专利名称：一种用于脱硫化氢废碱液深度处理的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于脱硫化氬废碱液深度处理的新工艺和氧化 反应设备。该工艺可用于炼油厂和/或天然气中的硫化氬经碱液吸收 处理后，废碱液中无机硫化物的深度氧化和挥发性有机物的高效气 提。属于化工环保技术领域。
背景技术：
在炼油厂裂解气或汽/柴油催化加氢工段，会产生大量舍一定浓
度的硫化氢(H2S)尾气，由于硫化氢的毒性较大，不能直接向大气 排放。这些尾气通常采用碱液(^20)3或NaOH)进行吸收处理，即通 过化学吸收方式将硫化氬转化为Na2S从尾气中除去。在吸收处理后 的废碱液中含有大量的硫化钠和少量高沸点烃类物质，溶液的C0D高 达几十万到上千万卯m。目前，企业多采用高温空气氧化技术将Na2S 转化为Na2S04,溶液中的部分烃类物质随尾气排出，所采用的设备为 筛板型/或填料型氧化反应器，加热介质为水蒸气，空气/水蒸气和废 碱液以并流方式从塔底进入，氧化后的碱液和含烃类物质的乏空气均 从塔顶排出。这种处理技术具有如下缺点(1)由于液体在反应器内 的空塔速度4艮低，远远不能将塔内少量的固体颗粒(主要为固体悬浮 物及碱液的结晶物)从顶部带出，从而引起反应器塔板筛孔和混合器 堵塞，需要定期拆塔排渣，影响正常生产；(2)^喊液中Na2S的氧化 效果差；(3)热空气对废碱液中溶解烃类物质的气提效果差，使得处 理后碱液的COD浓度仍然在5000ppm以上，无法达标排放；(4 )塔顶 乏空气的气味大，挥发性有机物的浓度高，存在超标排放的问题。
针对目前脱好减液氧化处理工艺中存在的问题，我们^l是出了 一种 新的工艺，可以完全消除上述问题，即(1)消除氧化塔的堵塔现象； (2)显著提高Na2S的氧化率，出口废碱液中Na2S的浓度可控制在 10ppm之内；(3)显著提高热空气对废碱液中挥发性有机物的气提效 果，出口石威液的COD在500卯ra-600ppm之间；(4 )尾气经催化燃烧可 以达标排;故。
发明内容
为了解决现有废碱液氧化工艺中的技术问题，我们^t是出了如下工 艺，其流程如图1所丁'r。废石咸液从废石威罐用碱泵抽出，先经废气冷凝冷却器换热，再通过
碱液预热器预热后，再用蒸汽加热至11()~130°C,进入氧化反应器 顶部；空气经蒸汽加热至110~130°C,由氧化反应器底部进入。气 液在氧化反应器中逆流流动并发生氧化反应，将Na2S氧化为Na2S04, 重质烃随塔顶尾气排出，以降低出口碱液的COD,达到排放指标。出 口碱液进入换热器降温，再进冷却器冷却后排力文。
为保证塔内操作压力，氧化反应器顶设有压力自动调节阀控制尾 气排放量，以维持反应器内操作压力为().5-0.6MPa。尾气先进入 气液分离罐，并控制排放压力(0. 05 ~ 0. IMPa )再送去燃烧。
采用逆流操作后，氧化反应器内的储液量采用塔底自动调节阀用 塔液面控制，以保证液体停留时间。
氧化反应器包括多块圆形筛孔板，其特征在于，在每块圓形筛孔 板上均安装有一根降液管，且降液管两端不和圆形筛孔板接触，降液 管穿过圆形筛孔玲反后分为上部和下部，降液管上部在圓形筛孔板以上 2-6mm的高度处至少设置一个孔，用于防止固体悬浮物在筛板上的累 积。
该结构设计保证了气液两相的逆流接触，增大了气/液传质的速 率和反应推动力。热空气通过筛板孔上行，废石威液通过降液管下行， 筛板上的固体悬浮物经降液管以及降液管上的开孔流入下层塔板，从 而防止了固体悬浮物在塔板的聚集，少量的固体悬浮物随碱液从塔底 排出。该工艺出来的含重质烃的乏空气可以直接通过催化焚烧设备进 行无害化处理。
本发明所提供的工艺适用于脱硫化氢废碱液的无害化处理，条件 温和，工艺简单，易于操作，具有以下有益效果(l)消除废碱液氧 化塔的堵塔现象，(2)显著提高Na2S的氧化率，出口废碱液中Na2S 的浓度可控制在10ppm之内，(3 )显著提高热空气对废石成液中挥发性 有机物的气提效果，出口碱液的COD在500ppm之内，(4)尾气经催 化燃烧可以达标排;^文。
以下结合具体实施方式
对本发明作进一 步说明。
图1脱硫废碱液的氧化和重质烃气提脱除的工艺流程图 图2深液层气/液氧化反应器的结构及塔板内构件示意图具体实施方式
本技术的核心设备为氧化反应器，其结构示意图见图2(a)，筛 孔板结构见图2(b)，降液管结构见图2(c)和图2(d)所示。
图中l、废气冷凝冷却器；2、碱液预热器；3、氧化反应器；4、 气液分离罐5、筛孔板；6、降液管。图1.2中的尺寸单位为mm。
对照例
废碱液、空气和水蒸汽按照2t/h， 180 NMVh (折合为标准状态 条件下)，和200kg/h的流量比例经静态混合器混合换热后，使混合 液的温度达到ll(TC左右，然后从氧化反应塔的底部进入。氧化反应 塔为筛孔板结构(无降液管构件)，空气和液碱均通过筛孔并流上行， 同时发生废石成液的空气氧化反应，整个反应塔的温度在110-13(TC之 间。处理过的废石成液从塔顶排出，进入换热器对废碱液进行预热，然 后再进入换热器冷却至室温，调节pH值到中性后排放。携带有 1100卯m-1500ppm重质烃的乏空气从氧化反应塔的塔顶排出，然后直 接排空。
