一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法及裝置，該方法包括以下步驟：電催化氧化反應(yīng)處理以降解去除廢液中的有機(jī)物和硫化物；在經(jīng)電催化氧化處理后的出液轉(zhuǎn)移至苛化反應(yīng)槽中并向其中投加Ca(OH)2固體粉末，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)，利用Ca2+與脫硫廢液中的CO32-反應(yīng)生成CaCO3沉淀，將脫硫廢液中的K2CO3再生為KOH，靜置；將靜置后的上清液轉(zhuǎn)移至再生液槽中，將再生液槽中的液體轉(zhuǎn)移至氨塔堿槽中，并向其中加入NaOH堿液，然后將其混合后送至化產(chǎn)蒸氨塔蒸氨。其處理后的脫硫廢液pH值由原來的10左右可提高至13.5以上，反應(yīng)后液體呈強(qiáng)堿性，可送至后端氨塔系統(tǒng)進(jìn)行蒸氨使用，減少氨塔投加NaOH堿液的用量。
【專利說明】一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬化工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在焦化、煤制氣等煤化工行業(yè)中，焦?fàn)t煤氣脫硫是煤氣凈化過程的重要環(huán)節(jié)之一。我國自主研發(fā)的真空碳酸鉀脫硫工藝由于脫硫效率高、一次性投資低等特點(diǎn)近年來在國內(nèi)被眾多煤化工企業(yè)普遍采用。
[0003]真空碳酸鉀脫硫工藝主要分為脫硫和再生兩大部分，在脫硫塔內(nèi)使用碳酸鉀溶液直接吸收焦?fàn)t煤氣中的H2S和HCN等酸性氣體，碳酸鉀溶液吸收了大量H2S后變?yōu)槊摿蚋灰?；脫硫塔下部出來的吸收了酸性氣體的富液經(jīng)富液槽貯存緩沖后進(jìn)入再生塔再生，在再生塔內(nèi)進(jìn)行酸氣解析，釋放出酸性氣體變?yōu)樵偕氁?，貧液再回脫硫塔進(jìn)行循環(huán)使用。該工藝不足之處是在脫硫過程中會(huì)產(chǎn)生部分脫硫廢液，這是由于在脫硫過程中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生不可再生鹽，為保證脫硫液質(zhì)量，一般通過外排部分脫硫液來控制不可再生副產(chǎn)鹽類的含量，這樣就不可避免產(chǎn)生了脫硫廢液。該脫硫廢液中含有高濃度的C0D、S2_、CN-、酚、油類等特征污染物，COD高達(dá)數(shù)萬，此外還有大量的K2CO3、KHCO3等鹽類，pH值在9_11之間，有一定的惡臭，不能直接排放。
[0004]目前，國內(nèi)采用該工藝的焦化廠基本上是將產(chǎn)生的脫硫廢液送至化產(chǎn)車間剩余氨水槽，與氨水混合蒸氨后送后端常規(guī)生化處理系統(tǒng)處理后排放，但高有機(jī)物濃度、高堿度、高鹽度的脫硫廢液極易對(duì)生化系統(tǒng)微生物產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，使得生化系統(tǒng)微生物活性降低，造成生化外排水水質(zhì)波動(dòng)甚至超標(biāo)。因此，采用合適的預(yù)處理工藝對(duì)維持后端微生物生化系統(tǒng)穩(wěn)定是非常必要的。國內(nèi)外目前對(duì)HPF工藝脫硫廢液、OPT法脫硫廢液等研究較多，且已有工程實(shí)例，但對(duì)于真空碳酸鉀脫硫廢液處理工藝的研究較少，目前也沒有工業(yè)化實(shí)例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法及裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下: 一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法，其特征在于:它包括以下步驟:
(1)電催化氧化反應(yīng):收集真空碳酸鉀法煤氣脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫廢液，轉(zhuǎn)移至緩沖液調(diào)節(jié)槽中存放，將存放在緩沖液調(diào)節(jié)槽中的脫硫廢液轉(zhuǎn)移至電催化氧化槽中進(jìn)行電催化氧化處理以降解去除廢液中的有機(jī)物和硫化物；
(2)苛化再生反應(yīng):在經(jīng)步驟(1)電催化氧化處理后的出液轉(zhuǎn)移至苛化反應(yīng)槽中并向其中投加Ca(OH)2固體粉末，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)，利用Ca2+與脫硫廢液中的C032_反應(yīng)生成CaCO3沉淀，將脫硫廢液中的K2CO3再生為Κ0Η，靜置；(3)再生堿液再利用:將苛化反應(yīng)槽靜置后的上清液轉(zhuǎn)移至再生液槽中，將再生液槽中的液體轉(zhuǎn)移至氨塔堿槽中，并向氨塔堿槽中加入NaOH堿液，然后將其混合后送至化產(chǎn)蒸氨塔蒸氨。
