CN103663805B - 一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法及装置，该方法包括以下步骤：电催化氧化反应处理以降解去除废液中的有机物和硫化物；在经电催化氧化处理后的出液转移至苛化反应槽中并向其中投加Ca(OH)2固体粉末，常温搅拌反应，利用Ca2+与脱硫废液中的CO3 2-反应生成CaCO3沉淀，将脱硫废液中的K2CO3再生为KOH，静置；将静置后的上清液转移至再生液槽中，将再生液槽中的液体转移至氨塔碱槽中，并向其中加入NaOH碱液，然后将其混合后送至化产蒸氨塔蒸氨。其处理后的脱硫废液pH值由原来的10左右可提高至13.5以上，反应后液体呈强碱性，可送至后端氨塔***进行蒸氨使用，减少氨塔投加NaOH碱液的用量。

Description

一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法及装置
技术领域
本发明属化工生产领域，具体涉及一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法及装置。
背景技术
在焦化、煤制气等煤化工行业中，焦炉煤气脱硫是煤气净化过程的重要环节之一。我国自主研发的真空碳酸钾脱硫工艺由于脱硫效率高、一次性投资低等特点近年来在国内被众多煤化工企业普遍采用。
真空碳酸钾脱硫工艺主要分为脱硫和再生两大部分，在脱硫塔内使用碳酸钾溶液直接吸收焦炉煤气中的H2S和HCN等酸性气体，碳酸钾溶液吸收了大量H2S后变为脱硫富液；脱硫塔下部出来的吸收了酸性气体的富液经富液槽贮存缓冲后进入再生塔再生，在再生塔内进行酸气解析，释放出酸性气体变为再生贫液，贫液再回脱硫塔进行循环使用。该工艺不足之处是在脱硫过程中会产生部分脱硫废液，这是由于在脱硫过程中会发生副反应产生不可再生盐，为保证脱硫液质量，一般通过外排部分脱硫液来控制不可再生副产盐类的含量，这样就不可避免产生了脱硫废液。该脱硫废液中含有高浓度的COD、S2-、CN-、酚、油类等特征污染物，COD高达数万，此外还有大量的K2CO3、KHCO3等盐类，pH值在9-11之间，有一定的恶臭，不能直接排放。
目前，国内采用该工艺的焦化厂基本上是将产生的脱硫废液送至化产车间剩余氨水槽，与氨水混合蒸氨后送后端常规生化处理***处理后排放，但高有机物浓度、高碱度、高盐度的脱硫废液极易对生化***微生物产生严重的冲击，使得生化***微生物活性降低，造成生化外排水水质波动甚至超标。因此，采用合适的预处理工艺对维持后端微生物生化***稳定是非常必要的。国内外目前对HPF工艺脱硫废液、OPT法脱硫废液等研究较多，且已有工程实例，但对于真空碳酸钾脱硫废液处理工艺的研究较少，目前也没有工业化实例。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）电催化氧化反应：收集真空碳酸钾法煤气脱硫***产生的脱硫废液，转移至缓冲液调节槽中存放，将存放在缓冲液调节槽中的脱硫废液转移至电催化氧化槽中进行电催化氧化处理以降解去除废液中的有机物和硫化物；
（2）苛化再生反应：在经步骤（1）电催化氧化处理后的出液转移至苛化反应槽中并向其中投加Ca(OH)2固体粉末，常温搅拌反应，利用Ca2+与脱硫废液中的CO3 2-反应生成CaCO3沉淀，将脱硫废液中的K2CO3再生为KOH，静置；
（3）再生碱液再利用：将苛化反应槽静置后的上清液转移至再生液槽中，将再生液槽中的液体转移至氨塔碱槽中，并向氨塔碱槽中加入NaOH碱液，然后将其混合后送至化产蒸氨塔蒸氨。
按上述方案，所述的电催化氧化处理工艺条件为：以钛基金属氧化物涂层电极RuO2—TiO2—IrO2 /Ti为阳电极，石墨为阴电极，电极间距5～10mm，阳极板和阴极板板与待处理脱硫废液的有效接触面积为0.5～1m2，电解电压5～10V，电解时间为30min～120min，投加粒径为1-3mm的活性炭或焦炭颗粒作为离子电极，采用空气曝气，曝气量以离子电极悬浮在电催化氧化槽间不沉淀为准。
按上述方案，所述的电解时间为60～120min。