实验中，待处理废碱液中COD含量35, OOOppm左右，其中Na2S 含20, OOOppm左右，烃类(主要是重烃)约占15, OOOppm左右。碱液 在塔内的停留时间为6小时，氧化塔内塔底和塔顶的温度分别为110 。C和13(TC左右，废^f威液流量约2吨/小时，空气流量为180标方/小 时。经过上述工艺处理的排放废碱中COD在5, 000-7, OOOppm之间， 废碱液的处理量增大时，废液COD更高。另外，该反应器还常发生塔 底筛盘和混合器的阻塞，影响正常生产。
实施例1
如图1所示，经碱液预热器2预热的废碱液(流量为2t/h)与 水蒸气(流量160kg/h)经静态混合器混合后纟皮升温到12(TC，从顶 部进入深液层氧化反应器。压力0. 6MPa流量300NM7h的空气与流量 25kg/h的水蒸气经静态混合器混合后#1升温到125°C，从底部进入深 液层氧化反应器。废碱液在氧化反应器内氧化反应(停留时间)6小 时后从氧化反应器底排出进入换热器回收热量，再经另 一个换热器降 到常温后取样分析和排放。
氧化反应器3为带降液管6的筛孔板塔。空气通过筛孔上行，合 适的气/液流量比使得筛孔板5不发生漏液现象。碱液在重力作用下 沿降液管从上层筛孔板流至下层筛孔板，直至从塔底排出。塔板之间 的深液层为气/液混合良好的氧化反应区，处于高度搅动状态，反应效果好，而且固体悬浮物不会在塔板沉积，少量的固体悬浮物将从降 液管以及紧邻筛孔板的降液管上部的开孔排入下层塔板。整个反应塔
的温度比较均匀(在120-135。C之间)。由于热空气的逆流气提作用， 使得塔底碱液中重质烃的含量较对比例大为降低。从塔顶排出的乏空 气中具有较高含量的重质烃和其他挥发性有机物，携带一定量重质烃 的乏空气从氧化反应塔的塔顶排出，经废气冷凝冷却器1冷却后回收 部分高沸点重质烃，经气液分离罐4气液分离然后去尾气催化焚烧装 置进行无害化处理。
实验中，待处理废碱液中COD含量35，000卯m左右，其中Na2S 含20， OOOppm左右，烃类(主要是重烃)约占15，000ppm左右。碱液 在塔内的停留时间为6小时，氧化反应器塔底和塔顶的温度分别为 125。C和120。C左右，废^ 咸液流量约2t/h，空气流量为180丽Vh。经 过上述工艺处理的排放废碱中COD为500ppm,出口废碱液中Na2S的 浓度在10ppm之内，该反应器不会发生塔底筛盘和混合器的阻塞。
实施例2
如图1所示，经换热器预热的废^5威液(流量为3t/h)与水蒸气 (流量250kg/h)经静态混合器混合后被升温到125°C，从顶部进入 深液层氧化反应器。压力0. 6MPa流量400NMVh的空气与流量35kg/h 的水蒸气经静态混合器混合后被升温到13(TC,从底部进入深液层氧 化反应器。废碱液在氧化反应器内氧化反应(停留时间)7小时后从 氧化反应器底排出进入换热器回收热量，再经另 一个换热器降到常温 后取样分析和排^:。
实验中，初始条件同实施例l,经过上述工艺处理的排放废碱中 COD为560ppm，出口废碱液中Na2S的浓度可控制在13ppm之内。
权利要求
1、一种用于脱硫化氢废碱液深度处理的工艺，其特征在于，包括以下步骤含硫化钠的废碱液经水蒸气加热到120℃后进入氧化反应器的顶部；压力为0.6MPa的空气经水蒸气预热到125℃后从底部进入氧化反应器；气液在氧化反应器内逆流接触，塔内的温度介于120-135℃之间；废碱液在塔内的停留时间6-10小时，从塔底排出废碱液，从塔顶排出乏空气尾气。
2、 根据权利要求l所述的工艺，其特征在于，氧化反应器包括多块圆 形筛孔板，在每块圆形篩孔板上均安装有一根降液管，且降液管两端不和 圓形筛孔板接触，降液管穿过圓形筛孔板后分为上部和下部，降液管上部 在圓形筛孔板以上2-6mm的高度处至少设置一个孔,用于防止固体悬浮物 在筛板上的累积。
3、 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，乏空气尾气通过催化燃 烧工段进行无害化处理，实现空气的达标排放。
全文摘要
本发明涉及一种用于脱硫化氢废碱液深度处理工艺，属于化工环保领域。本发明提供的工艺能提高氧化反应效果，改善碱液中重质烃的气提效果，消除筛板型氧化反应器的堵塞现象。该工艺采用由筛孔板和降液管组成的深液层反应器进行脱硫化氢废碱液的空气氧化，通过气/液逆流接触提高气/液的传质和反应推动力，显著改善碱液的氧化效果和对挥发性有机物的气提效果。对于COD在30,000-50,000ppm的脱硫化氢废碱液，脱除率在98％以上。特殊设计的降液管有助于消除塔板上固体悬浮物的聚集，克服操作过程中的堵塔现象。本工艺适用于炼油厂裂解气、催化加氢脱硫尾气、及各种含硫化氢尾气经NaOH或Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>溶液吸收后，废碱液的深度无害化处理。
文档编号B01D53/48GK101579603SQ20091008778
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者李春喜, 杨祖荣 申请人:北京化工大学