(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105731681 A (43)申请公布日 2016.07.06
(21)申请号 201410766908.3(22)申请日 2014.12.11
(71)申请人中国石油天然气股份有限公司
地址100007 北京市东城区东直门北大街9
号中国石油大厦(72)发明人刘发强 齐国庆 刘光利 巫树峰
谷丽芬 王卫东 文善雄 李晶蕊李扬 江岩 何琳 张媛(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理
有限公司 11006
代理人高龙鑫 梁挥(51)Int.Cl.
C02F 9/04(2006.01)
(54)发明名称
一种催化裂化烟气脱硫废液的处理装置及工艺(57)摘要
本发明提供一种催化裂化烟气脱硫废液处理装置及工艺，所述装置包括两级空气氧化罐和一个澄清器，在二级空气氧化罐内部下方倾斜设置一陶瓷膜过滤器；采用该装置进行脱硫废液的处理工艺为首先将脱硫废液排入氧化罐，在氧化罐氧化的同时，通过空气搅拌使废液与絮凝剂混和均匀，使微小颗粒物絮凝后形成大的絮凝体排入澄清器，在澄清器通过重力沉降，实现固液分离，上清液排入到氧化罐中，通过空气氧化和陶瓷过滤器过滤后废液达标排放。该工艺与现有技术相比利用了催化裂化烟气脱硫废液温度高的特点，提高了亚硫酸盐的氧化速度，减少设备占地面积，并且针对颗粒物的性质，采用重力沉降和陶瓷过滤器过滤，悬浮物脱除效果彻底，解决了堵塞问题。
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
C N 1 0 5 7 3 1 6 8 1 A CN 105731681 A
权 利 要 求 书
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1.一种催化裂化烟气脱硫废液处理装置，主要包括一级空气氧化罐(1)、澄清器(2)和二级空气氧化罐(3)，一级空气氧化罐1外部下端设有脱硫废液入口(4)、外部上端设有脱硫废液出口(9)，一级空气氧化罐的脱硫废液出口通过管线与澄清器上端一侧的脱硫废液入口(11)连接，澄清器脱硫废液出口(13)设于澄清器上端另一侧，并通过管线与二级空气氧化罐下部外侧的脱硫废液入口(15)相连，在二级空气氧化罐内部下方倾斜设置陶瓷膜过滤器(17)及空气曝气器(18)，二级空气氧化罐的上部外侧设有脱硫废液出口(19)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于一级空气氧化罐(1)外部下端设有絮凝剂入口(5)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于一级空气氧化罐(1)内中下部设有环流喷射曝气器(6),环流喷射曝气器(6)上设有压缩空气管入口7和循环喷射液体入口(8)。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于澄清器的下端设有废渣出口(12)。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于一级空气氧化罐和二级空气氧化罐的顶部均设有空气排气管(10)。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于二级空气氧化罐的底部设有废渣排放口(21)，下部外侧设置碱液入口(16)。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于澄清器底部废渣出口(12)与二级空气氧化罐的废渣排放口(20)分别与过滤箱(14)相连通。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述陶瓷膜过滤器外缘与二级空气氧化罐内壁密封连接。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述陶瓷膜过滤器为一椭圆形平面，其长轴大于二级空气氧化罐底面内直径，所述长轴与二级空气氧化罐底面所成夹角大于0°并小于90°，优选为大于30°小于75°。
