一种酸性水汽提装置及水处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及一种酸性水汽提装置及水处理系统。


背景技术：

2.含硫污水是常见的工业污水类型，针对这种酸洗水通常采用汽提的工艺进行处理，一般有单塔汽提工艺和双塔汽提工艺，单塔汽提工艺又分为单塔常压汽提和单塔加压汽提。例如单塔加压汽提通常通过蒸汽加热促使含硫污水中硫氢化铵水解为h2s和nh3分子，利用h2s相对挥发度比nh3高而溶解度比nh3小的特性分离h2s气体与nh3气体，通过不断由塔顶抽出h2s、侧线抽出nh3，使硫氢化铵不断水解，液相中h2s和nh3分子不断进入气相并分离，推动单塔侧线汽提连续生产的进行。
3.由于酸性水是一种单溶质挥发性弱电解质溶液，其腐蚀性随化学组成而变化。不同类型的汽提装置由于化学组分和操作条件不同，其腐蚀程度也相差很大。其中，酸性水汽提塔顶系统是酸性水汽提装置的重要腐蚀部位，主要腐蚀机理包括硫氢化铵腐蚀、湿硫化氢损伤及磨蚀/冲蚀。虽然针对腐蚀问题提出了多种处理方法，目前酸性水汽提塔还普遍存在着腐蚀严重的问题。
4.鉴于此，提出本技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种酸性水汽提装置及水处理系统，其能够有效避免酸性气体冷凝液在塔内壁造成腐蚀损伤的问题。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型提供一种酸性水汽提装置，包括汽提塔和用于对汽提塔塔顶输出物料进行分离的分离组件；汽提塔上设置有酸性水进料口，汽提塔内的塔顶区域还设置有分布器；
8.分离组件包括冷却器和气液分离器，汽提塔的塔顶出口与冷却器的进料口连通，冷却器的出料口与气液分离器的进料口连通，气液分离器的液体出口与汽提塔上的分布器的进口连通，分布器上设置有多个喷口。
9.在可选的实施方式中，分布器包括进料管路和出料管路，进料管路的进口端与气液分离器的液体出口连通，进料管路的出口端与出料管路连通，出料管路呈圆形并沿汽提塔的内壁分布，多个喷口均位于出料管路上。
10.在可选的实施方式中，还包括中间连接管路，进料管路的出口端通过中间连接管路与出料管路连通，中间连接管路包括多个分支管路，多个分支管路均位于出料管路所围成的圆形区域内。
11.在可选的实施方式中，分支管路包括1个第一分支管路、2个第二分支管路、4个第三分支管路和8个第四分支管路，进料管路的出口端与第一分支管路的中部连通，第一分支
管路的两端分别与1个第二分支管路的中间进口连通，每个第二分支管路的两端分别与1个第三分支管路的中间进口连通，每个第三分支管路的两端分别与1个第四分支管路的一端进口连通，第四分支管路的另一端出口均与出料管路连通。
12.在可选的实施方式中，还包括汽提净化水输料管路和塔顶注水管路，汽提净化水输料管路的进口与汽提塔的塔底连通，汽提净化水输料管路的出口通过塔顶注水管路与汽提塔的塔顶连通。
13.在可选的实施方式中，还包括换热器和酸性水进料管路，换热器具有热源进口、热源出口、冷料进口和冷料出口，酸性水进料管路与换热器的冷料进口连通，换热器的冷料出口与汽提塔的酸性水进料口连通，汽提净化水输料管路与换热器的热源进口连通，换热器的热源出口通过塔顶注水管路与汽提塔的塔顶连通。
14.在可选的实施方式中，在汽提净化水输料管路上靠近汽提塔塔底的一端安装有第一输料泵，在气液分离器的液体出口与汽提塔的塔顶之间的连通管路上安装有第二输料泵。
15.在可选的实施方式中，汽提塔的上安装有供热设备，供热设备包括用于对塔底物流进行加热的塔底重沸器。
16.在可选的实施方式中，还包括汽提蒸汽输送管路，汽提蒸汽输送管路的出料端与汽提塔的塔底连通。
