催化濕式氧化設(shè)計(jì)案例

精選文檔催化濕式氧化英國(guó)Pell Frishchmann 公司Pell Frishchmann 公司是享譽(yù)英國(guó)建筑行業(yè)的工程服務(wù)公司，公司業(yè)務(wù)涉及包括建筑業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、水處理、電力和通訊業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。近80年來(lái)，公司參與了世界上許多具有劃時(shí)代意義的工程建設(shè)。Pell Frishchmann 公司的環(huán)保業(yè)務(wù)主要包括污染土地的研究與修復(fù)、環(huán)境評(píng)價(jià)、污水處理、地質(zhì)工藝工程等等，公司下屬的生產(chǎn)工藝部門(mén)為各類(lèi)難降解工業(yè)廢水的處理提供技術(shù)方案的選擇、中試和設(shè)計(jì)等業(yè)務(wù)，生產(chǎn)專(zhuān)門(mén)用于處理煉油堿渣、乙烯堿液及各類(lèi)高濃度工業(yè)廢水的BGAO濕式氧化設(shè)備等。通過(guò)科研人員15年的努力，前英國(guó)天然氣公司研發(fā)了專(zhuān)門(mén)處理高濃度煉油廢堿渣油的濕式氧化和催化濕式氧化技術(shù)（BGAO）。這項(xiàng)技術(shù)也常被用在化工和軍事上。和之前的濕式氧化技術(shù)比較，BGAO技術(shù)具有效率高、價(jià)格低、副反應(yīng)少和設(shè)備占地面積小的特點(diǎn)。Pell Frischmann公司在2000年獲得該技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)?，F(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)已被BP Exploration & production, Exxon Mobil, MOL, 英國(guó)國(guó)防部（皇家海軍）、Statoil等多家公司采用。從上世紀(jì)80年代中期開(kāi)始前英國(guó)天然氣公司一直致力于催化濕式氧化技術(shù)及其催化劑的開(kāi)發(fā)、設(shè)備的更新和制造上?，F(xiàn)BGAO設(shè)備的處理范圍已達(dá)到：100 L/h 30 m3/h，設(shè)備能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。1案例：(1) 室內(nèi)的連續(xù)運(yùn)行設(shè)備，最大的設(shè)備處理能力為30 m3/h。這項(xiàng)工作由英國(guó)天然氣公司在1985 1995年之間進(jìn)行。英國(guó)天然氣公司還曾經(jīng)和一家公司一起合作研制了一套處理能力為60 m3/h的設(shè)備。(2) 在20032004年間公司曾在歐盟的一家煉油廠安裝了一套帶有催化流化床的處理廢堿渣油的設(shè)備，設(shè)備于2005年安裝完成，設(shè)備的處理效率達(dá)到設(shè)計(jì)值。該煉油廠廢堿渣油的組份變化多端，含有大量的NaOH或者鏈烷醇胺，硫化物含量的變化也很大，該廠之前曾用自己的濕式氧化設(shè)備處理廢堿渣油，但效果不好，最后只能用BGAO設(shè)備取而代之。濕式氧化處理后的尾水必須在該廠的污水處理車(chē)間用生化法處理，這樣，COD就必須從原來(lái)的300000 mg/L降到3000 mg/L，硫化物從20000 mg/降到2 mg/L。(3) 曾和英國(guó)國(guó)防部(皇家海軍)簽訂多份合同，在兩年內(nèi)制作了多套小型BGAO濕式氧化設(shè)備安裝在潛水艇和水面艦艇上。(4) 工程名：Earth MOL。為匈牙利一煉油廠安裝了一套BGAO濕式氧化設(shè)備，幫助他們處理了含有毒有害物質(zhì)的高濃度廢水。公司現(xiàn)正為匈牙利國(guó)家石油公司制造BGAO濕式氧化設(shè)備(5) 工程名：British Gas plc，英格蘭北部，處理煉油高濃度含酚和多環(huán)芳香烴廢水。(6) 公司還和BP Exploration & Production一起研制了專(zhuān)門(mén)處理煉油廢水的連續(xù)運(yùn)行的示范設(shè)備。BGAO技術(shù)能有效地把廢堿渣油從300000以上降到100 mg/L以下。如果需要的話，可以把處理效率降低，比方說(shuō)，可以把廢堿渣油處理到可以用生化法進(jìn)一步處理，這樣能使設(shè)備的運(yùn)行成本降低。BGAO和常規(guī)的濕式氧化工藝的原理基本相同，但工藝條件緩和。常規(guī)的濕式氧化設(shè)備可以改裝為BGAO設(shè)備，通過(guò)改裝，處理能力和處理效率都將大大提高，而運(yùn)行成本大大降低。2. 設(shè)計(jì)參數(shù)BGAO工藝和設(shè)備是根據(jù)相似組份的廢堿渣油的運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)的，或者根據(jù)中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取參數(shù)。