10.一种采用如权利要求1所述装置处理催化裂化烟气脱硫废液的工艺，其特征在于包括：催化裂化烟气脱硫塔底部排放的脱硫废液首先通过一级空气氧化罐(1)外部下端的脱硫废液入口(4)进入一级空气氧化罐，通过环流空气喷射曝气器(6)对脱硫废液中的亚硫酸盐、亚硫酸氢盐进行空气氧化，絮凝剂从絮凝剂入口(5)进入一级空气氧化罐中，一级空气氧化罐出来的脱硫废液进入澄清器(2)，澄清器分离出的脱硫废液通过二级空气氧化罐的脱硫废液入口(15)进入二级空气氧化罐，脱硫废液在空气曝气器(18)曝气的条件下经过陶瓷膜过滤器(17)，然后从二级空气氧化罐上部的脱硫废液出口(19)排出。
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说 明 书
一种催化裂化烟气脱硫废液的处理装置及工艺
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技术领域
本发明涉及催化裂化烟气脱硫废液的处理装置及工艺，具体涉及一种钠碱法催化裂化烟气脱硫废液的处理装置及处理工艺。
[0001]
背景技术
采用钠碱法治理催化裂化再生烟气过程，在催化裂化烟气除尘脱硫装置在正常运
行时，为了保证一定的脱硫效果，需要对吸收液中的氯离子、悬浮物、pH值、溶解性固体含量进行控制，若经测定，上述指标达到工艺要求时循环系统需要排放部分吸收液来满足除尘脱硫系统的工艺要求。目前这部分排放的脱硫废液处理工艺是经过浓密机或澄清器把废液分为上清液和浓浆液，上清液在氧化罐经多级空气氧化后排放，浓浆液经过滤箱过滤后进行固液分离。现有处理工艺存在的问题是脱硫废液处理后悬浮物(SS)、COD含量高，处理流程长，占地面积大；为了解决上述问题，CN102815808A提供了一种催化裂化烟气脱硫液处理工艺，该工艺将催化裂化烟气脱硫吸收塔排放的脱硫废液排入浆液池与絮凝剂混合，利用搅拌机搅拌使脱硫废液与絮凝剂混合，混合后的脱硫废液排入胀管式过滤器，通过胀管过滤器滤膜过滤实现固液分离后得到浓渣和上清液，浓渣进入过滤箱，在过滤箱中浓渣进行浓缩脱水，浓缩的泥饼外用，脱出的水重新返回浆液池，产生的上清液在氧化罐内通过二级空气氧化将亚硫酸根、亚硫酸氢根氧化为硫酸根，从而将COD去除，使排放水COD≤100mg/l、SS≤60mg/l。同原有工艺相比，该工艺把原有的浓密机或沉降槽改为浆液池和胀管式过滤器，其余设备基本不变，整套装置的占地面积没有大的变化。该工艺在运行过程存在的问题是将烟气脱硫塔排放的脱硫废液(温度70-80℃)排入浆液池与絮凝剂混合，利用搅拌机搅拌使脱硫废液与絮凝剂混合，通过搅拌器使系统排放的脱硫废液与絮凝剂混合，导致脱硫废液温度降低(温度降低10-20℃)，冬季降的更多，脱硫废液温度降低后，使得空气氧化亚硫酸盐速率下降，造成脱硫废液处理停留时间增加；由于系统排放的脱硫废液中SS主要是催化剂粉尘，其中10微米以下的SS占到90％以上，加入絮凝剂混合后，催化剂粉尘在絮凝剂的作用下，形成大的絮体，通过胀管式过滤器过滤时，容易造成胀管式过滤器滤膜堵塞，需要频繁冲洗胀管过滤器滤膜，劳动强度大。
[0002]
发明内容
