一种化工废碱液的处理装置及方法与流程

本发明涉及化工废水处理技术领域，尤其是涉及一种化工废碱液的处理装置及方法。

背景技术：

废碱液一般在石油化工、新型煤化工及特种化工等企业生产中产生，其排放量大，成分复杂，含有较高浓度的硫化物、硫醇、有机酸盐、杂酚、油以及其他类似的有机和无机化合物，具有深色、恶臭和强腐蚀性，属于危险废物。此类废水不宜直接排入生产企业的污水集中处理系统，需要进行预处理。

废碱液处理最为常见的是氧化法，是在一定温度、压力下，使用催化剂对废碱液进行催化空气氧化处理，最终将有毒硫化物转化为硫代硫酸盐或硫酸盐。如us4855123公开的一种氧化方法是利用非浸渍的碳催化剂在50～130℃、0～980kpa的条件下进行的催化氧化，将硫化钠氧化成多硫化钠和硫代硫酸钠，这种方法不能从根本上将含硫化合物转换为稳定的硫酸盐的形式。如在cn101143746a专利文本披露采用负载型酞菁钴催化氧化脱硫，使用塔式反应器，使硫化物脱硫效率得到提高，但产物也是硫代硫酸盐。又如cn1579956a专利文本中提到含铁催化剂存在下，用压缩空气搅拌反应，可使硫化物降至45mg/l以下，但该方法仍是将大部分硫转化为硫代硫酸盐，且处理过程中催化剂用量大，为固液混合物，操作程序复杂。再如cn10178068a专利文本公开的方法是利用三价铋的化合物做催化剂，在常温、常压下将硫化物或硫代硫酸盐完全氧化成硫酸盐，处理过程中催化剂的用量较大，且需多次反复调节ph并引入大量的水，产生大量的盐，还需增加过滤装置来需回收催化剂，流程过于复杂。另如公开号为us5207927、us5470486的专利文本中述及的方法是采用金属催化剂，在150℃，1000kpa左右条件下，将硫化物氧化成硫酸盐。目前采用高温、高压氧化法，虽然可以获得较好的氧化处理效果，但装置的工程设备投资大、运行费用高，处理成本高，系统操作、管理也非常复杂。而低温氧化工艺，存在氧化速度慢，氧化不彻底等问题，会导致后续一系列问题，比如盐类组成复杂、不易分离、产生固废等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种化工废碱液的处理装置及方法，具有流程简单，运行操作方便，处理效果好，成本低，经济环保等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现，一种化工废碱液的处理装置，包括调节罐、进料泵、催化剂储罐、计量泵、混合器、循环泵、射流反应器、反应罐、气水分离器、鼓风机、气体流量计和储液罐；

调节罐、进料泵与混合器通过碱液进料管依次连接，催化剂储罐、计量泵与混合器通过催化剂进料管依次连接，混合器与射流反应器的底部连接，循环泵的一端与混合器连接，另一端与反应罐的底部连通，射流反应器位于反应罐的内部，鼓风机与气体流量计通过气管连接，且气管穿过反应罐与射流反应器的顶部连接，气水分离器位于反应罐的上方，且通过出气管与反应罐的顶部连通，储液罐通过出液管与反应罐的侧壁连通。

优选的，调节罐与进料泵之间设有第一阀门，循环泵与射流反应器之间设有第二阀门，射流反应器与气体流量计之间设有针阀。

优选的，出液管位于反应罐侧壁靠近气水分离器的一端。

优选的，反应罐可采用蒸汽加热或电加热。

优选的，反应罐包括单罐运行或多罐运行，多罐运行为串联运行或并联运行。

一种化工废碱液的处理装置的处理方法，包括以下步骤：

将调节罐中的化工废碱液按照设计流量通过进料泵和碱液进料管通入混合器中；

将催化剂储罐中存储的催化剂按照设定计量通过计量泵和催化剂进料管通入混合器中；

化工废碱液和催化剂在混合器中混合后进入射流反应器中，同时启动鼓风机，将气流通过气体流量计和气管通入射流反应器中；

加热反应罐，化工废碱液在反应罐中进行氧化反应形成硫代硫酸和硫酸钠，未反应完全的化工废碱液经脱气后从反应罐底部进入循环泵，重新通入射流反应器中，实现物料内循环；

完全氧化反应的化工废碱液在反应罐中逐渐上升，实现气液分离，完全氧化为硫酸钠的化工废碱液通过出液管排出至储液罐中，剩余的气体经气水分离器排至外部。

优选的，化工废碱液的流量为0.1-20m³/h。

优选的，按照化工废碱液液体积比，催化剂加量为0.5-5‰。

优选的，反应罐的加热温度为30-70℃，加热反应反应时间为30-100h。

本发明的有益效果是：采用空气为氧化剂，利用微气泡布气射流技术，强化气液传质，将化工废碱液中硫化钠氧化降低至30ppm以下，且全部转化为硫酸钠，具有流程简单，运行操作方便，处理效果好，成本低，经济环保等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明化工废碱液的处理装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

