CN221460132U - 一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，包括澄清器，澄清器的进水端连接有废水来管、絮凝剂进管、碱液进管，澄清器的废水出口通过管道依次与换热器、负压汽提塔连接，澄清器与换热器的连接管道上设有进料泵，换热器废水进口连接的管道连接有第一药剂进管，负压汽提塔的废水进口连接的管道连接有第二药剂进管，汽提塔废水排出管上设有第一清洗液循环管，第一清洗液循环管与循环泵连接，循环泵的出水口通过管道分别与换热器、负压汽提塔的废水进口连接的管道连接，换热器的废水出口连接的管道上设有第二清洗液循环管，第二清洗液循环管连接至第一清洗液循环管。本实用新型具有不易结垢和延长系统运行周期的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，具体说是一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统。
背景技术
催化裂化烟气脱硫系统产生高盐、高氨氮的废水，废水中盐含量高达3%，氨氮含量达到100mg/L以上，因高盐废水会将污水厂的菌种全部杀死，不能进入污水处理单元进行处理；如直接排入污水处理单元的外排池，则导致总排口氨氮指标不能满足≤5mg/L排放要求，该部分高盐、高氨氮废水目前无有效的处理方法。化学沉淀法（鸟粪石法）需与其它适合深度处理的方法配合使用，药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高；投加药剂时引入的氯离子和余磷易造成二次污染。化学氯化法：机理为氯气与氨反应生成氮气，氮气逸入大气。当氯气通入废水中达到某一点时,水中游离氯含量较低，而氨的浓度降为零，氯气通入量超过该点时，水中游离氯的量就会增加，因此称该点为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化法的适用范围为氨氮浓度＜40mg/L的废水，因此折点氯化法多用于氨氮废水的深度处理。折点氯化法使用液氯，对使用和贮存的安全性要求高,处理成本高,另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染，不适用含有有机物的废水处理。膜分离法容易造成薄组件堵塞，再生、反洗频繁，增加处理成本，故该法不适合烟气脱硫废水的处理。
催化裂化烟气脱硫废水负压汽提脱氨氮工艺，调节烟气脱硫废水的pH值到10-11，然后加热到70℃进入负压汽提塔，采用蒸汽进行汽提，脱除废水中的氨氮，废水中的氨氮含量能降低至8mg/L以下，但是装置运行周期特别短，出现两个问题：1.装置中将废水打入负压汽提塔的进料泵叶轮结垢严重，容易发生抱死；2.负压汽提塔的进料板式换热器和汽提塔塔盘容易结垢。
实用新型内容
本实用新型为解决现有的负压汽提工艺脱除催化裂化烟气脱硫废水中氨氮时设备容易结垢、运行周期短的问题，提供一种能够延长系统运行周期的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统。
为解决上述技术问题，本实用新型包括沉淀去除废水中固体杂质的澄清器，所述澄清器的进水端连接有废水来管和絮凝剂进管，所述澄清器的出水端通过管道与换热器的废水进口连接，所述澄清器与换热器的连接管道上设有进料泵，所述换热器的废水出口通过管道与负压汽提塔连接，所述负压汽提塔的顶部、底部分别连接有氨排出管、汽提塔废水排出管，其结构特点是：所述澄清器的进水端还连接有碱液进管；所述换热器废水进口连接的管道连接有用于除垢剂进入的第一药剂进管，所述负压汽提塔的废水进口连接的管道连接有用于除垢剂进入的第二药剂进管，所述汽提塔废水排出管连接有用于去除换热器和负压汽提塔塔盘结垢的第一清洗液循环管、用于清洗液排走的第一清洗液排出管、用于脱除氨氮后的废水排放的废水排放管，所述第一清洗液循环管与循环泵的进水口连接，所述循环泵的出水口通过管道分别与换热器、负压汽提塔的废水进口连接的管道连接，所述换热器的废水出口连接的管道与第二清洗液循环管连接，所述第二清洗液循环管连接至第一清洗液循环管，所述第二清洗液循环管上设有用于清洗液排走的第二清洗液排出管。
