一种带消泡功能的炼油碱渣酸化反应器及消泡方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保废水处理领域，具体涉及一种带消泡功能的炼油碱渣酸化反应器及消泡方法。
【背景技术】
[0002]在炼油厂油品碱洗精制过程中，会产生含高浓度污染物的碱性废液称为碱渣，其C0D、硫化物和酚的排放量占炼油厂此类污染物排放量的40%~50%以上。这些碱渣废液，如果直接排放，会严重污染环境，并且严重腐蚀设备。近些年来，随着国家环保法规、标准日趋完备和严格，以及人们对改善环境质量的呼声越来越高，碱渣处理越来越受到重视。
[0003]目前，普遍使用的碱渣处理方法主要为中和法、生化法和湿式氧化法等，其中中和法一般采用浓硫酸、二氧化硫等酸性物质作为酸化试剂对碱渣进行酸化处理，降低碱渣碱度，去除碱渣废水中大部分的硫化物，并回收石油酸，此方法工艺较为简单，装置投资低，废水处理效果明显，因此中和碱渣处理是一个普遍处理过程。然而，在实际的碱渣酸化处理过程中，由于碱渣中含有大量的易发泡物质，并且酸碱反应放出大量的热有助于泡沫的生成，大量泡沫的存在不利于散热，阻碍了酸碱反应的进行，而且会造成拦液泛塔现象，使得排出的尾气中含有大量的碱渣，影响装置的稳定运行。
[0004]CN201110313313.9公开了一种液态烃碱渣废液的综合处理方法，CN201110313306.9公开了一种高硫含量高COD碱渣废液的综合处理方法，其酸化过程均采用S02/N2作为酸化试剂对碱渣进行酸化，不仅使碱渣得到充分温和的酸化，而且加入的N 2可作为吹脱气将酸化反应产生的大量H2S气体快速吹脱出来，同时加快酸碱反应的放热速率，使酸化反应控制在一个相对平稳的温度。然而，为了进一步加大气液返混程度和散热速率，缩短酸化时间，需要加大酸化气或吹脱气的气量。由于碱渣中含有大量易发泡物质，增大气量和增强气液的返混程度均会造成大量气泡的产生，造成酸化反应器中的拦液泛塔现象，使得排出的尾气中含有大量的碱渣。因此，在保证酸化过程中气量充足的基础上，消除大量的气泡是酸化处理工艺得以实现的现实问题。
[0005]在消泡工程中，一般主要有两种消泡方式，一种为化学消泡，即添加消泡剂消泡，另一种为物理消泡，即使用机械消泡器，或者两种消泡方式并用。添加消泡剂是目前广泛使用的一种方法，它是通过在物料中加入一定量适合的消泡剂，改变了物料表面张力，减少或抑制了发泡，从而达到消泡目的。消泡剂价格昂贵，使用消泡剂不仅耗费资金，而且会影响产品的性能或污染产品，这种方法成本高效率低。使用机械消泡器能排除对产品的污染。目前在污水处理、液压油、制浆造纸、食品等行业中，大多会用到物理消泡器。老式的消泡器一般配有搅拌器、电机等组成，多使用消泡浆或高速旋转的压缩腔将泡沫击碎，一般都需要很大功率才能起到较好的消泡效果。而在实际生产过程中，这种消泡器的消泡效率较低，所以逐渐被淘汰。简单易行、能耗低、效果好的消泡器才是企业提高生产效率的最佳选择。CN102442708A公开了一种废水处理的消泡器，无论气泡的性质和状态及层叠状况如何都能够有效的消泡。CN102410285A介绍了一种能够防止大流量液压油回到油箱时产生气泡，减少油液污染的超大流量回油消泡器。CN200620095219.5、CN202054838U分别公开了 “一种飞碟式离心消泡器”和“一种消泡装置”运用于发酵工业，其运行负荷小，消泡效率高。这些消泡器比老式消泡器消泡方式简单，消泡效率高。但是，这些消泡器结构较为复杂，制造困难，投资高。而且，由于现有消泡器的局限性，只能应用于较少的领域。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供了一种带消泡功能的炼油碱渣酸化反应器及消泡方法。本发明在保证充足气量的同时，能够快速、高效的消除气泡，避免了液泛和气液夹带现象的产生。与现有技术相比，具有装置结构简单，酸化效率高，消泡效果好等特点。
