一種煉油堿渣酸化反應(yīng)裝置及其酸化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種帶消泡和防堵塞功能的煉油堿渣酸化反應(yīng)裝置及其酸化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉油廠(chǎng)油品堿洗精制過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生含高濃度污染物的堿性廢液稱(chēng)為堿渣，其C0D、硫化物和酚的排放量占煉油廠(chǎng)此類(lèi)污染物排放量的40%~50%以上。這些堿渣廢液，如果直接排放，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，并且嚴(yán)重腐蝕設(shè)備。近些年來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)日趨完備和嚴(yán)格，以及人們對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量的呼聲越來(lái)越高，堿渣處理越來(lái)越受到重視。
[0003]目前，普遍使用的堿渣處理方法主要為中和法、生化法和濕式氧化法等，其中中和法一般采用濃硫酸、二氧化硫等酸性物質(zhì)作為酸化試劑對(duì)堿渣進(jìn)行酸化處理，降低堿渣堿度，去除堿渣廢水中大部分的硫化物，并回收石油酸，此方法工藝較為簡(jiǎn)單，裝置投資低，廢水處理效果明顯，因此中和堿渣處理是一個(gè)普遍處理過(guò)程。然而，一方面，在實(shí)際的堿渣酸化處理過(guò)程中，由于堿渣中含有大量的易發(fā)泡物質(zhì)，并且酸堿反應(yīng)放出大量的熱有助于泡沫的生成，大量泡沫的存在不利于散熱，阻礙了酸堿反應(yīng)的進(jìn)行，而且會(huì)造成攔液泛塔現(xiàn)象，使得排出的尾氣中含有大量的堿渣，影響裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]CN201110313313.9公開(kāi)了一種液態(tài)烴堿渣廢液的綜合處理方法，CN201110313306.9公開(kāi)了一種高硫含量高COD堿渣廢液的綜合處理方法，其酸化過(guò)程均采用S02/N2作為酸化試劑對(duì)堿渣進(jìn)行酸化，不僅使堿渣得到充分溫和的酸化，而且加入的N 2可作為吹脫氣將酸化反應(yīng)產(chǎn)生的大量H2S氣體快速吹脫出來(lái)，同時(shí)加快酸堿反應(yīng)的放熱速率，使酸化反應(yīng)控制在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的溫度。然而，為了進(jìn)一步加大氣液返混程度和散熱速率，縮短酸化時(shí)間，需要加大酸化氣或吹脫氣的氣量。由于堿渣中含有大量易發(fā)泡物質(zhì)，增大氣量和增強(qiáng)氣液的返混程度均會(huì)造成大量氣泡的產(chǎn)生，造成酸化反應(yīng)器中的攔液泛塔現(xiàn)象，使得排出的尾氣中含有大量的堿渣。因此，在保證酸化過(guò)程中氣量充足的基礎(chǔ)上，消除大量的氣泡是酸化處理工藝得以實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
[0005]在消泡工程中，一般主要有兩種消泡方式，一種為化學(xué)消泡，即添加消泡劑消泡，另一種為物理消泡，即使用機(jī)械消泡器，或者兩種消泡方式并用。添加消泡劑是目前廣泛使用的一種方法，它是通過(guò)在物料中加入一定量適合的消泡劑，改變了物料表面張力，減少或抑制了發(fā)泡，從而達(dá)到消泡目的。消泡劑價(jià)格昂貴，使用消泡劑不僅耗費(fèi)資金，而且會(huì)影響產(chǎn)品的性能或污染產(chǎn)品，這種方法成本高效率低。使用機(jī)械消泡器能排除對(duì)產(chǎn)品的污染。目前在污水處理、液壓油、制漿造紙、食品等行業(yè)中，大多會(huì)用到物理消泡器。