Установка утилизации сернисто-щелочных стоков без использования реагентов со стороны

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков, образующихся при щелочной очистке продуктов нефтедобычи, нефтепереработки и в других отраслях промышленности. Установка включает контактную колонну 5, окислительный реактор 2, топку под давлением 1. Топка 1 соединена с колонной линией подачи отдутого серосодержащего газа 10 и оснащена линиями подачи топлива 12, воздуха 11 и линией вывода дымового газа 13. Колонна 5 выполнена двухсекционной. На линии вывода дымового газа 13 расположено примыкание линии подачи второго потока воздуха 14 с образованием линии подачи смеси дымового газа с воздухом. Данная линия разделена на две. На первой линии в качестве окислительного реактора установлен газофазный реактор 2 с катализатором окисления диоксида серы. Реактор 2 соединен линией подачи газа окисления 7, оснащенной первым холодильником 3, с межсекционным пространством колонны. На второй линии установлен второй холодильник 4. После второго холодильника 4 вторая линия разделена на линию 16 вывода балансового потока смеси дымового газа с воздухом и линию 8 подачи циркулирующей смеси дымового газа с воздухом. Линия 8 соединена с нижней частью колонны 5. Колонна 5 оснащена линией 6 подачи сернисто-щелочных стоков и линией 9 вывода очищенных стоков. Технический результат: упрощение установки. 1 ил.

 

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков, образующихся при щелочной очистке продуктов нефтедобычи, нефтепереработки и в других отраслях промышленности.

Известна установка, используемая в способе обезвреживания сульфидно-щелочных стоков [RU 2587437, опубл. 20.06.2016 г., МПК C02F 1/72, C10G 53/14, C10G 27/12], содержащая механический фильтр, объемный расходомер, насос-дозатор, узел смешения с технической водой, трубчатый реактор каталитического окисления водным раствором пероксида водорода в присутствии гомогенного катализатора и емкостный реактор.

Недостатками известной установки является загрязнение стоков катализатором и использование в качестве окислителя дорогостоящего взрывоопасного реагента - пероксида водорода.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сульфидно-щелочных стоков [RU 2460692, опубл. 10.09.2012 г., МПК C02F 1/24, C02F 9/14, B01D 3/38, C02F 103/18], осуществляемый на установке, включающей теплообменник нагрева стоков, смесители стоков с углекислым газом и серной кислотой и отпарную (десорбционную) колонну, оснащенную линией вывода сернистого газа с холодильником и сепаратором.

Недостатками известного способа являются: использование водяного пара и реагентов (углекислого газа и серной кислоты), а также получение отхода - сернистого газа, требующего дальнейшей утилизации.

Наиболее близкой по технической сущности является установка безреагентного обезвреживания сернисто-щелочных стоков (варианты) [RU 2738579, опубл. 23.11.2020 г., МПК C02F 1/72], включающая две колонны карбонизации (контактных колонны), жидкофазный окислительный реактор, горелку (топку под давлением), сепаратор, два теплообменника, холодильник и сепарационное устройство.

Недостатками данной установки являются ее сложность, поскольку установка включает 9 единиц основного технологического оборудования.

Задачей настоящего изобретения является упрощение установки.

Техническим результатом является упрощение установки за счет оснащения установки газофазным реактором с катализатором окисления диоксида серы, содержащегося в дымовом газе, до триоксида серы, который при растворении в сернисто-щелочных стоках, подаваемых в двухсекционную контактную колонну, образует серную кислоту, снижающую рН стоков до значения, позволяющего осуществить полную отдувку сероводорода и меркаптанов.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей контактную колонну, окислительный реактор, топку под давлением, соединенную с колонной линией подачи отдутого серосодержащего газа, и оснащенную линиями подачи топлива и воздуха, и линией вывода дымового газа, а также холодильник, особенностью является то, что в качестве линии подачи воздуха размещена линия подачи первого потока воздуха, колонна выполнена двухсекционной, на линии вывода дымового газа расположено примыкание линии подачи второго потока воздуха с образованием линии подачи смеси дымового газа с воздухом, которая разделена на две линии, на первой линии в качестве окислительного реактора установлен газофазный реактор с катализатором окисления диоксида серы, соединенный линией подачи газа окисления, оснащенной первым холодильником, с межсекционным пространством колонны, на второй линии установлен второй холодильник, после которого вторая линия разделена на линию вывода балансового потока смеси дымового газа с воздухом, которую выводят, и линию подачи циркулирующей смеси дымового газа с воздухом, соединенную с нижней частью колонны, кроме того, колонна оснащена линией подачи сернисто-щелочных стоков и линией вывода очищенных стоков.