[0007]本发明带消泡功能的炼油碱渣酸化方法，其酸化反应器包括一个用于盛液体的密闭塔体，塔体内设置有导流筒，导流筒底部设置有自吸式管式气体分布器，管式气体分布器下端连接有中空轴，中空轴下端连接有电机，可以使中空轴和管式气体分布器转动，而进气管保持静止，中空轴与进气管间通过一个密封腔连接；所述塔体外围设置吸泡管，吸泡管一端与高于导流筒的塔体塔壁密封连接，另一端与进气管密封相连，当塔内有气泡产生时，在自吸式管式气体分布器的作用下，气泡从反应器上端经由吸泡管和进气管返回反应塔中。
[0008]所述酸化反应器可以采用常规的柱形反应塔(反应塔塔径为下段塔体的内径，下同)，优选采用上端内径大于下段内径的柱形反应塔，吸泡管入口与上端内径较大的塔壁相连接；更优选采用上端设置成锥形的反应塔，吸泡管与上端锥形塔壁的锥面相连接。反应器塔体的侧壁连接有液体输入管路、酸化剂输入管路和切油管路，塔体的底部设有与中空轴连接开孔，开口处采用密封连接，反应塔的顶端和底部分别设有废气排放管路和排液管路。
[0009]所述管式气体分布器为一两端封口的管式结构，封口处均勾分布大小均一的小孔，孔径为2~20mm。管式气体分布器中点垂直连接中空轴且与中空轴内部联通，直径小于酸化反应器塔体直径，大于导流筒直径，设置在导流筒下侧，并与整个导流筒和塔体同轴。
[0010]所述酸化反应器塔体的高度与直径比为8~20 ;导流筒与塔体的直径比为0.6-0.8 ;导流筒的高度与塔体的高度比为0.5-0.9 ;导流筒的下沿到塔体底端的间隙高度与导流筒的直径比为1:2.5-1.2:1。所述导流筒可设置为多段，优选设置成2~5段，每段间隔 10~20mm。
[0011]所述吸泡管均匀分布在塔体外围，原则上吸泡管越多消泡效果越好，吸泡管总的截面积应不大于进气管的截面积；吸泡管上设置切断阀。
[0012]所述酸化试剂输入管一端水平深入酸化反应塔内部，并弯曲90°后管口垂直向下，其管口下沿高度大于导流筒上沿高度的1.2倍，另一端与进酸栗连接；所述切油管一端与酸化反应器塔体连接，其高度高于导流筒上沿，具体高度根据炼油碱渣含油量确定。
[0013]上述酸化反应器是通过以下步骤实现在炼油碱渣酸化过程中的消泡功能:
碱渣通过液体输入管路进入酸化反应器，然后通入酸化试剂和吹脱气进行酸化处理，首先打开电机，电机带动管式气体分布器进行高速旋转，当转速高于临界吸气转速时，气体经过进气管道自吸入管式气体分布器，再通过管式气体分布器进入导流筒与酸化反应器塔体间隙内，由于导流筒内外存在密度差，碱渣在酸化反应器内导流筒内外进行自循环流动；随着酸化反应的进行会产生大量气泡，当气泡淹没消泡管进口时，由于消泡管与高速旋转的管式气体分布器相连通，在消泡管入口形成负压导致消泡管入口周围的泡沫被吸入到消泡管内，并通过消泡管并入进气管路，最终重新回到酸化反应器中。
[0014]所述炼油碱渣是催化汽油、催化柴油碱洗精制过程产生的高含硫高COD碱渣废液，或者是催化汽油碱渣、催化柴油碱渣、液态烃碱渣等的混合碱渣废液。控制酸化反应器中碱渣废液的液位高于导流筒高度1.1-1.5倍，并低于消泡管进口高度。