老式的消泡器一般配有攪拌器、電機(jī)等組成，多使用消泡漿或高速旋轉(zhuǎn)的壓縮腔將泡沫擊碎，一般都需要很大功率才能起到較好的消泡效果。而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，這種消泡器的消泡效率較低，所以逐漸被淘汰。簡(jiǎn)單易行、能耗低、效果好的消泡器才是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的最佳選擇。CN102442708A公開(kāi)了一種廢水處理的消泡器，無(wú)論氣泡的性質(zhì)和狀態(tài)及層疊狀況如何都能夠有效的消泡。CN102410285A介紹了一種能夠防止大流量液壓油回到油箱時(shí)產(chǎn)生氣泡，減少油液污染的超大流量回油消泡器。CN200620095219.5、CN202054838U分別公開(kāi)了 “一種飛碟式離心消泡器”和“一種消泡裝置”運(yùn)用于發(fā)酵工業(yè)，其運(yùn)行負(fù)荷小，消泡效率高。這些消泡器比老式消泡器消泡方式簡(jiǎn)單，消泡效率高。但是，這些消泡器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造困難，投資高。而且，由于現(xiàn)有消泡器的局限性，只能應(yīng)用于較少的領(lǐng)域。
[0006]另一方面，酸堿中和反應(yīng)產(chǎn)生大量的鹽，由于酸化過(guò)程產(chǎn)生大量熱，使堿渣廢液溫度升高，這些鹽可以完全溶解在堿渣中，但是在后續(xù)處理過(guò)程中，由于溫度下降會(huì)使酸化后堿渣中的鹽大量析出，從而堵塞管道和后續(xù)裝置，嚴(yán)重影響堿渣處理裝置的穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有煉油堿渣酸化工藝，一般向酸化后的含鹽廢水中加入大量水，使鹽在常溫下不析出，從而保證了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，但是此工藝加大了污水處理量，增加了污水廠(chǎng)的負(fù)荷，沒(méi)有根本上解決問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種帶消泡和防堵塞功能的煉油堿渣酸化反應(yīng)裝置及其酸化方法。本發(fā)明在保證充足氣量的同時(shí)，能夠快速、高效的消除氣泡，避免了液泛和氣液夾帶現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)徹底解決了堿渣酸化處理后導(dǎo)致的裝置和管道堵塞問(wèn)題，提高了酸化反應(yīng)運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，酸化效率高，消泡效果好，防止裝置和管道堵塞等特點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明煉油堿渣酸化反應(yīng)裝置包括酸化反應(yīng)塔和冷凝塔，酸化反應(yīng)塔體底部設(shè)有管式氣體分布器，冷凝塔體表面設(shè)置冷凝裝置，其中兩個(gè)塔體分別由上部連通管和下部連通管密封連通，從而在兩個(gè)塔體之間形成一個(gè)氣升式外循環(huán)反應(yīng)通道；所述管式氣體分布器為自吸式管式氣體分布器，其下端連接有中空軸，中空軸下端連接有電機(jī)，可以使中空軸和管式氣體分布器轉(zhuǎn)動(dòng)，而氣體輸入管路保持靜止，中空軸與氣體輸入管路間通過(guò)一個(gè)密封腔連接；所述塔體外圍設(shè)置吸泡管，吸泡管一端與酸化反應(yīng)塔塔壁密封連接，另一端與氣體輸入管路密封相連，當(dāng)酸化反應(yīng)塔內(nèi)有氣泡產(chǎn)生時(shí)，在自吸式管式氣體分布器的作用下，氣泡從反應(yīng)器上端經(jīng)由吸泡管和氣體輸入管道返回酸化反應(yīng)塔中。