設(shè)計(jì)參數(shù)可以通過(guò)處理要求和出水參數(shù)優(yōu)化。廢堿渣油的有機(jī)物和堿的含量、它的pH緩沖能力、HS-/S2-和HCO3-/CO32-的平衡以及H2S氣體的分壓對(duì)工藝和設(shè)備的優(yōu)化尤其重要。主要工藝參數(shù)有：溫度、壓力、停留時(shí)間、氣流速度和催化劑用量。典型廢堿渣油的工藝條件如下：反應(yīng)釜溫度： 200 2700C； 壓力 3580大氣壓停留時(shí)間： 1060 分鐘 氣流速度 0.05 2.5 m3 (處理能力1 m3/h)4 12 m3 (處理能力10 m3/h)對(duì)于特種廢堿渣油，需要定量加酸（H2SO4或者HNO3）或者堿（NaOH）。工藝控制BGAO設(shè)備系全自動(dòng)的，無(wú)需專(zhuān)人照看和管理。它主要由反應(yīng)釜、開(kāi)機(jī)設(shè)施、控制關(guān)機(jī)設(shè)施和緊急關(guān)機(jī)設(shè)施構(gòu)成。自動(dòng)進(jìn)料和廢堿渣油監(jiān)控設(shè)施能對(duì)處理后尾水組份的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，也能對(duì)尾氣組分的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。設(shè)備的大小處理設(shè)備基本和一個(gè)車(chē)道差不多大，它在運(yùn)送到用戶之前全部裝配好，并通過(guò)廠內(nèi)檢驗(yàn)。設(shè)備的大小可按照用戶的要求變化，比方說(shuō)，如果需要安裝在室內(nèi)，高度可以減小。一般設(shè)備都安裝在室外的硬質(zhì)地面上運(yùn)行。3. BGAO和常規(guī)濕式氧化比較的優(yōu)點(diǎn)BGAO的主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1) BGAO的操作溫度和壓力都比較低，所以設(shè)備成本和運(yùn)行成本都比較低。(2) BGAO的處理效率高。COD去除率在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行條件下達(dá)到99%（COD包括無(wú)機(jī)和有機(jī)硫化物）。處理后尾水可以回用，灌溉等。(3) 設(shè)備的處理效率可以根據(jù)用戶需要降低，從而使運(yùn)行成本降低。(4) BGAO工藝首先氧化廢堿渣油中的硫化物、高分子有機(jī)物、芳香烴和帶雙鍵的有機(jī)物，破壞對(duì)生物有毒有害物質(zhì)，大大提高處理后尾水的BOD5/COD比例，改善尾水的可生化性能。(5) 停留時(shí)間比較短，所以設(shè)備的體積大大減小。(6) 氮有機(jī)物和氨被轉(zhuǎn)化為N2去除（在常規(guī)濕式氧化過(guò)程中它們被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽）。(7) 反應(yīng)條件緩和，所以反應(yīng)釜可以用比較便宜的材料制造，設(shè)備成本較低。4. BGAO工藝性能典型的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)圖13。BGAO設(shè)備在可以一定處理范圍內(nèi)根據(jù)用戶的特殊要求設(shè)計(jì)。排放的尾氣組份如下：氮?dú)猓ò諝庵杏嗔粝聛?lái)的氮?dú)猓?79% Mol氧氣 03 Mol二氧化碳 18-21 Mol水蒸汽 飽和（25400C）易揮發(fā)性物質(zhì) 35 mg/m3總硫 0.1 ppm壓力 02 大氣壓 溫度 2030 0C 圖1：處理廢堿渣油的BGAO運(yùn)行參數(shù)：COD的去除 圖2：處理廢堿渣油的BGAO運(yùn)行參數(shù)：特殊組份圖3：處理廢堿渣油的BGAO運(yùn)行參數(shù)：特殊組份圖4：設(shè)備圖紙圖5：BGAO示范設(shè)備圖6：BGAO廢堿液處理設(shè)備圖7：BGAO廢堿液處理設(shè)備表1 濕式氧化工藝的性能比較指標(biāo)英國(guó)BGAO工藝Zimpro (Siemens)云南高科（日本大阪煤氣）撫順石化研究院瑞士Loprox工藝（Bertrams）COD去除率（%）9990（實(shí)僅為75%）80基本不能去除COD80氨氮去除情況8090%轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?020%轉(zhuǎn)化為硝酸鹽不能去除氨氮不能去除氨氮不能去除氨氮硫化物去除率（%）99.9999.991.29599溫度（0C）200270150320200300100200壓力（公斤/cm2）35801020715100235停留時(shí)間（分鐘）10601012010120