[0007]按上述方案，所述的電催化氧化處理工藝條件為:以鈦基金屬氧化物涂層電極RuO2—TiO2一IrO2 /Ti為陽電極，石墨為陰電極，電極間距5~IOmm,陽極板和陰極板板與待處理脫硫廢液的有效接觸面積為0.5~lm2，電解電壓5~10V，電解時(shí)間為30min~120min，投加粒徑為l_3mm的活性炭或焦炭顆粒作為離子電極，采用空氣曝氣，曝氣量以離子電極懸浮在電催化氧化槽間不沉淀為準(zhǔn)。
[0008]按上述方案，所述的電解時(shí)間為60~120min。
[0009]按上述方案,所述Ca(OH)2固體粉末的加入量為20~40g/L脫硫廢液,所述的反應(yīng)時(shí)間為60~120min。
[0010]按上述方案，所述預(yù)處理方法包括將步驟(1)的沉淀經(jīng)煅燒分解處理生成Ca (OH) 2
后重復(fù)使用。
[0011]一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理裝置，其特征在于:它包括緩沖液調(diào)節(jié)槽、電催化氧化槽、苛化反應(yīng)槽、再生液槽和氨塔堿槽，所述的緩沖液調(diào)節(jié)槽、電催化氧化槽、苛化反應(yīng)槽、再生液槽和氨塔堿槽依次通過管路相連，所述的緩沖液調(diào)節(jié)槽和電催化氧化槽、電催化氧化槽和苛化反應(yīng)槽、苛化反應(yīng)槽和再生液槽之間的相連管路上設(shè)有泵，所述的苛化反應(yīng)槽和氨塔堿槽中設(shè)有攪拌器。
[0012]按上述方案，所述的苛化反應(yīng)槽由并列設(shè)置的兩個(gè)反應(yīng)槽組成，所述的電催化氧化槽和苛化反應(yīng)槽之間的連接管路分成兩個(gè)支路，分別與苛化反應(yīng)槽并列設(shè)置的兩個(gè)反應(yīng)槽相連，兩個(gè)反應(yīng)槽各通過管路與再生液槽相連，所述的兩個(gè)支路上分別設(shè)有一個(gè)閥門，通過相應(yīng)開合閥門，將電催化氧化·槽處理后的液體轉(zhuǎn)移至相應(yīng)的反應(yīng)槽中，使兩個(gè)反應(yīng)槽交錯(cuò)進(jìn)行反應(yīng)，即在一個(gè)反應(yīng)槽加入Ca (OH)2進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，另一反應(yīng)槽充分靜置沉降，而便于后續(xù)處理步驟的進(jìn)行。
[0013]按上述方案，所述的電催化氧化槽中交替設(shè)有多個(gè)陰極板和陽極板，每相鄰的一個(gè)陽極板和陰極板組成一對(duì)陰陽電極板。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
(1)電催化氧化處理可利用電解時(shí)產(chǎn)生的.0H的強(qiáng)氧化性，將廢水中大部分有機(jī)物降解為能被微生物所利用的小分子物質(zhì)，有機(jī)物濃度大幅下降，硫化物也進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為毒性較小的硫酸根等，減輕了后端生化系統(tǒng)負(fù)荷；
(2)苛化再生后的脫硫廢液pH值由原來的10左右可提高至13.5以上，反應(yīng)后液體呈強(qiáng)堿性，且苛化反應(yīng)后固體容易沉降，分層明顯，固液分離比較容易，且經(jīng)苛化反應(yīng)后廢液濁度有了大幅下降，苛化再生后的強(qiáng)堿液體可送至后端氨塔系統(tǒng)進(jìn)行蒸氨使用，可減少氨塔投加NaOH堿液的用量，降低藥劑的使用費(fèi)用；
(3)再生后的脫硫廢液在氨塔蒸氨過程中可由于蒸汽氣提蒸氨作用去除部分?jǐn)y帶的揮發(fā)性有機(jī)物、CN-等物質(zhì)濃度，且由于脫硫廢液在氨塔與大量蒸氨廢水進(jìn)行混合稀釋，降低了送至后端生化系統(tǒng)廢液中污染物濃度，進(jìn)而可有效降低其對(duì)后端生化系統(tǒng)微生物的影響?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理裝置的示意圖。圖中:1緩沖液調(diào)節(jié)槽、2電催化氧化槽、3反應(yīng)槽、4再生液槽、5氨塔堿槽、6泵、7閥門、8攪拌器。