В каталитическом реакторе размещен неподвижный слой ванадиевого катализатора окисления диоксида серы. В качестве топлива может быть использовано любое газообразное или жидкое топливо, преимущественно сернистое. Колонны карбонизации могут быть оснащены насадочными или тарельчатыми контактными устройствами, а горелка может быть выполнена в виде устройства для каталитического окисления или огневого сжигания топлива. Холодильники могут быть выполнены, например, в виде аппаратов воздушного охлаждения. Остальные элементы установки могут представлять собой любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Выполнение колонны с двумя секциями позволяет в верхней секции произвести полную отдувку сернистых соединений, включая сероводород и меркаптаны за счет снижения рН стоков благодаря растворению триоксида серы, содержащемуся в газе окисления, а в нижней секции довести рН очищенных стоков да заданного за счет растворения углекислого газа и диоксида серы, содержащихся в циркулирующем отходящем газе. Примыкание линии подачи второго потока воздуха к линии вывода дымового газа позволяет снизить температуру дымового газа до оптимальной температуры работы ванадиевого катализатора. Установка на первой линии подачи смеси дымового газа со вторым потоком воздуха газофазного реактора с катализатором окисления диоксида серы позволяет получить газ окисления, содержащий пары триоксида серы. Все указанные признаки в целом обеспечивают упрощение установки, позволяя сократить количество единиц оборудования с 9 до 5.

Предлагаемая установка показана на прилагаемом чертеже и включает топку под давлением 1, газофазный каталитический реактор 2, первый и второй холодильники 3 и 4, и двухсекционную колонну карбонизации 5.

При работе установки сернисто-щелочные стоки, подаваемые по линии 6, продувают сначала в верхней секции колонны 5 газом окисления, подаваемым по линии 7 из реактора 2 через холодильник 3, затем циркулирующей смесью дымового газа с воздухом, подаваемой по линии 8 после холодильника 4. Очищенные стоки выводят из низа колонны 5 по линии 9, а отдутый серосодержащий газ из верха колонны 5 по линии 10 подают в топку 1, в которую подают также воздух по линии 11 и топливо по линии 12. Дымовой газ, содержащий в том числе остаточный кислород, диоксиды углерода и серы, выводят из топки 1 по линии 13, охлаждают путем смешения с воздухом, подаваемым по линии 14, и разделяют на две части. Первую часть смеси дымового газа с воздухом по линии 15 направляют в реактор 2, в котором большая часть диоксида серы окисляется до триоксида серы с образованием газа окисления, который выводят из реактора 2 по линии 7, охлаждают в холодильнике 3 и направляют в колонну 2 между первой и второй секциями. Вторую часть смеси дымового газа с воздухом охлаждают в холодильнике 4 и разделяют на два потока, первый, балансовый, поток выводят по линии 16, второй, циркулирующий, поток подают в нижнюю часть колонны 5.

Работоспособность установки подтверждается примером.