本发明提供了一种化工废碱液的处理装置，包括调节罐1、进料泵4、催化剂储罐2、计量泵5、混合器6、循环泵7、射流反应器8、反应罐9、气水分离器10、鼓风机11、气体流量计12和储液罐13；

调节罐1、进料泵4与混合器6通过碱液进料管依次连接，可将化工废碱液通入混合器6中，催化剂储罐2、计量泵5与混合器6通过催化剂进料管依次连接，为了将催化剂通入混合器6中，混合器6与射流反应器8的底部连接，将混合液通入射流反应器8中进行反应，循环泵7的一端与混合器6连接，另一端与反应罐9的底部连通，可实现混合液的内循环，射流反应器8位于反应罐9的内部，鼓风机11与气体流量计12通过气管连接，且气管穿过反应罐9与射流反应器8的顶部连接，气水分离器10位于反应罐9的上方，且通过出气管与反应罐9的顶部连通，储液罐13通过出液管与反应罐9的侧壁连通。

其中，调节罐1与进料泵4之间设有第一阀门3-1，循环泵7与射流反应器8之间设有第二阀门3-2，射流反应器8与气体流量计12之间设有针阀3-3；出液管位于反应罐9侧壁靠近气水分离器10的一端，便于完全反应后的碱液在进行水液分离后排出罐体；反应罐9可采用蒸汽加热或电加热；反应罐9包括单罐运行或多罐运行，多罐运行为串联运行或并联运行。

一种化工废碱液的处理方法，包括以下步骤：

将调节罐1中的化工废碱液按照设计流量通过进料泵4和碱液进料管通入混合器6中；

将催化剂储罐2中存储的催化剂按照设定计量通过计量泵5和催化剂进料管通入混合器6中，其中，按照化工废碱液液体积比，催化剂加量为0.5-5‰。

化工废碱液和催化剂在混合器6中混合后进入射流反应器8中，同时启动鼓风机11，将气流通过气体流量计12和气管通入射流反应器8中；

加热反应罐9，化工废碱液在反应罐9中进行氧化反应形成硫代硫酸和硫酸钠，未反应完全的化工废碱液经脱气后从反应罐9底部进入循环泵7，重新通入射流反应器8中，实现物料内循环；

完全氧化反应的化工废碱液在反应罐9中逐渐上升，实现气液分离，完全氧化为硫酸钠的化工废碱液通过出液管排出至储液罐13中，剩余的气体经气水分离器10排至外部。

实施例2

本发明实施例提供了一种化工废碱液的处理装置及方法，具体处理包括以下步骤：

以某化工厂含硫废碱液为处理水样，其中，含硫废碱液的组分按照质量百分数，7.5％na2co3、0.8％naoh、1.8％na2s和89.6％h2o，含硫废碱液水样ph值为13，将含硫废碱液按照设计流量20m³/h通过进料泵4和碱液进料管通入混合器6中；将催化剂储罐2中存储的催化剂按照质量百分数3‰，按照设定计量通过计量泵5和催化剂进料管通入混合器6中；达到反应罐液位40％后开启循环7，调整功率，保持气液比为2:1，加热反应罐9并保持温度60℃，待液位达到2/3，调整循环泵功率，保持大流量运行，实现物料内循环，此时，硫化钠被氧化成硫代硫酸和硫酸钠，液位逐渐升高，开始溢流，此时，关闭第一阀门3-1和第二阀门3-2，使反应罐9内物料循环反应，进行硫化物的深度氧化，硫酸根选择性达到85％以上，或者厂家要求的指标，开启第一阀门3-1和第二阀门3-2进料，以7m³/h的速度进入反应罐，实现连续进料反应，反应后的碱液溢流至储液罐13，剩余的气体经气水分离器10排至外部，从储液罐取样分析，其中硫化物含量25mg/l，硫代硫酸钠960mg/l。

实施例3

本发明实施例提供了一种化工废碱液的处理装置及方法，具体处理包括以下步骤：

以某化工厂含硫废碱液为处理水样，其中，含硫废碱液的组分按照质量百分数，5％na2co3、1％naoh、2.3％na2s和91.7％h2o，含硫废碱液水样ph值为13.3，将含硫废碱液按照设计流量20m³/h通过进料泵4和碱液进料管通入混合器6中；将催化剂储罐2中存储的催化剂按照质量百分数3.5‰，按照设定计量通过计量泵5和催化剂进料管通入混合器6中；达到液位40％后开启循环7，调整功率，保持气液比为2.5:1，加热反应罐9并保持温度65℃，待液位达到2/3，调整循环泵功率，保持大流量运行，实现物料内循环，此时，硫化钠被氧化成硫代硫酸和硫酸钠，液位逐渐升高，开始溢流，此时，关闭第一阀门3-1和第二阀门3-2，使反应罐9内物料循环反应，进行硫化物的深度氧化，达到硫酸根选择性达到90％以上，开启第一阀门3-1和第二阀门3-2进料，以8m³/h的速度进入反应罐，实现连续进料反应，反应后的碱液溢流至储液罐13，剩余的气体经气水分离器10排至外部，从储液罐取样分析，其中硫化物含量20mg/l，硫代硫酸钠670mg/l。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。