采用上述结构后，废水经废水来管进入澄清器，为了提高固体杂质沉淀效果向澄清器中加入絮凝剂，同时向澄清器中加入碱液，去除固体杂质后的废水经进料泵进入换热器加热升温，然后进入负压汽提塔，废水中的氨氮从废水中溢出后经氨排出管排出，脱除氨氮后的废水经汽提塔废水排出管排出。系统中进料泵叶轮、换热器、负压汽提塔塔盘容易结垢的原因是碱法脱除催化裂化烟气中的二氧化硫时吸收了大量的二氧化碳，废水中含有大量的碳酸氢根离子、钙镁离子，遇到碱液中的氢氧化钠后，碳酸氢根离子与氢氧根离子快速发生中和反应形成碳酸根离子，碳酸根离子与废水中钙离子和镁离子生成碳酸镁和碳酸钙等聚集在泵的叶轮、管路、换热器和负压汽提塔塔盘上，碱液是提高废水pH值和氨氮汽提效果所需的。本实用新型的系统中碱液在澄清器中投加，加入碱液后生成的碳酸钙、碳酸镁大部分在澄清器中沉淀去除，与在进料泵的进水口管道上投加碱液相比，本实用新型的系统减少了在后续管道、进料泵、换热器、负压汽提塔塔盘上的聚集，大大减少了设备和管道中因为碳酸钙、碳酸镁聚集形成的结垢，延长了系统运行周期。当设备运行一段时间后需清洗设备中的结垢时，除垢剂分别经第一药剂进管、第二药剂进管进入换热器、负压汽提塔，并通过第一清洗液循环管、第二清洗液循环管、循环泵等形成的循环管路在换热器、负压汽提塔中进行循环，清洗掉换热器、负压汽提塔内的结垢，清洗结束后清洗液经第一清洗液排出管、第二清洗液排出管排出。
进一步的，所述澄清器的底部连接有污泥排出管。
进一步的，所述换热器为板式换热器。
进一步的，所述进料泵的出水口连接的管道上设有止回阀、控制阀；所述换热器的废水进口、废水出口连接的管道上皆设有控制阀；所述负压汽提塔的废水进口连接的管道上设有控制阀；所述第一清洗液循环管、第一清洗液排出管、废水排放管、第二清洗液排出管上皆设有控制阀；所述循环泵的出水口连接的管道上设有控制阀；所述第一药剂进管、第二药剂进管上皆设有控制阀。
进一步的，所述第一清洗液排出管连接至澄清器的进水端，所述第二清洗液排出管的末端与第一清洗液排出管连接。
进一步的，所述负压汽提塔的每层塔盘皆设有用于除垢剂进入的管口，每个所述用于除垢剂进入的管口皆与废水进入负压汽提塔的管道连接且设有控制阀。
进一步的，所述氨排出管与氨吸收塔连接。
进一步的，所述进料泵的进水口连接的管道上设有缓冲罐。
本实用新型的系统将碱液投加位置设置在澄清器的进水端，废水中大量的碳酸氢根与碱液在澄清器中反应生成碳酸根，然后与钙镁离子结合生成碳酸钙、碳酸镁并在澄清器中被沉淀去除，大大减少了废水中碳酸钙、碳酸镁的含量，进而减少了在系统设备管道中聚集结垢，延长了系统的运行周期，无需频繁对系统进行除垢；当对进料泵、换热器、负压汽提塔塔盘进行清洗除垢时，向系统中通入除垢剂（如氨基磺酸溶液），除垢剂通过第一清洗液循环管、第二清洗液循环管、循环泵等形成的循环管路在待除垢设备中循环，待结垢清洗结束后将清洗液排入澄清器中去除杂质。本实用新型的系统延长了运行周期，减少了停工清洗除垢的时间和频率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为现有的负压汽提系统降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的结构示意图；
图中：1、澄清器；11、废水来管；12、絮凝剂进管；13、碱液进管；14、污泥排出管；2、澄清器废水排出管；21、第一废水排出支管；22、第二废水排出支管；23、第一药剂进管；24、第一碱液投加管；25、第二碱液投加管；3、第一缓冲罐；31、第二缓冲罐；4、第一进料泵；41、第二进料泵； 5、第一板式换热器；51、第二板式换热器；52、第一换热器废水排出管；53、第一清洗液循环支管；54、第二换热器废水排出管；55、第二清洗液循环支管；56、第二清洗液循环管；57、第二清洗液排出管；6、换热器废水排出管； 61、第二药剂进管；7、负压汽提塔；71、汽提塔废水排出管；72、第一清洗液循环管；73、第一清洗液回流管；74、第二清洗液回流管；75、废水排放管；76、第一清洗液排出管；77、氨排出管；8、循环泵；9、氨吸收塔。
具体实施方式