本发明目的在于提供一种钠碱法催化裂化烟气脱硫废液的处理装置及采用该装置处理脱硫废液的工艺，与现有工艺相比，该工艺提高了空气氧化亚硫酸盐及亚硫酸氢盐的效率，对COD、SS去除率高，操作简单，劳动强度低，占地面较小。[0004] 本发明所述的一种催化裂化烟气脱硫废液处理装置，主要包括一级空气氧化罐1、澄清器2和二级空气氧化罐3，一级空气氧化罐1外部下端设有脱硫废液入口4和絮凝剂入口5，一级空气氧化罐1内的中下部设有环流喷射曝气器6，环流喷射曝气器6上设有压缩空气管入口7和循环喷射液体入口8，一级空气氧化罐1的外部上端设有脱硫废液出口9，一级空气氧化罐1顶部为空气排气管10，一级空气氧化罐的脱硫废液出口9通过管线与澄
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说 明 书
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清器上端一侧的脱硫废液入口11连接，澄清器2的下端设有废渣出口12，澄清器脱硫废液出口13设于澄清器2上端另一侧，并通过管线与二级空气氧化罐3下部外侧的脱硫废液入口15相连，在二级空气氧化罐内部下方倾斜设置陶瓷膜过滤器17及空气曝气器18，二级空气氧化罐的脱硫废液出口19和空气排气管20分别位于其上部外侧和顶部，二级空气氧化罐底部设有废渣排放口21。
[0005] 澄清器底部废渣出口12与二级空气氧化罐的废渣排放口21分别与过滤箱14相连通。
[0006] 所述陶瓷膜过滤器为一椭圆形平面，其长轴大于二级空气氧化罐底面内直径，使得陶瓷膜过滤器的长轴一端置于二级空气氧化罐底面夹角处或侧壁上，另一端能够倾斜依靠在二级空气氧化罐另一侧壁上。所述陶瓷膜过滤器平面的长轴与二级空气氧化罐底面所成夹角大于0°并小于90°，优选为大于10°小于80°，更优选为大于30°小于75°。采用上述装置处理催化裂化烟气脱硫废液的工艺如下：催化裂化烟气脱硫塔底部排放的脱硫废液首先通过一级空气氧化罐1外部下端的脱硫废液入口4进入一级空气氧化罐1，通过环流空气喷射曝气器6对脱硫废液中的亚硫酸盐、亚硫酸氢盐进行空气氧化，提高了空气对硫酸盐、亚硫酸氢盐的氧化效率；絮凝剂从絮凝剂入口5进入一级空气氧化罐1中，利用环流空气曝气器对絮凝剂和脱硫废液进行搅拌，防止脱硫废液中的催化裂化催化剂粉尘和絮凝剂形成的絮体沉淀到氧化罐底部；一级空气氧化罐出来的脱硫废液进入澄清器2，在澄清器中，通过自然沉降分离，得到的浓渣进入过滤箱14，分离出的脱硫废液通过二级空气氧化罐3的脱硫废液入口15进入二级空气氧化罐，脱硫废液在空气曝气器18曝气的条件下经过陶瓷膜过滤器17，然后从二级空气氧化罐上部的脱硫废液出口19排出。[0007] 二级空气氧化罐3下部外侧设置碱液入口16，通过该入口加碱到二级空气氧化罐中，调节脱硫废液的pH值为7左右，达到废液的排放指标。
[0008] 本发明处理钠碱法催化裂化烟气脱硫废液的装置及工艺与现有技术相比主要的区别在于，充分利用了催化裂化烟气脱硫废液的温度，将催化裂化烟气脱硫塔底部排放的脱硫废液(约70-80℃)直接引入一级空气氧化塔中进行空气氧化，通过试验证明在70-80℃的温度下用空气氧化亚硫酸盐和亚硫酸氢盐，比在温度降低10-20℃氧化脱硫废液，可缩短废液停留时间0.5-1.5小时，减少氧化塔体积1/3以上。脱硫废液中悬浮物以催化裂化催化剂粉尘为主，粒径在10微米以下，其中5微米以上的占到90％，具有比重大，容易沉淀的特点，加入絮凝剂后沉淀性更好，如果采用胀管式过滤器过滤，极易堵塞胀管式过滤器。
[0009] 本发明在对催化剂粉尘沉降性试验研究的基础上，采用二级过滤的方法，一级过滤利用催化裂化催化剂粉尘比重大的特点，加入絮凝剂后形成大的絮体，催化剂颗粒快速沉降，采用重力沉降进行分离，操作简单，设备和投资小。二级过滤采用陶瓷膜过滤器，对未絮凝下来的催化剂粉尘进一步过滤；陶瓷膜过滤器倾斜放置在二级空气氧化罐内，通过二级空气氧化罐的曝气头对陶瓷膜过滤器表面进行吹扫，防止催化剂粉尘堵塞陶瓷膜过滤器。
本发明的优点是：
[0011] 1、空气氧化亚硫酸盐、亚硫酸氢盐脱硫废液，利用了催化裂化烟气脱硫塔底部排放的脱硫废液温度高(70-80℃)的特点，提高了亚硫酸盐、亚硫酸氢盐氧化速率，缩短了废
