提升煉化行業可持續發展:快速了解CDFU+KHC廢水處理工藝
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1.酸性水的定義
隨著我國對石油產品的消耗的增大,冶煉石油所產生的環境污染也隨之產生。原油中含有大量的硫化物和氮化物,在冶煉過程中硫化物和氮化物通過高溫裂解、催化煉化、延遲焦化、催化加氫等反應生成H2S和NH3等有毒有害氣體(酸性氣)。有毒有害氣體在后續的加工工藝中經過水的吸收從而變成含硫、氨的廢水,稱為酸性水。
2.經典處理工藝及其缺陷
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
然而酸性水汽提系統積垢現象普遍存在,對汽提系統的長滿優運行及能耗造成很大影響。研究人員分析汽提塔塔盤和再沸器積垢物的組成時發現,鋁化合物積垢主要來自酸性水中的固體懸浮物(焦粉),即來自于油泥。傳統除油器依靠氣浮+重力沉降+膜過濾的工藝短期內可達到要求,然而膜過濾易堵塞且運行和維護成本較高,長期運行對除油和除焦粉效果有限。
3.科力邇解決方案
針對這一問題,科力邇提出粗過濾器+CDFU(高效緊湊型旋流氣浮)+精細過濾+KHC高效聚結分離器的除油泥方案。根據油-氣-水三相密度差高效分離,純物理破乳無藥劑,能耗低,自動化程度高,出水品質好,可直接進入汽提單元回收利用。滿足設備的長滿優運行。

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、淺池理論與粗粒化原理,在吸收國內外先進技術和理念的基礎上,優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,根據泥沙情況及時沖洗,防止罐體內部和填料堵塞,保持處理效果穩定。在石油、煉化、電廠、油庫等環境均能平穩運行。
4.應用案例
?某化工減頂酸性水試驗

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)