2,0 т/час сернисто-щелочных стоков с рН 12,4, содержащих 3,31 % масс. сульфидной серы (в пересчете на серу) и 0,3% масс. меркаптидной серы (в пересчете на серу), при 40°С подают в верхнюю секцию колонны 5, в середину которой подают 280 нм3/час газа окисления, а в нижнюю часть - 140 нм3/час циркулирующей смеси дымового газа с воздухом, предварительного охлажденных в холодильниках 3 и 4 до 50°С. При этом рН стоков сначала снижается 9,0 а затем до 7,0, что приводит в полной отдувке сероводорода и меркаптанов и образованию очищенных стоков: раствора смеси нетоксичных карбоната, сульфита и сульфата натрия, содержащих менее 0,003 % масс. сульфидной серы (в пересчете на серу) и менее 0,0001 % масс. меркаптидной серы (в пересчете на серу). 420 нм3/час серосодержащего газа с верха колонны 5 подают в топку 1, в которую подают также 210 нм3/час воздуха и 15 нм3/час попутного нефтяного газа в качестве топлива. Полученные 660 нм3/час дымового газа смешивают с 650 нм3/час воздуха для снижения температуры до 480°С, 281 нм3/час полученной смеси подают в реактор 2, в котором в присутствии ванадиевого катализатора осуществляют окисление диоксида серы с получением газа окисления, остальную часть газа разделяют на балансовый поток, который выводят, и циркулирующую смесь дымового газа с воздухом, который подают в колонну 5. Всего использовано 5 единиц оборудования.

При этом технический результат - упрощение установки достигается за счет оснащения установки газофазным реактором с катализатором окисления диоксида серы и двухсекционной колонной, обвязанных указанным выше образом.

Таким образом, предлагаемая установка проще, позволяет осуществлять безотходную очистку сернисто-щелочных стоков без использования реагентов со стороны и может быть использована в промышленности.

Установка утилизации сернисто-щелочных стоков без использования реагентов со стороны, включающая контактную колонну, окислительный реактор, топку под давлением, соединенную с колонной линией подачи отдутого серосодержащего газа и оснащенную линиями подачи топлива и воздуха и линией вывода дымового газа, а также холодильник, отличающаяся тем, что в качестве линии подачи воздуха размещена линия подачи первого потока воздуха, колонна выполнена двухсекционной, на линии вывода дымового газа расположено примыкание линии подачи второго потока воздуха с образованием линии подачи смеси дымового газа с воздухом, которая разделена на две линии, на первой линии в качестве окислительного реактора установлен газофазный реактор с катализатором окисления диоксида серы, соединенный линией подачи газа окисления, оснащенной первым холодильником, с межсекционным пространством колонны, на второй линии установлен второй холодильник, после которого вторая линия разделена на линию вывода балансового потока смеси дымового газа с воздухом, которую выводят, и линию подачи циркулирующей смеси дымового газа с воздухом, соединенную с нижней частью колонны, кроме того, колонна оснащена линией подачи сернисто-щелочных стоков и линией вывода очищенных стоков.



 

Похожие патенты:

Способ относится к очистке сточных вод, загрязненных органическими и минеральными включениями, и может быть использован при очистке стоков животноводческих и свиноводческих ферм. Способ включает формирование спрессованного гипсового фильтра путем увлажнения гипса до содержания влаги 5-7%.

Изобретение относится к области водоподготовки и может быть использовано в химической и фармакологической промышленности для ускорения химических реакций в технологических процессах, в сельском хозяйстве для стимуляции биологических процессов, в нефтехимии для приготовления композитных топлив (водотопливных эмульсий).

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, например, вод, образующихся при добыче руд цветных металлов шахтным или карьерным способом. Способ включает обработку сточных вод известковым молоком, содержащим известняк и негашеную известь.

Группа изобретений относится к способу обработки воды, в частности, для приготовления питьевой воды. Воду из источника подают в емкость для обработки воды и осуществляют насыщение воды водородом посредством электролиза.

Изобретение относится к природоохранной области, а именно - к водоочистке, и может быть использовано для очистки фильтрата полигонов твердых коммунальных отходов (ТКО) от диспергированных, эмульгированных и растворенных органических и неорганических веществ. Способ включает две ступени реагентной обработки коагулянтом и флокулянтом, флотационную очистку, озонирование, аэрацию, ионнообменную очистку, механическую очистку и трехступенчатое обратноосмотическое разделение.