按上述方案，所述Ca(OH)2固体粉末的加入量为20～40g/L脱硫废液，所述的反应时间为60～120min。
按上述方案，所述预处理方法包括将步骤（1）的沉淀经煅烧分解处理生成Ca(OH)2后重复使用。
一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理装置，其特征在于：它包括缓冲液调节槽、电催化氧化槽、苛化反应槽、再生液槽和氨塔碱槽，所述的缓冲液调节槽、电催化氧化槽、苛化反应槽、再生液槽和氨塔碱槽依次通过管路相连，所述的缓冲液调节槽和电催化氧化槽、电催化氧化槽和苛化反应槽、苛化反应槽和再生液槽之间的相连管路上设有泵，所述的苛化反应槽和氨塔碱槽中设有搅拌器。
按上述方案，所述的苛化反应槽由并列设置的两个反应槽组成，所述的电催化氧化槽和苛化反应槽之间的连接管路分成两个支路，分别与苛化反应槽并列设置的两个反应槽相连，两个反应槽各通过管路与再生液槽相连，所述的两个支路上分别设有一个阀门，通过相应开合阀门，将电催化氧化槽处理后的液体转移至相应的反应槽中，使两个反应槽交错进行反应，即在一个反应槽加入Ca（OH）2进行沉淀反应时，另一反应槽充分静置沉降，而便于后续处理步骤的进行。
按上述方案，所述的电催化氧化槽中交替设有多个阴极板和阳极板，每相邻的一个阳极板和阴极板组成一对阴阳电极板。
本发明的有益效果：
(1) 电催化氧化处理可利用电解时产生的·OH的强氧化性，将废水中大部分有机物降解为能被微生物所利用的小分子物质，有机物浓度大幅下降，硫化物也进一步转化为毒性较小的硫酸根等，减轻了后端生化***负荷；
（2）苛化再生后的脱硫废液pH值由原来的10左右可提高至13.5以上，反应后液体呈强碱性，且苛化反应后固体容易沉降，分层明显，固液分离比较容易，且经苛化反应后废液浊度有了大幅下降，苛化再生后的强碱液体可送至后端氨塔***进行蒸氨使用，可减少氨塔投加NaOH碱液的用量，降低药剂的使用费用；
（3）再生后的脱硫废液在氨塔蒸氨过程中可由于蒸汽气提蒸氨作用去除部分携带的挥发性有机物、CN-等物质浓度，且由于脱硫废液在氨塔与大量蒸氨废水进行混合稀释，降低了送至后端生化***废液中污染物浓度，进而可有效降低其对后端生化***微生物的影响。
附图说明
图1为本发明真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理装置的示意图。图中：1 缓冲液调节槽、2 电催化氧化槽、3 反应槽、4 再生液槽、5 氨塔碱槽、6 泵、7 阀门、8搅拌器。
图2为电催化氧化处理时间对脱硫废液中COD去除率的影响曲线。
具体实施方式
实施例1
真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理装置，如图1所示：它包括缓冲液调节槽、电催化氧化槽、苛化反应槽、再生液槽和氨塔碱槽，所述的缓冲液调节槽1和电催化氧化槽2通过管路相连，所述的苛化反应槽由并列设置的两个反应槽3组成，所述的电催化氧化槽和苛化反应槽中的两个反应槽3分别通过管路相连，所述苛化反应槽中的两个反应槽通过管路与再生液槽4相连，且两个反应槽和再生液槽相连的管路上分别设有一个阀门7，通过相应开合阀门，控制将电催化氧化槽处理后的出液转移至相应的反应槽中，使两个反应槽交错进行反应，即在一个反应槽加入Ca（OH）2进行沉淀反应时，另一反应槽充分静置沉降，而便于后续处理步骤的进行。所述的再生液槽和氨塔碱槽5通过管路相连，所述的缓冲液调节槽和电催化氧化槽、电催化氧化槽和苛化反应槽、苛化反应槽和再生液槽之间的相连管路上设有泵6，所述的苛化反应槽和氨塔碱槽中设有搅拌器8。
真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理工艺：