17.第二方面，本实用新型提供一种水处理系统，包括前述实施方式中任一项的酸性水汽提装置。
18.本实用新型实施例的有益效果是：酸性水在汽提塔中进行汽提，酸性水中的酸洗气从汽提塔塔顶挥发，经过冷却器冷却之后在气液分离器中进行气液分离，分离出的水相输送至塔顶分布器，经多个喷口喷出，可以有效地对汽提塔的顶部封头和筒体进行均匀冲洗，并在内壁形成一定厚度的水相液膜，避免酸性气冷凝液在塔内壁局部析出造成腐蚀损伤。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的酸性水汽提装置的结构示意图；
21.图2为图1中分布器的第一结构示意图；
22.图3为图1中分布器的第二结构示意图；
23.图4为分布器开孔方位及雾化喷嘴安装侧向截面示意图；
24.图5为分布器喷嘴安装顶视图。
25.图标:100-酸性水汽提装置；110-汽提塔；111-酸性水进料口；120-分离组件；121-冷却器；122-气液分离器；123-第二输料泵；130-分布器；131-喷口；132-进料管路；133-出料管路；135-第一分支管路；136-第二分支管路；137-第三分支管路；138-第四分支管路；140-汽提净化水输料管路；141-第一输料泵；150-塔顶注水管路；160-换热器；170-酸性水
进料管路；180-塔底重沸器；190-汽提蒸汽输送管路。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.请参照图1，本实用新型实施例提供一种酸性水汽提装置100，包括汽提塔110、用于对汽提塔110塔顶输出物料进行分离的分离组件120、位于塔底用于提供汽提热源的供热设备。
33.需要说明的是，利用酸性待处理水从汽提塔110上的酸性水进料口111进入汽提塔110中，在供热设备提供汽提热源的条件下进行汽提，产生h2s和nh3等酸性气体，酸洗气从汽提塔110塔顶挥发经过分离组件120进行分离。
34.具体地，供热设备包括用于对塔底物流进行加热的塔底重沸器180，塔底重沸器180利用换热蒸汽提供热源，对塔底输出的部分汽提净化水进行加热回流至汽提塔110中。
35.在可选的实施例中，供热设备还包括汽提蒸汽输送管路190，汽提蒸汽输送管路190的出料端与汽提塔110的塔底连通。通过汽提蒸汽输送管路190输入汽提用蒸汽，提供热量。
36.分离组件120包括冷却器121和气液分离器122，汽提塔110的塔顶出口与冷却器
121的进料口连通，冷却器121的出料口与气液分离器122的进料口连通进行气液分离，在顶部输出酸性气(可以进入硫磺回收装置利用)，底部液体回流至汽提塔110中，对汽提塔110的塔顶进行冲洗。
37.在可选的实施例中，冷却器121可以为一般的空冷器，气液分离器122可以为分液罐结构。在分液罐的液体出口与汽提塔110的塔顶之间的连通管路上安装有第二输料泵123，利用第二输料泵123将液体回流。
38.请结合图1和图2，汽提塔110内的塔顶区域还设置有分布器130；气液分离器122的液体出口与汽提塔110上的分布器130的进口连通，分布器130上设置有多个喷口131。喷口131可以为雾化喷头，能够对汽提塔110的塔顶进行更加均匀的冲洗。
39.在可选的实施例中，还包括汽提净化水输料管路140和塔顶注水管路150，汽提净化水输料管路140的进口与汽提塔110的塔底连通，汽提净化水输料管路140的出口通过塔顶注水管路150与汽提塔110的塔顶连通。通过将汽提净化水通过塔顶注水管路150注入汽提塔110塔顶挥发线，对塔顶挥发线酸性汽提进一步的冲洗，一方面避免硫氢化铵结盐腐蚀环境出现，另一方面稀释酸性水浓度，减轻酸性水腐蚀及湿硫化氢损伤概率。