Изобретение предназначено для выработки электроэнергии при покрытии переменной нагрузки электропотребления на основе технологии воздушного аккумулирования энергии и может быть использовано в теплоэнергетике. Задачей заявляемого технического решения является разработка способа работы водоподготовительной установки в составе теплоутилизационного контура ВАГТЭ, приводящему к отказу от покупки поваренной соли для регенерации фильтров умягчения, что в целом приводит к снижению затрат на эксплуатацию данной водоподготовительной установки и повышению экономичности работы ВАГТЭ.
Изобретение относится к методам химического модифицирования природных глинистых материалов с целью получения сорбента для очистки водных растворов от ионов тяжелых металлов, биогенных веществ, микроэлементов, детергентов и других экологически вредных веществ. Представлен способ получения сапонитового сорбента, включающий обработку глинистых пород химическими реагентами с получением пластичной массы, глинистую породу обрабатывают кислым реагентом, после чего ее нейтрализуют щелочным реагентом с одновременным внесением пептизирующих добавок, причем в качестве глинистых пород используют сапонитовую глинисто-пластичную массу, в качестве кислого реагента используют серную кислоту, в качестве щелочного реагента используют цемент, в качестве пептизирующей добавки используют хлорид железа (III), далее проводят формовку сорбента в экструдере с получением гранул длиной от 0,5 до 1 см, гранулы выгружают и сушат при комнатной температуре, затем гранулы сорбента помещают в муфельную печь и проводят термическую обработку при температуре от 500 до 600°С с получением глинистого сапонитового сорбента.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии получения сорбента на основе наночастиц диоксида титана, и может применяться для сорбционной очистки сточных вод, промышленных отходов и извлечения редких металлов. Представлен способ получения сорбента на основе наноразмерного диоксида титана путём приготовления раствора из титанорганических соединений в водно-спиртовом растворителе через последовательные стадии образования золя, а затем геля и отделения полученного продукта реакции, характеризующийся тем, что приготовление золя проводят из тетрабутоксида титана, этилового спирта и дистиллированной воды в объёмном соотношении 1:1:4 при pH исходного раствора от 4 до 8, дальнейшее старение золя проводят при температуре 25-60°С в течение не более 30 минут, последующую сушку при температуре 80°С в течение 45 минут и отжиг полученных аморфных наночастиц диоксида титана на воздухе при температуре 200-1000°С в течение одного часа.

Группа изобретений относится к подавлению и удалению биопленки с поверхностей, находящихся в соприкосновении с использующейся в промышленности водной системой. Способ подавления и удаления биопленки с поверхности, находящейся в соприкосновении с водной системой, включает стадию добавления в водную систему разрушающего биопленку средства, выбранного из додецилбензолсульфонатов натрия, и биоцида, выбранного из монохлораминов, дихлораминов и их комбинации, при этом додецилбензолсульфонат натрия находится в количестве, равном от 1 мг/л до 39 мг/л, в пересчете на объем подвергающейся обработке воды; и количество биоцида составляет от 1 мг/л до 10 мг/л, в пересчете на активный хлор.

Группа изобретений относится к технологии получения пресной воды, извлекаемой из морской воды и других видов соленой и избыточно минерализованной воды дистилляционным способом. Способ заключается в том, что соленую воду после предварительной обработки распыляют с помощью ультразвуковых колебаний с образованием монодисперсной диспергированной среды, которую подвергают испарению с образованием водяного пара и мелкодисперсных частиц солей.

Изобретение относится к области очистки промывных сточных вод гальванических цехов от тяжелых металлов, к которым относится хром. Способ очистки промывных сточных вод от шестивалентного хрома включает добавление в сточную воду адсорбента, интенсивное перемешивание с водой в реакторе с мешалкой в течение 25 минут, последующее отстаивание и разделение твердой и жидкой фаз. В качестве адсорбента используется магнетит, полученный высокотемпературным восстановлением с использованием отходов технического углерода и оксидов железа, содержащихся в металлургической пыли, при соотношении CCr6+ : CFe3O4 = 1:6 массовых частей. Отстаивание магнетита с адсорбированными ионами Cr3+ осуществляется в отстойнике из немагнитного материала, внешняя сторона дна которого оборудована постоянными магнитами, ускоряющими осаждение. Обеспечивается расширение ассортимента железооксидных адсорбентов для очистки промывных сточных вод от шестивалентного хрома, в основном, с ориентировкой на вторичное сырье, а также упрощение технологии их получения, что может привести к снижению стоимости очистки промывных сточных вод гальваники от шестивалентного хрома без ухудшения эффективности очистки. 2 табл.
Наверх