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水的停留时间，减少了装置的体积；[0012] 2、脱硫废液中的悬浮物采用分级处理，第一级分离加入絮凝剂，对形成的大絮体采用重力沉降分离，第二级分离采用陶瓷膜过滤器过滤，提高了SS的脱出效果，经本发明装置处理后排放的脱硫废液的COD≤60mg/l、SS≤70mg/l。[0013] 3、二级空气氧化罐安装了陶瓷膜过滤器和空气曝气器，陶瓷膜过滤器采用5微米以下过滤器，二级氧化塔空气对亚硫酸盐、亚硫酸氢盐进一步氧化，在降低COD的同时，对陶瓷过滤器进行冲洗，防止陶瓷过滤器杜塞。附图说明
图1是本发明的催化裂化烟气脱硫废液处理装置示意图；
[0015] 图2是国内引进现有催化裂化烟气脱硫废液处理装置示意图(龚望欣，《石化技术》，2011，(12)：37)；
[0016] 图3是CN102815808A中的催化裂化烟气脱硫废液处理装置示意图；[0017] 图4是本发明一级空气氧化罐的结构示意图；[0018] 图5本发明二级空气氧化罐的结构示意图；[0019] 1-一级空气氧化罐，2-澄清器，3-二级空气氧化罐，4-一级空气氧化罐脱硫废液入口，5-絮凝剂入口，6-环流喷射曝气器，7-压缩空气管入口，8-循环喷射液体入口，9-一级空气氧化罐脱硫废液出口，10-空气排气管，11-澄清器脱硫废液入口，12-废渣出口，13-澄清器脱硫废液出口，14-过滤箱，15-二级空气氧化罐脱硫废液入口，16-碱液入口，17-陶瓷膜过滤器，18-空气曝气器，19-二级空气氧化罐脱硫废液出口，20-空气排气管，21-废渣排放口。[0020] a-澄清器，b-氧化罐，c-曝气头，d-过滤箱，e-计量泵，f-滤液坑，g-搅拌器，c-曝气头，h-加碱阀，l-搅拌器；[0021] A-浆液池，B-胀管式过滤器，C-胀管式过滤器，D-渣浆浓缩缓冲池，E-氧化罐，F-氧化罐，G-氧化罐，H-絮凝剂加药泵，I-搅拌器，J-曝气头，K-搅拌器，L-曝气头，M-搅拌器，N-曝气头，O-搅拌器，P-加碱阀。
[0014]
具体实施方式
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。如图1所示，采用该技术处理催化裂化脱硫废液，脱硫废液COD约4000mg/l，SS约200mg/l，处理后要求COD≤50mg/l、SS≤50mg/l。本发明催化裂化烟气脱硫废液处理系统包括一级空气氧化罐1、澄清器2、二级空气氧化罐3。
[0023] 催化裂化烟气脱硫塔外排70-80℃脱硫废液由一级空气氧化罐1下部脱硫废液入口4进入一级空气氧化罐1，在进入一级空气氧化1时，絮凝剂通过絮凝剂入口加入到一级空气氧化罐1中，絮凝剂随脱硫废液一起进入一级空气氧化罐1的下部，一级空气氧化罐1中下部安装环流喷射曝气器6，环流喷射曝气器6上有压缩空气管入口7和喷射液体入口8，在环流喷射曝气器6的作用下脱硫废液和絮凝剂在一级空气氧化罐均匀混合，同时环流喷射曝气器6的喷嘴向下安装，起到搅拌的作用，防止一级空气氧化罐1下部出现沉淀，一级空气氧化罐1上部有脱硫废液出口9，空气排气管10，一级空气氧化罐1中脱硫废液停留
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时间30-40分钟。脱硫废液从一级空气氧化罐1上部脱硫废液出口10通过泵打到澄清器2中部，澄清器2中部有脱硫废液入口11，澄清器2是目前常用的结构，依靠重力沉降进行固液分离，澄清器2的中部有脱硫废液入口11，下有废渣排放口12，上部有脱硫废液出口13，澄清器2产生的废渣由废渣排放口12排到过滤箱14，经过滤箱14过滤后，废渣填埋处理，脱硫废液排入污水坑，收集在污水坑的脱硫废液，达到一定液位时，通过泵打倒澄清器2，从澄清器上部脱硫废液出口13排出的脱硫废液COD≤100mg/l、SS≤70mg/l。