推動煉化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展:CDFU+KHC廢水處理工藝解決方案解析
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1.酸性水的形成與特性
石油產(chǎn)品消費量的持續(xù)增長,使煉化過程中的環(huán)境污染控制日益重要。原油中富含的硫化物和氮化物,在經(jīng)歷高溫裂解、催化煉化、延遲焦化、催化加氫等工藝環(huán)節(jié)后,轉化為硫化氫(H?S)與氨(NH?)等酸性氣體。這些氣體在后續(xù)加工中被水吸收,形成含有硫、氨等成分的工業(yè)廢水,即通常所稱的“酸性水”。
2.傳統(tǒng)處理工藝及其局限性
酸性水汽提裝置的主要目的是脫出含硫污水中的氨、硫化氫,從而使之成為氨氮和硫化物含量均低的凈化水。
氨、硫化物都可溶于水中發(fā)生電離:

氨在水中的溶解度大于硫化氫在水中的溶解度,隨著溫度的升高,溶解度均下降。硫化氫和氨共存于水中時,它們處于化學、電離和相 平衡之中:

在常溫下,硫化氫和氨溶解于水,并電離成離子而存在于水中,當溫度提高后,(3)式所表示的三個平衡向右移動,酸性水汽提就是利用這一原理,將酸性水加熱至140℃以上,破壞了硫化氫和氨在水中的平衡,促使它們從液相向汽相轉移,同時,利用水蒸汽來降低硫化氫和氨在汽相中分壓, 這樣就可以降低硫化氫和氨在水中的含量。

圖1 煉油廠酸性水回用工藝
然而,該系統(tǒng)中普遍存在的積垢問題,對裝置長期穩(wěn)定運行及能耗控制造成顯著影響。研究表明,汽提塔塔盤與再沸器中的積垢成分以鋁化合物為主,主要來源于酸性水中所含固體懸浮物(如焦粉)及油泥。傳統(tǒng)除油設備采用氣浮、重力沉降與膜過濾組合工藝,雖可在短期內滿足處理要求,但膜組件易發(fā)生堵塞,運行維護成本較高,長期使用后在除油與去除焦粉方面的效果也難以持續(xù)保證。
3.科力邇CDFU+KHC組合處理方案
針對上述問題,科力邇研發(fā)推出“粗過濾器 + CDFU高效緊湊型旋流氣浮 + 精細過濾 + KHC高效聚結分離器”的組合去污工藝流程。該工藝基于油-氣-水三相密度差異實現(xiàn)高效分離,采用純物理破乳技術,無需投加藥劑,具有能耗低、自動化程度高、出水水質優(yōu)良等優(yōu)勢,產(chǎn)出水可直接回用于汽提單元,為系統(tǒng)的長期、滿載、優(yōu)質運行提供可靠保障。

圖2 科力邇煉化酸性廢水處理解決方案
CDFU(Cyclonic Dissolved gas Flotation Unit)即旋流溶氣氣浮,將超微氣泡發(fā)生術、旋流離心分離技術和溶氣氣浮分離技術三項技術有機結合的一代高效旋流溶氣氣浮裝置。該高效緊湊裝置通過應用溶氣和旋流產(chǎn)生微納米氣泡綜合作用,大幅度地提升了氣浮浮選效果,同時浮選時間大幅度降低,能夠高效、快速去除水中懸浮物、污油、乳化油等多種指標。該高效緊湊裝置適用于處理市面上各類難處理含油(含懸浮物)污水。
KHC高效聚結除油器是綜合應用Stokes定律、淺池理論與粗?;恚谖諊鴥韧庀冗M技術和理念的基礎上,優(yōu)化改進的新型除油器,該除油器通過入口旋流離心作用,快速分離分散油,同時加快油滴聚結。內部設計特殊沖沙系統(tǒng),根據(jù)泥沙情況及時沖洗,防止罐體內部和填料堵塞,保持處理效果穩(wěn)定。在石油、煉化、電廠、油庫等環(huán)境均能平穩(wěn)運行。
4.應用案例
?某化工企業(yè)減頂酸性水處理試驗

圖4 中試設備(中試水量:3m3/h)

圖5 出水效果
(進水:乳化酸性水,含油量:5%
出水:含油量≤50mg/L;出油含水≤0.1%)
?中石化某煉化廠焦化酸性水處理裝置

圖6 現(xiàn)場設備(處理量:15m3/h)

圖7 出水效果
入口污水含油量: ≤ 150000ppm(15%);出水含油量: ≤ 50ppm(平均)