充分评估后，将其运至煤焦制气装置与煤浆混合加工，不但能解决碱渣的后路，而且还可将其中的碳原子转化为煤焦制气装置的产品---合成气。将污水处理场处理不了的、制约全工艺流程的碱渣移至煤焦制气装置的气化炉，在负压、高温情况下将其与煤浆共同转化为有效的合成气。如图2-3所示为一种用燃烧处理碱渣的方法的具体实施例，一种用燃烧处理碱渣的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1)装置送出：碱渣分别由炼化区的乙烯裂解装置、丙烷脱氢装置和产品精制装置送出，通过管线混合后送至污水处理场的碱渣罐；
步骤2)注入系统：碱渣通过碱渣罐车送至煤焦制气装置中煤浆槽底部的碱渣泵附近，与碱渣罐车用软管连接后接至临时安装的碱渣泵，通过碱渣泵将碱渣送至煤浆槽内，煤浆槽内还通入有来至磨煤机的煤浆；
步骤3)煤浆调和：进入煤浆槽内的碱渣，与进入到煤浆槽内的煤浆混合，在煤浆槽内由搅拌器充分搅拌，均匀混合；碱渣直接注入到非密闭的煤浆槽中，在强制搅拌作用下，可能挥发出有毒有害气体，需要加强周边大气的监测。碱渣中含有一定的硫元素，可能会对后续工段、催化剂活性、产品气等造成影响，需密切关注；
步骤4)气化炉进料：打开煤浆槽底部放料柱塞阀，用高压煤浆泵将煤浆槽内的煤浆和碱渣的混合物加压送入气化炉燃烧室内，与空分装置送来的高压氧气在高温条件下燃烧反应；
步骤5)气化炉加工：混合物、氧气在气化炉燃烧室内燃烧生成高温粗合成气，气流经过激冷水的辐射吸热、气化炉的激冷室水域直接接触换热，降温至 245℃后送出气化炉；
步骤6)合成气产出：出气化炉的粗合成气，依次经一级混合器、旋风分离器、二级混合器、水洗塔洗涤除尘后，降温至235℃送往下游工段。
优选的一种实施例方式，按质量份数，煤浆浓度＞58％、粘度＜1200Pa·s。
优选的一种实施例方式，气化炉操作压力为5MPa-7MPa(优选6.5)MPa，温度为1200-1400(1300)℃。
优选的一种实施例方式，高温合成气包括CO、H2、CO2、CH4。
优选的，采用间断掺混操作模式：每隔5-7(优选6)小时掺混2～3小时。碱渣的掺烧量不大于1.5吨/时。
本申请发明可行性试验：
1)对煤浆浓度的影响
碱渣掺混比例对煤浆浓度肯定有影响。因此在掺混操作过程中，必须严格控制掺混比例在合理范围内，以确保煤浆浓度的稳定。实际上现场使用的是临时配管流程，掺混比例无法严格监控，装置上采用了灵活变通的间断掺混操作模式：每隔6小时左右掺混2～3小时，严格按照不大于1.5吨/时控制。从掺混前后煤浆浓度数据(图3)来看，基本实现了稳定煤浆浓度的控制目标。
2)对煤浆稳定性的影响
掺烧减渣需考虑对煤浆稳定性(即成浆性)的影响。对掺渣成浆性做了专业分析，数据见下表(表2)。从试验数据可以看出，在设定煤浆浓度60％情况下、在水煤浆添加剂选型和添加率不变的前提下，按5％、10％、15％、20％比例掺比碱渣，煤浆粘度呈下降趋势，24小时析水率、流动性和稳定性基本保持稳定，各项工艺指标均满足工艺指标要求。因此，掺渣对煤浆成浆性影响不大，就成浆性而言，掺渣可行。
表2：成浆性测试数据
3)对外排废水的影响
掺烧减渣后系统钠元素增加、硫元素增加，PH值应有变化。针对此情况，对掺渣前后的灰水关键数据做了对比，见表3。由表可以看出，掺碱渣前后灰水系统水质变化不明显。
表3：外排污水性质
综上，掺炼碱渣后，煤浆浓度、煤浆的成浆性、排水指标均变化不明显，故掺烧碱渣是可行的。充分利用了煤焦制气装置气化炉高温燃烧的有利条件，将炼化生产过程中产生的废料在高温下分解、无害化处理。在繁杂的石油化工领域可同类铺开，应用前景广泛。
最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤1)装置送出：碱渣分别由炼化区的乙烯裂解装置、丙烷脱氢装置和产品精制装置送出，通过管线混合后送至污水处理场的碱渣罐；
步骤2)注入系统：碱渣通过碱渣罐车送至煤浆槽底部的碱渣泵附近，与碱渣罐车用软管连接后接至临时安装的碱渣泵，通过碱渣泵将碱渣送至煤浆槽内，煤浆槽内还通入有来至磨煤机的煤浆；
步骤3)煤浆调和：进入煤浆槽内的碱渣，与进入到煤浆槽内的煤浆混合，在煤浆槽内由搅拌器充分搅拌，均匀混合；
步骤4)气化炉进料：打开煤浆槽底部放料柱塞阀，用高压煤浆泵将煤浆槽内的煤浆和碱渣的混合物加压送入气化炉燃烧室内，与空分装置送来的高压氧气在高温条件下燃烧反应；
步骤5)气化炉加工：混合物、氧气在气化炉燃烧室内燃烧生成高温粗合成气，气流经过激冷水的辐射吸热、气化炉的激冷室水域直接接触换热，降温至245℃后送出气化炉；
步骤6)合成气产出：出气化炉的粗合成气，依次经一级混合器、旋风分离器、二级混合器、水洗塔洗涤除尘后，降温至235℃送往下游工段。
2.根据权利要求1所述的一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于：碱渣的掺烧量不大于1.5吨/时。
3.根据权利要求1或2所述的一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于：按质量份数，煤浆浓度＞58％、粘度＜1200Pa·s。
4.根据权利要求1所述的一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于：气化炉操作压力为5MPa-7MPa MPa，温度为1200-1400℃。
5.根据权利要求1所述的一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于：高温合成气包括CO、H2、CO2、CH4。
6.根据权利要求2述的一种用燃烧处理碱渣的方法，其特征在于：采用间断掺混操作模式：每隔5-7小时掺混2～3小时。
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