参照图1，一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，包括沿废水流动方向依次设置的澄清器1、进料泵、换热器、负压汽提塔7及连接管路，还包括除垢剂投加及循环管路。澄清器1的进水端连接有废水来管11、絮凝剂进管12、碱液进管13，澄清器1的底部连接有用于沉淀下来的固体杂质排出的污泥排出管14。澄清器1的出水端通过澄清器废水排出管2与换热器的废水进口连接，具体的，澄清器1出水端连接的澄清器废水排出管2分成两条并联设置的第一废水排出支管21、第二废水排出支管22，第一废水排出支管21上设有沿废水流向依次设置的第一缓冲罐3、第一进料泵4，第二废水排出支管22上设有沿废水流向依次设置的第二缓冲罐31、第二进料泵41，第一缓冲罐3和第二缓冲罐31的废水进口连接的管道上皆设有控制阀，第一进料泵4和第二进料泵41的废水出口连接的管道上皆设有止回阀、控制阀，进料泵可选用耐磨耐腐蚀的离心泵，缓冲罐具有缓冲作用，还起到引水罐的作用，第一废水排出支管21、第二废水排出支管22的末端皆连接至换热器废水进口连接的澄清器废水排出管2部段，管道的末端是指物料在管道内流动的末端处。
参照图1，换热器采用板式换热器，具体的，包括并联设置的第一板式换热器5和第二板式换热器51，当然也可以采用列管式换热器等，第一板式换热器5和第二板式换热器51的废水进口皆与澄清器废水排出管2连接，且废水进口处设有控制阀，第一板式换热器5的废水出口连接有第一换热器废水排出管52，第一换热器废水排出管52上设有沿废水流向依次设置的第一清洗液循环支管53、控制阀，第二板式换热器51的废水出口连接有第二换热器废水排出管54，第二换热器废水排出管54上设有沿废水流向依次设置的第二清洗液循环支管55、控制阀，第一清洗液循环支管53、第二清洗液循环支管55上皆设有控制阀，第一板式换热器5和第二板式换热器51还连接热源进出管道，为常规设置。第一换热器废水排出管52、第二换热器废水排出管54的末端连接至换热器废水排出管6。换热器通过换热器废水排出管6与负压汽提塔7的废水进口连接，负压汽提塔7为将废水中的氨氮脱除的设备，负压汽提塔7的顶部、底部分别连接有氨排出管77、汽提塔废水排出管71，氨排出管77与氨吸收塔9连接，废水中的氨氮在负压汽提塔7脱除后在氨吸收塔9中被吸收得到氨水，氨吸收塔9设有吸收剂进出口，为常规设置。
参照图1，除垢剂投加管路包括与澄清器废水排出管2连接的第一药剂进管23和与换热器废水排出管6连接的第二药剂进管61，第一药剂进管23、第二药剂进管61上皆设有控制阀；除垢剂循环管路即清洗液循环管路，包括与汽提塔废水排出管71连接的第一清洗液循环管72，第一清洗液循环管72上设有控制阀，第一清洗液循环管72与循环泵8的进水口连接，循环泵8的出水口连接的管道上设有止回阀、控制阀且分成第一清洗液回流管73、第二清洗液回流管74，第一清洗液回流管73、第二清洗液回流管74皆设有控制阀，第一清洗液回流管73连接至换热器废水排出管6，第二清洗液回流管74连接至澄清器废水排出管2。第一清洗液循环支管53、第二清洗液循环支管55的末端合并形成第二清洗液循环管56，第二清洗液循环管56上设有控制阀，第二清洗液循环管56的末端连接至第一清洗液循环管72。负压汽提塔7的每层塔盘皆设有用于除垢剂进入的管口，以便于对每层塔盘进行清洗除垢，该管口也为废水进口，每个管口皆与换热器废水排出管6连接且设有控制阀。汽提塔废水排出管71还连接有用于除垢后的清洗液排走的第一清洗液排出管76以及用于脱除氨氮后的废水排放的废水排放管75，第一清洗液排出管76、废水排放管75上皆设有控制阀，第一清洗液排出管76连接至澄清器1的进水端；第二清洗液循环管56上设有用于清洗液排走的第二清洗液排出管57，第二清洗液排出管57上设有控制阀，第二清洗液排出管57的末端连接至第一清洗液排出管76。
需要说明的是：实际的塔体、罐体等设备上还设有仪表、阀门、采样口等附件，管路系统上还设有泵、风机、分液罐、调节阀、流量计、压力表、弹性连接件等附件，这属于本领域的常规设置，在附图或文字中未示出。图1中进料泵、换热器采用一用一备设计，为常规设置，当然也可不设置备用或采用其他备用关系。该系统中的澄清器1、缓冲罐、板式换热器、负压汽提塔7、氨吸收塔9等均为本领域的常规设施，其结构原理为现有技术，在此不详细描述。澄清器1的原理为沉淀器，图1为一种竖流式沉淀器示意图，废水从中心导流筒进入，经搅拌混合后固体杂质沉淀下来作为污泥排出，上清液从导流筒外部排出，中心导流筒的上端为进水端，导流筒外部的上清液区域为出水端，当然也可以采用平流式沉淀器作为澄清设备；负压汽提塔7的底部设有蒸汽加热设施，图中未示出；氨吸收塔9可选用填料吸收塔。