[0016]圖2為電催化氧化處理時(shí)間對(duì)脫硫廢液中COD去除率的影響曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理裝置，如圖1所示:它包括緩沖液調(diào)節(jié)槽、電催化氧化槽、苛化反應(yīng)槽、再生液槽和氨塔堿槽，所述的緩沖液調(diào)節(jié)槽I和電催化氧化槽2通過管路相連，所述的苛化反應(yīng)槽由并列設(shè)置的兩個(gè)反應(yīng)槽3組成，所述的電催化氧化槽和苛化反應(yīng)槽中的兩個(gè)反應(yīng)槽3分別通過管路相連，所述苛化反應(yīng)槽中的兩個(gè)反應(yīng)槽通過管路與再生液槽4相連，且兩個(gè)反應(yīng)槽和再生液槽相連的管路上分別設(shè)有一個(gè)閥門7，通過相應(yīng)開合閥門，控制將電催化氧化槽處理后的出液轉(zhuǎn)移至相應(yīng)的反應(yīng)槽中，使兩個(gè)反應(yīng)槽交錯(cuò)進(jìn)行反應(yīng)，即在一個(gè)反應(yīng)槽加入Ca (OH)2進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，另一反應(yīng)槽充分靜置沉降，而便于后續(xù)處理步驟的進(jìn)行。所述的再生液槽和氨塔堿槽5通過管路相連，所述的緩沖液調(diào)節(jié)槽和電催化氧化槽、電催化氧化槽和苛化反應(yīng)槽、苛化反應(yīng)槽和再生液槽之間的相連管路上設(shè)有泵6，所述的苛化反應(yīng)槽和氨塔堿槽中設(shè)有攪拌器8。
[0018]真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理工藝:
(1)電催化氧化反應(yīng):收集真空碳酸鉀法煤氣脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫廢液，將其用泵轉(zhuǎn)移至緩沖液調(diào)節(jié)槽中存放，將存放在緩沖液調(diào)節(jié)槽中的脫硫廢液轉(zhuǎn)移至電催化氧化槽中進(jìn)行電催化氧化處理以降解去除廢液中的有機(jī)物和硫化物，電催化氧化工藝條件為:以鈦基貴金氧化物涂層電極Ru02—TiO2-1rO2 /Ti為陽電極，石墨為陰電極，電極間距10mm，陽極板和陰極板與待處理脫硫廢液的有效接觸面積為lm2，電解電壓5~10V，電解時(shí)間為60min~120min，投加粒徑Imm的活性炭顆`粒作為離子電極，采用空氣曝氣，曝氣量以離子電極懸浮在電催化氧化槽間不沉淀為準(zhǔn)。電催化過程中每隔20min進(jìn)行取樣，經(jīng)過濾后測(cè)定濾液的COD值，考察電催化氧化過程對(duì)COD的去除效果，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知:電催化氧化處理時(shí)間為60-120min，對(duì)脫硫廢液COD有很好的去除效果(C0D去除率在60%以上)
(2)苛化再生反應(yīng):在經(jīng)步驟(1)電催化氧化處理后的出水轉(zhuǎn)移至苛化反應(yīng)槽中并向其中投加Ca (OH) 2固體粉末，Ca (OH) 2固體粉末的加入量為20g/L，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min，利用Ca2+與脫硫廢液中的C032_反應(yīng)生成CaCO3沉淀，將脫硫廢液中的K2CO3再生為Κ0Η，靜置；在此過程中可通過相應(yīng)開合苛化反應(yīng)槽中的兩個(gè)反應(yīng)槽和再生液槽相連管路上設(shè)置的閥門，控制將電催化氧化槽處理后的出液轉(zhuǎn)移至相應(yīng)的反應(yīng)槽中，使兩個(gè)反應(yīng)槽交錯(cuò)進(jìn)行反應(yīng)，
如先打開電催化氧化槽和A反應(yīng)槽相連管路上的閥門，加入Ca(OH)2固體粉末使苛化反應(yīng)在A反應(yīng)槽中進(jìn)行，而使B反應(yīng)槽進(jìn)行充分靜置沉降，間隔一段時(shí)間后可關(guān)閉此閥門，打開電催化氧化槽和B反應(yīng)槽相連管路上的閥門，向B反應(yīng)槽中加入Ca(OH)2固體粉末，使反應(yīng)在B反應(yīng)槽中進(jìn)行，則A反應(yīng)槽在其反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)可進(jìn)行充分靜置沉降，
(3)再生堿液再利用:將苛化反應(yīng)槽中反應(yīng)后靜置分層后的上清液用泵送至再生液槽中貯存；將再生液槽中的液體轉(zhuǎn)移至氨塔堿槽中，并向氨塔堿槽中加入NaOH堿液，然后將其混合后送至化產(chǎn)蒸氨塔蒸氨。[0019]經(jīng)檢測(cè)，經(jīng)苛化后的脫硫廢液pH值由原來的10左右可提高至13.5以上，反應(yīng)后液體呈強(qiáng)堿性，且苛化反應(yīng)后固體容易沉降，分層明顯，固液分離比較容易，且經(jīng)苛化反應(yīng)后廢液濁度有了大幅下降；苛化再生后的強(qiáng)堿液體可很好地用于蒸氨塔蒸氨。
【權(quán)利要求】
1.一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法，其特征在于:它包括以下步驟:
