[发明专利]去除碱渣中硫化物的常温常压空气催化氧化设备及方法

说明书

本发明涉及一种用于去除碱渣中硫化物的一种常温常压空气催化氧化设备，包括：碱渣缓冲罐、空气催化氧化反应器、沉降罐、清水罐、风机、尾气吸收装置；碱渣缓冲罐连接碱渣提升泵的进液口，碱渣提升泵的出液口连接空气催化氧化反应器的进液口；空气催化反应器底部设置微孔曝气器，风机连接空气催化反应器内微孔曝气器，空气催化氧化反应器顶部连接尾气收集罩，尾气收集罩连接尾气吸收装置，空气催化氧化反应器连接沉降罐，沉降罐的底部连接至空气催化氧化反应器；沉降罐通过第八管线连接清水罐，清水罐通过第九管线连接外输泵，外输泵与外输管线相连。本工艺为常温常压下工艺，无需进行清水稀释预处理，催化剂为一次性投加，可循环利用。

技术领域

本发明属于油气田地面工程技术领域，具体地，涉及一种用于去除碱渣中硫化物的一种常温常压空气催化氧化设备及方法。

背景技术

目前，国内石油石化行业下游炼化企业针对炼油碱渣脱除碱渣废液中硫化物的方法主要有以下几种：

1、直接处理法，包括深井注入、填埋和焚烧法等；其中以焚烧法为主，优点是流程简便，缺点是能耗大，操作成本高，产生的气体容易对环境造成二次污染。

2、生物处理法，主要是利用生物的新陈代谢作用将水中硫化物等有害物质转变为硫酸盐等无法物质。具有操作简便，投资少的优点。但该方法受水质波动影响大，抗冲击能力差。

3、湿式空气氧化法，主要是在在150℃～350℃高温和0.5MPa～2.0MPa压力下，以空气中的氧气为氧化剂，将水中硫化物和有机物氧化为SO₄^2-，CO₂和水，处理效率高，氧化彻底，无二次污染。但需要高温高压的操作条件，对设备材质要求高，投资高，能耗大。

4、湿式催化氧化法，主要是在200℃～280℃高温和0.2MPa～0.8MPa压力下，以空气中的氧气为氧化剂，将碱渣废水通过装有高效氧化性能的催化剂反应器，将碱渣中的硫化物氧化成硫酸盐。该工艺处理效率高，氧化彻底，无二次污染。但需要高温高压的操作条件，对设备材质要求高，投资高，能耗大。

5、酸碱中合法，采用调节pH值的方法将水中S^2-离子转变为H₂S，产生的硫化氢气体送入火炬燃烧，中和处理后的碱渣进入后续水处理系统处理。该工艺简单，操作方便，但中和法存在严重的腐蚀问题。另外，硫化氢燃烧后将会产生大量SO₂，引起大气污染问题。

目前，以上技术在使用过程中存在着各种问题。其中，湿式空气氧化法工艺要求高温高压的操作条件，因此对设备材质要求高，能耗高，同时对工人的操作能力要求高，从而造成工程一次性投资高，维护费用高，运行成本高；生化法处理的方法，对进水硫化物浓度有一定的要求，一般要求进水硫化物≤8000mg/L左右，因此，一般在进入生化反应器前需采用清水对碱渣废液进行稀释，清水用量需根据处理量和碱渣废液中硫化物浓度来确定，一般为处理量的2～4倍，同时需要投加硫酸调节碱渣废液pH值至6～9，此过程中将会有大量硫化氢产生。另外，在整个系统运行过程中，需定期向生物反应池内投加营养液。且生化法抗冲击能力差，受进水水质波动影响大，生态系统易波动。

以上方案均应用于炼化企业产生的炼油碱渣的处理，炼油碱渣废液中硫化物浓度一般≤35000mg/L。而本次涉及到的混烃碱洗产生的碱渣废液中硫化物浓度为50000mg/L～90000mg/L，硫化物浓度高，采用生化法时所需稀释水量大，从而引起反应器容器过大；调节pH值时产生的硫化氢气体量大。而采用湿式氧化法同样面临着降低进水硫化物的问题，同时，其运行条件为高温高压，对设备材料的选择也较为苛刻，投资高，运行成本高。另外，根据查阅相关文献，以上方法均未处理过如此高浓度硫化物的碱渣废液。

发明内容