从澄清器2上部脱硫废液出口13排出的脱硫废液进入二级空气氧化罐3下部的脱硫废液入口15，流入二级空气氧化罐3，二级空气氧化罐3中下部有碱液加入口16，对二级空气氧化罐3中的脱硫废液pH值进行调节，二级空气氧化罐3中设有倾斜放置的陶瓷膜滤网器17，澄清器没有去除的悬浮物通过陶瓷膜过滤器17进一步去除，陶瓷膜过滤器17下部按倾斜方向布置空气曝气器18，空气曝气器18喷出空气对脱硫废液氧化的同时，对陶瓷膜过滤器17进行吹扫清洗，防止催化剂粉尘堵塞陶瓷膜过滤器17，空气曝气器18还对碱液和脱硫废液进行混合，通过陶瓷膜过滤器17的脱硫废液经过二级空气氧化罐3上部的脱硫废液排出口19排出，排出的脱硫废液中COD≤50mg/l、SS≤50mg/l，二级空气氧化罐3顶部设有空气排气管10，下部设有废渣排放口20，定期将废渣排放口20排入废液坑。[0024] 对比列1：图2是国内引进美国Belco公司催化裂化烟气脱硫废液处理装置，采用该技术处理300万吨/年催化裂化装置的产生的再生烟气，脱硫废液设计排放量30～40t/h，脱硫废液组成COD约3600mg/l，SS约200mg/l，处理后要求COD≤100mg/l、SS≤100mg/l。该装置包括澄清器a、氧化罐b过滤箱d。催化裂化烟气脱硫塔外排70-80℃脱硫废液进入澄清器a，絮凝剂通过絮凝剂计量泵e加入，再在搅拌器i的作用下，使絮凝剂和脱硫废液混合均匀，形成大的絮体沉淀到澄清器a底部，监视澄清器a污泥界面高低，污泥界面高度达到一定值时，打开澄清器a底阀，将沉淀污泥排放到过滤箱d，滤液收集到滤液坑f，由滤液泵送回澄清器a，沉淀污泥通过过滤形成滤渣，定期外运。澄清器上部溢流脱硫废液流入氧化罐b，氧化罐b内设有搅拌器g、和空气曝气器c，在氧化过程中，为保持适宜的PH，通过加碱阀h控制加碱量，使出水PH值维持在7左右。采用该工艺处理后COD在700-1500mg/l，SS在150mg/l左右，不能满足废液的排放要求。[0025] 对比列2：针对钠碱法脱硫废液氧化不彻底，分离和后悬浮物含量高问题，专利文献CN102815808A中提供的催化裂化烟气脱硫废液处理装置示意图，采用该技术处理140万吨/年催化裂化装置产生的烟气，脱硫废液设计排放量10～14t/h，脱硫废液组成COD约4000mg/l，SS约200mg/l，处理后要求COD≤100mg/l、SS≤100mg/l。该工艺将催化裂化烟气脱硫吸收塔排放的脱硫废液70-80℃排入浆液池A与絮凝剂混合，絮凝剂通过絮凝剂加药泵H加入，絮凝剂在浆液池A中通过搅拌机I搅拌，使脱硫废液与絮凝剂混合均匀，混合后的脱硫废液温度50-60℃，排入并联胀管式过滤器B、C，胀管式过滤器B、C一台过滤，一台清洗，相互切换使用，通过胀管过滤器B、C过滤实现固液分离后得到浓渣和上清液，浓渣进入过滤箱D，在过滤箱中浓渣进行浓缩脱水，浓缩的泥饼外用，脱出的水重新返回浆液池A；产生的上清液流入三级串联的氧化罐E、F、G，对除去悬浮物的脱硫废液进行彻底氧化，氧化罐E、F、G内部有曝气头J、L、N和搅拌器K、M，O，为保持适宜的pH值，在废液排出口通过加碱阀P控制加碱量，使出水pH值维持在7左右。采用该工艺处理后排放废液COD≤100mg/l、SS≤100mg/l，基本满足排放要求，但在悬浮物的处理过程没有利用脱硫废液中催化剂颗
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粒比重大，易于重力沉降的特点，造成胀管式过滤器需要频繁清洗，劳动强度大；降低COD没有利用吸收塔排放的脱硫废液70-80℃的特点，而采用增加氧化罐，导致脱硫废液停留时间增加，装置体积增大。
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