[0009]所述酸化反應(yīng)塔和冷凝塔的高徑比為8~20，優(yōu)選為10~18 ;所述上部連通管和下部連通管的直徑為酸化反應(yīng)塔徑的0.2-1.2倍，優(yōu)選為0.5-0.8。所述上部連通管優(yōu)選與水平角度呈5~70°與兩塔連接，優(yōu)選為30~50°，冷凝塔連通口低于反應(yīng)塔連通口；所述下部連通管與水平角度呈5~70°與兩塔連接，冷凝塔連通口高于反應(yīng)塔連通口 ；進(jìn)一步，下部連通管與冷凝塔連接口處設(shè)置過(guò)濾器，防止冷凝液中析出的鹽回流到酸化反應(yīng)塔中。
[0010]所述酸化反應(yīng)塔可以采用常規(guī)使用的柱形塔，優(yōu)選采用上端內(nèi)徑大于下段內(nèi)徑的柱形塔(反應(yīng)塔塔徑為下段塔體的內(nèi)徑，下同)，吸泡管入口與上端內(nèi)徑較大的塔壁相連接；更優(yōu)選采用上端設(shè)置成錐形的反應(yīng)塔，吸泡管與上端錐形塔壁的錐面相連接。酸化反應(yīng)塔頂端設(shè)置尾氣排放管路，高于上部連通管處設(shè)置酸化試劑輸入管路，下端設(shè)置堿渣輸入管路，低于酸化試劑輸入管路高于上部連通管的塔壁上設(shè)置切油管路，具體高度根據(jù)煉油堿渣含油量確定。塔底管式氣體分布器與氣體輸入管路相連。
[0011]所述管式氣體分布器為一兩端封口的管式結(jié)構(gòu)，封口處均勾分布大小均一的小孔，孔徑為2~20mm。管式氣體分布器中點(diǎn)垂直連接中空軸且與中空軸內(nèi)部聯(lián)通，直徑小于酸化反應(yīng)器塔體直徑，與塔體同軸。
[0012]所述吸泡管均勻分布在塔體外圍，原則上吸泡管越多消泡效果越好，吸泡管總的截面積應(yīng)不大于氣體輸入管路的截面積；吸泡管上設(shè)置切斷閥。
[0013]所述冷凝塔低于下部連通管的塔底設(shè)置成塔釜形式，塔釜直徑為冷凝塔直徑的1~3倍，塔釜底端優(yōu)選設(shè)置成錐形，并在釜底設(shè)置排放管道，管道上設(shè)置開(kāi)關(guān)閥。
[0014]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種采用上述酸化反應(yīng)裝置的煉油堿渣的酸化方法，首先向上述酸化反應(yīng)裝置中注入堿渣，控制堿渣液面高度高于上部連通管高度；然后通入酸化試劑和吹脫氣進(jìn)行酸化，打開(kāi)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)管式氣體分布器進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于臨界吸氣轉(zhuǎn)速時(shí)，氣體經(jīng)過(guò)進(jìn)氣管道自吸入管式氣體分布器，再通過(guò)管式氣體分布器進(jìn)入酸化反應(yīng)塔內(nèi)，隨著酸化反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，當(dāng)氣泡淹沒(méi)吸泡管進(jìn)口時(shí)，由于吸泡管與高速旋轉(zhuǎn)的管式氣體分布器相連通，在消泡管入口形成負(fù)壓導(dǎo)致吸泡管入口周?chē)呐菽晃氲轿莨軆?nèi)，并通過(guò)吸泡管并入進(jìn)氣管路，最終重新回到酸化反應(yīng)塔中；同時(shí)將冷凝塔中堿渣溫度維持在0~20°C ;隨著酸化反應(yīng)的進(jìn)行，在反應(yīng)塔和冷凝塔之間形成密度差，使得堿渣在兩塔之間形成外循環(huán)流動(dòng)，即堿渣通過(guò)上部連通管從反應(yīng)塔流向冷凝塔，反應(yīng)生成的鹽在冷凝塔中析出，冷凝后的堿渣通過(guò)下部連通管回流至反應(yīng)塔中。
[0015]所述冷凝塔冷凝后析出的鹽由于重力的作用，沉積到冷凝塔塔釜，當(dāng)冷凝塔塔釜中鹽累積到一定量后，將塔釜底端的開(kāi)關(guān)閥打開(kāi)，將析出的鹽排出。
[0016]所述煉油堿渣是催化汽油、催化柴油堿洗精制過(guò)程產(chǎn)生的高含硫高COD堿渣廢液，或者是催化汽油堿渣、催化柴油堿渣、液態(tài)烴堿渣等的混合堿渣廢液。所述酸化試劑可以采用液體酸化試劑如硫酸，也可以采用氣體酸化試劑如含SOjP /或C