设备管道结垢分析：催化裂化装置烟气通常采用碱洗法来脱硫，为了保证烟气中二氧化硫含量达到50mg/L以下，脱硫塔的pH值控制在8.5，脱除二氧化硫的同时吸收了大量二氧化碳。如果提高脱硫塔的运行的pH值，会导致烟气中大量二氧化碳吸收到废水中，碱液的消耗量会大大增加，同时回收的氨水中碳酸氨含量增加。在脱硫废水中含有大量的碳酸氢根离子、钙镁离子，经检测脱硫废水中碳酸氢根离子的达1040mg/L，碳酸氢根是碳酸根含量的十倍左右；废水中加入氢氧化钠后，碳酸氢根离子与氢氧根离子快速发生中和反应形成碳酸根离子，碳酸根离子与废水中钙镁离子等结合生成碳酸镁和碳酸钙等聚集在泵的叶轮、管路和板式换热器上、塔盘上，反应过程如下。
OH-+ HCO3 - → CO3 2-+ H2O
CO3 2-+ Ca2+ → CaCO3
CO3 2-+ Mg2+ → MgCO3
本实用新型系统的工作过程：催化裂化装置脱硫废水、絮凝剂、碱液从进水端进入澄清器1，废水中的碳酸氢根与碱液中氢氧化钠反应生成碳酸根，碳酸根与钙镁离子结合生成碳酸钙、碳酸镁不溶性固体杂质，为了提高固体杂质的沉淀去除效果加入絮凝剂，絮凝剂可选用如聚合氯化铝PAC、聚丙烯酰胺PAM等药剂的一种或两种组合，属于本领域常规手段，沉淀下来的固体杂质经污泥排出管14排出后进行压滤脱水处理；沉淀后的上清液pH值升至碱性满足后续除氨氮的要求，如将pH值调至10，上清液进入澄清器废水排出管2，然后进入并联设置的第一废水排出支管21或第二废水排出支管22，废水经缓冲罐和进料泵提升后进入并联设置的第一板式换热器5或第二板式换热器51，加热升温后进入负压汽提塔7，每层塔盘都设有废水进口，根据实际运行情况打开其中一个或几个管口，负压汽提塔7底部通入蒸汽，在负压条件下，氨氮从呈碱性的废水中溢出后经氨排出管77进入氨吸收塔9，氨气被吸收得到氨水，脱除氨氮后的废水经汽提塔废水排出管71排出后再通过废水排放管75排走，进入污水处理设施进行深度处理。负压汽提塔7排出的废水中氨氮含量可降至8mg/L以下，废水中大部分的碳酸氢根、钙镁离子等在澄清器1中去除，废水的含盐量也降低，进料泵不会因叶轮结垢较多而发生抱死，板式换热器和负压汽提塔7的运行周期达到行一个月以上，由于废水中仍含有微量的碳酸钙、碳酸镁，板式换热器和负压汽提塔7内温度较高仍存在结垢，清洗除垢时，停止向板式换热器和负压汽提塔7进废水，清洗液循环管路的阀门打开，负压汽提塔7每层塔盘的管口阀门都打开，通过第一药剂进管23、第二药剂进管61分别向板式换热器、负压汽提塔7通入氨基磺酸溶液（常用的除垢剂），启动循环泵8使清洗液在板式换热器、负压汽提塔7中循环流动，循环清洗三小时后板式换热器和负压汽提塔7塔盘上的结垢被去除，打开第一清洗液排出管76、第二清洗液排出管57上的控制阀，清洗液经第一清洗液排出管76、第二清洗液排出管57排出后进入澄清器1中进行澄清处理。
图2为现有的负压汽提系统降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的结构示意图，与本实用新型的区别为：（1）澄清器1的进水端不设置碱液投加的管道，第一进料泵4、第二进料泵41进水口连接的废水管道上分别设有用于碱液加入的第一碱液投加管24、第二碱液投加管25；（2）不设置除垢剂投加循环排放管路，设备和管道清洗除垢时除垢剂从第一碱液投加管24、第二碱液投加管25加入。图2的系统运行时存在以下问题，由于碱液从进料泵入口加入，废水中碳酸氢根与碱液中和后与钙镁离子反应生成的碳酸钙、碳酸镁，碳酸钙、碳酸镁在进料泵、板式换热器、负压汽提塔7中聚集结垢较快，一周内抱死停泵两次，板式换热器、负压汽提塔7塔盘需一周清洗一次，清洗除垢频繁且麻烦。
本实用新型通过调整催化裂化装置脱硫废水脱氨氮系统的碱液投加位置，使废水中碳酸氢根、钙镁离子与碱液中氢氧化钠反应生成的大部分碳酸钙、碳酸镁在澄清器中被沉淀去除，大大降低了进入后续管道和设备的废水中固体杂质含量，进料泵不会因叶轮结垢而抱死，换热器和负压汽提塔塔盘结垢速率明显放缓，降低了对换热器和负压汽提塔清洗除垢的频率，减少了停工次数，延长了系统的运行周期，提高了工作效率。
Claims (8)