40.具体地，注水位置可以位于空冷器入口分布管总管，注水量一般保证至少有10％液态水相，注水可以采用雾化喷头，保证水相在注水点处均匀分布在挥发线内。
41.在可选的实施例中，还包括换热器160和酸性水进料管路170，换热器160具有热源进口、热源出口、冷料进口和冷料出口(图未示)，酸性水进料管路170与换热器160的冷料进口连通，换热器160的冷料出口与汽提塔110的酸性水进料口连通，汽提净化水输料管路140与换热器160的热源进口连通，换热器160的热源出口通过塔顶注水管路150与汽提塔110的塔顶连通。这样，采用汽提净化水供热，对酸性待处理水进行预热，回收热量，节约能耗，加热之后的酸性水进入汽提塔110中，降温之后的汽提净化水一部分输出，一部分通过塔顶注水管路150进入汽提塔110的塔顶。
42.在可选的实施例中，在汽提净化水输料管路140上靠近汽提塔110塔底的一端安装有第一输料泵141，利用第一输料泵141提供动力，将汽提净化水输送至换热器160。
43.图2和图3是分布器的两种示例，分布器的具体结构不限于图2和图3。分布器130包括进料管路132和出料管路133，进料管路132的进口端与气液分离器122的液体出口连通，进料管路132的出口端与出料管路133连通，出料管路133呈圆形并沿汽提塔110的内壁分布，多个喷口131均位于出料管路133上。利用多个喷口131可以更有效地对汽提塔的顶部封头和筒体进行均匀冲洗，并在内壁形成一定厚度的水相液膜，避免酸性气冷凝液在塔内壁局部析出造成腐蚀损伤。
44.为增加物料分布的均匀性，还包括中间连接管路，进料管路132的出口端通过中间连接管路与出料管路133连通，中间连接管路包括多个分支管路，多个分支管路均位于出料管路133所围成的圆形区域内。这样可以利用多个分支管路对物料进行均匀分布，提高冲洗的均匀性。
45.在可选的实施例中，分支管路包括1个第一分支管路135、2个第二分支管路136、4个第三分支管路137和8个第四分支管路138，进料管路132的出口端与第一分支管路135的中部连通，第一分支管路135的两端分别与1个第二分支管路136的中间进口连通，每个第二分支管路136的两端分别与1个第三分支管路137的中间进口连通，每个第三分支管路137的
两端分别与1个第四分支管路138的一端进口连通，第四分支管路138的另一端出口均与出料管路133连通。利用1分2，2分4，4分8三次再分布，能够显著提升分料的均匀性。
46.图2多采用弧形的分布管路，能够进一步提升分布的均匀性；图3多采用直管，便于加工。
47.图4和图5为喷口131工作状态的示意图，利用雾化喷嘴可以对汽提塔110的内壁进行均匀地冲洗。
48.本实用新型实施例提供一种水处理系统，包括前述实施方式中任一项的酸性水汽提装置100，还可以包括蒸汽供应装置提供汽提用蒸汽，还可以包括生产装置用于产生待处理的酸性水。
49.综上所述，本实用新型提供一种酸性水汽提装置及水处理系统，通过增加防腐措施，可以有效控制酸性水汽提塔顶部及塔顶冷凝冷却系统管线及空冷器腐蚀问题，避免因腐蚀造成的设备失效泄漏，降低装置安全风险，可有效减少非计划停工，提高经济及社会效益。
50.具体地，本实用新型具备以下优点：
51.(1)通过增加塔顶注水工艺防腐措施，注水来源为部分汽提净化水，可有效避免硫氢化铵结盐腐蚀环境出现，稀释酸性水浓度、减轻酸性水腐蚀及湿硫化氢损伤概率；
52.(2)在塔顶回流返回汽提塔顶部后增加回流分布器，对汽提塔顶部封头和筒体进行均匀冲洗，并在内壁形成一定厚度的水相液膜，避免酸性气冷凝液在塔内壁局部析出造成腐蚀损伤；
53.(3)技术方法简单有效，工程量小，投资较低，方便现有酸性水汽提装置改造实施。
54.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。