(1)電催化氧化反應(yīng):收集真空碳酸鉀法煤氣脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫廢液，轉(zhuǎn)移至緩沖液調(diào)節(jié)槽中存放，將存放在緩沖液調(diào)節(jié)槽中的脫硫廢液轉(zhuǎn)移至電催化氧化槽中進(jìn)行電催化氧化處理以降解去除廢液中的有機(jī)物和硫化物； (2)苛化再生反應(yīng):在經(jīng)步驟(1)電催化氧化處理后的出液轉(zhuǎn)移至苛化反應(yīng)槽中并向其中投加Ca(OH)2固體粉末，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)，利用Ca2+與脫硫廢液中的C032_反應(yīng)生成CaCO3沉淀，將脫硫廢液中的K2CO3再生為Κ0Η，靜置； (3)再生堿液再利用:將苛化反應(yīng)槽靜置后的上清液轉(zhuǎn)移至再生液槽中，將再生液槽中的液體轉(zhuǎn)移至氨塔堿槽中，并向氨塔堿槽中加入NaOH堿液，然后將其混合后送至化產(chǎn)蒸氨塔蒸氨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法，其特征在于:所述的電催化氧化處理工藝條件為:以鈦基金屬氧化物涂層電極Ru02—Ti02—Ir02 /Ti為陽電極，石墨為陰電極，電極間距5~10mm，陽極板和陰極板與待處理脫硫廢液的有效接觸面積為0.5~lm2，電解電壓5~10V，電解時(shí)間為30min~120min，投加粒徑為l_3mm的活性炭或焦炭顆粒作為離子電極，采用空氣曝氣，曝氣量以離子電極懸浮在電催化氧化槽間不沉淀為準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法，其特征在于:所述的電解時(shí)間為60~120min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法，其特征在于:所述Ca(OH)2固體粉末的加入量為20~40g/L脫硫廢液，所述的反應(yīng)時(shí)間為60~120min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理方法，其特征在于:它包括將步驟(1)的沉淀經(jīng)煅燒分解處理生成Ca (OH) 2后重復(fù)使用。
6.一種真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理裝置，其特征在于:它包括緩沖液調(diào)節(jié)槽、電催化氧化槽、苛化反應(yīng)槽、再生液槽和氨塔堿槽，所述的緩沖液調(diào)節(jié)槽、電催化氧化槽、苛化反應(yīng)槽、再生液槽和氨塔堿槽依次通過管路相連，所述的緩沖液調(diào)節(jié)槽和電催化氧化槽、電催化氧化槽和苛化反應(yīng)槽、苛化反應(yīng)槽和再生液槽之間的相連管路上設(shè)有泵，所述的苛化反應(yīng)槽和氨塔堿槽中設(shè)有攪拌器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理裝置，其特征在于:所述的苛化反應(yīng)槽由并列設(shè)置的兩個(gè)反應(yīng)槽組成，所述的電催化氧化槽和苛化反應(yīng)槽之間的連接管路分成兩個(gè)支路，分別與苛化反應(yīng)槽并列設(shè)置的兩個(gè)反應(yīng)槽相連，兩個(gè)反應(yīng)槽各通過管路與再生液槽相連，所述的兩個(gè)支路上分別設(shè)有一個(gè)閥門，通過相應(yīng)開合閥門，將電催化氧化槽處理后的液體轉(zhuǎn)移至相應(yīng)的反應(yīng)槽中，使兩個(gè)反應(yīng)槽交錯(cuò)進(jìn)行反應(yīng)，即在一個(gè)反應(yīng)槽加入Ca (OH) 2進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，另一反應(yīng)槽充分靜置沉降，而便于后續(xù)處理步驟的進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空碳酸鉀法煤氣脫硫廢液的預(yù)處理裝置，其特征在于:所述的電催化氧化槽中交替設(shè)有多個(gè)陰極板和陽極板，每相鄰的一個(gè)陽極板和陰極板組成一對(duì)陰陽電極板。
【文檔編號(hào)】C02F9/06GK103663805SQ201310677369
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王麗娜, 薛改鳳, 劉向勇, 黃建陽, 張壘, 劉璞, 王凱軍, 付本全, 張楠, 吳高明 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司