1.一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，包括沉淀去除废水中固体杂质的澄清器（1），所述澄清器（1）的进水端连接有废水来管（11）和絮凝剂进管（12），所述澄清器（1）的出水端通过管道与换热器的废水进口连接，所述澄清器（1）与换热器的连接管道上设有进料泵，所述换热器的废水出口通过管道与负压汽提塔（7）连接，所述负压汽提塔（7）的顶部、底部分别连接有氨排出管（77）、汽提塔废水排出管（71），其特征是：所述澄清器（1）的进水端还连接有碱液进管（13）；所述换热器废水进口连接的管道连接有用于除垢剂进入的第一药剂进管（23），所述负压汽提塔（7）的废水进口连接的管道连接有用于除垢剂进入的第二药剂进管（61），所述汽提塔废水排出管（71）连接有用于去除换热器和负压汽提塔（7）塔盘结垢的第一清洗液循环管（72）、用于清洗液排走的第一清洗液排出管（76）、用于脱除氨氮后的废水排放的废水排放管（75），所述第一清洗液循环管（72）与循环泵（8）的进水口连接，所述循环泵（8）的出水口通过管道分别与换热器、负压汽提塔（7）的废水进口连接的管道连接，所述换热器的废水出口连接的管道与第二清洗液循环管（56）连接，所述第二清洗液循环管（56）连接至第一清洗液循环管（72），所述第二清洗液循环管（56）上设有用于清洗液排走的第二清洗液排出管（57）。
2.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述澄清器（1）的底部连接有污泥排出管（14）。
3.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述换热器为板式换热器。
4.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述进料泵的出水口连接的管道上设有止回阀、控制阀；所述换热器的废水进口、废水出口连接的管道上皆设有控制阀；所述负压汽提塔（7）的废水进口连接的管道上设有控制阀；所述第一清洗液循环管（72）、第一清洗液排出管（76）、废水排放管（75）、第二清洗液排出管（57）上皆设有控制阀；所述循环泵（8）的出水口连接的管道上设有控制阀；所述第一药剂进管（23）、第二药剂进管（61）上皆设有控制阀。
5.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述第一清洗液排出管（76）连接至澄清器（1）的进水端，所述第二清洗液排出管（57）的末端与第一清洗液排出管（76）连接。
6.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述负压汽提塔（7）的每层塔盘皆设有用于除垢剂进入的管口，每个所述用于除垢剂进入的管口皆与废水进入负压汽提塔（7）的管道连接且设有控制阀。
7.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述氨排出管（77）与氨吸收塔（9）连接。
8.根据权利要求1所述的降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统，其特征是：所述进料泵的进水口连接的管道上设有缓冲罐。
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|---|---|---|---|
| CN202323304305.5U CN221460132U (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统 |
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| CN (1) | CN221460132U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117430283A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-23 | 山东昌邑石化有限公司 | 一种降低催化裂化装置脱硫废水中氨氮的系统 |
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- 2023-12-05 CN CN202323304305.5U patent/CN221460132U/zh active Active
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