（1）电催化氧化反应：收集真空碳酸钾法煤气脱硫***产生的脱硫废液，将其用泵转移至缓冲液调节槽中存放，将存放在缓冲液调节槽中的脱硫废液转移至电催化氧化槽中进行电催化氧化处理以降解去除废液中的有机物和硫化物，电催化氧化工艺条件为：以钛基贵金氧化物涂层电极RuO2—TiO2—IrO2 /Ti为阳电极，石墨为阴电极，电极间距10mm，阳极板和阴极板与待处理脱硫废液的有效接触面积为1m2，电解电压5～10V，电解时间为60min～120min，投加粒径1mm的活性炭颗粒作为离子电极，采用空气曝气，曝气量以离子电极悬浮在电催化氧化槽间不沉淀为准。电催化过程中每隔20min进行取样，经过滤后测定滤液的COD值，考察电催化氧化过程对COD的去除效果，结果如图2所示。由图2可知：电催化氧化处理时间为60-120min，对脱硫废液COD有很好的去除效果（COD去除率在60%以上）
（2）苛化再生反应：在经步骤（1）电催化氧化处理后的出水转移至苛化反应槽中并向其中投加Ca(OH)2固体粉末，Ca(OH)2固体粉末的加入量为20g/L，常温搅拌反应60min，利用Ca2+与脱硫废液中的CO3 2-反应生成CaCO3沉淀，将脱硫废液中的K2CO3再生为KOH，静置；在此过程中可通过相应开合苛化反应槽中的两个反应槽和再生液槽相连管路上设置的阀门，控制将电催化氧化槽处理后的出液转移至相应的反应槽中，使两个反应槽交错进行反应，
如先打开电催化氧化槽和A反应槽相连管路上的阀门，加入Ca(OH)2固体粉末使苛化反应在A反应槽中进行，而使B反应槽进行充分静置沉降，间隔一段时间后可关闭此阀门，打开电催化氧化槽和B反应槽相连管路上的阀门，向B反应槽中加入Ca(OH)2固体粉末，使反应在B反应槽中进行，则A反应槽在其反应进行的同时可进行充分静置沉降，
（3）再生碱液再利用：将苛化反应槽中反应后静置分层后的上清液用泵送至再生液槽中贮存；将再生液槽中的液体转移至氨塔碱槽中，并向氨塔碱槽中加入NaOH碱液，然后将其混合后送至化产蒸氨塔蒸氨。
经检测，经苛化后的脱硫废液pH值由原来的10左右可提高至13.5以上，反应后液体呈强碱性，且苛化反应后固体容易沉降，分层明显，固液分离比较容易，且经苛化反应后废液浊度有了大幅下降；苛化再生后的强碱液体可很好地用于蒸氨塔蒸氨。

Claims (4)

1.一种真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）电催化氧化反应：收集真空碳酸钾法煤气脱硫***产生的脱硫废液，转移至缓冲液调节槽中存放，将存放在缓冲液调节槽中的脱硫废液转移至电催化氧化槽中进行电催化氧化处理以降解去除废液中的有机物和硫化物；所述的电催化氧化处理工艺条件为：以钛基金属氧化物涂层电极RuO2—TiO2—IrO2 /Ti为阳电极，石墨为阴电极，电极间距5～10mm，阳极板和阴极板与待处理脱硫废液的有效接触面积为0.5～1m2，电解电压5～10V，电解时间为30min～120min，投加粒径为1-3mm的活性炭或焦炭颗粒作为离子电极，采用空气曝气，曝气量以离子电极悬浮在电催化氧化槽间不沉淀为准；
（2）苛化再生反应：在经步骤（1）电催化氧化处理后的出液转移至苛化反应槽中并向其中投加Ca(OH)2固体粉末，常温搅拌反应，利用Ca2+与脱硫废液中的CO3 2-反应生成CaCO3沉淀，将脱硫废液中的K2CO3再生为KOH，静置；
（3）再生碱液再利用：将苛化反应槽静置后的上清液转移至再生液槽中，将再生液槽中的液体转移至氨塔碱槽中，并向氨塔碱槽中加入NaOH碱液，然后将其混合后送至化产蒸氨塔蒸氨。
2.根据权利要求1所述的真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法，其特征在于：所述的电解时间为60～120min。
3.根据权利要求1所述的真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法，其特征在于：所述Ca(OH)2固体粉末的加入量为20～40g/L脱硫废液，反应时间为60～120min。
4.根据权利要求1所述的真空碳酸钾法煤气脱硫废液的预处理方法，其特征在于：它包括将步骤（2）的沉淀经煅烧分解处理生成Ca(OH)2后重复使用。
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