第十三章 污水汽提装置
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污水处理中的汽提法性能说明汽提法通常用于脱除污水中的溶解性气体和某些挥发性物质。
其原理是将空气或水蒸气等载气通入水中,使载气与污水充分接触。
导致污水中的溶解性气体和某些挥发性物质向气相转移,从而达到脱除水中污染物的目的。
一般使用空气为载气时称为吹脱,使用蒸汽为载气时称为汽提。
空气吹脱通常只用于脱除用石灰石中和酸性污水和经过软化处理或电渗析、反渗透处理后的污水中的CO2,以提高因CO2而产生的低pH 值、满足后续生物处理的需要。
汽提法常被用于含有H2S、HCN、NH3、CS2等气体和甲醛、苯胺,挥发酚等主他挥发性有机物的工业废水的处理。
以避免这些酸性物质对活性污泥中微生物可能产生的毒害和避免发生硫化氢中毒事故。
1.常用类型处理含有硫化物、酚、氰化物、氨氮等物质的酸性污水常用的蒸汽汽提方式有双塔汽提和单塔汽提两大类。
双塔汽提是使原料污水依次进入硫化氢汽提塔和氨气汽提塔,在两个塔内分别实现硫化氢和氨气从污水中分离的过程。
双塔汽提可同时获得高纯度的硫化氢和氨气,净化水水质较好,可回用或进入综合污水处理厂处理后排放。
其缺点是设备复杂,蒸汽消耗量大。
单塔汽提是利用硫化氢和氨在不同温度下在水中溶解度的变化存在差异这一特性,使污水在汽提塔内温度高低变化,从而实班氨与酸性气分别从污水中脱出。
单塔汽提的特点是在—个汽提塔内同时实现硫,化氢和氨气分离的过程。
其优点是设备简单、蒸汽单耗低。
常用的单塔汽提为单塔加压侧线抽出汽提(见图 2 - 9)。
该工艺流程具有设备简单、操作平稳、蒸汽单耗低、原料水质适应范围宽等特点,能同时高效率地将硫化氢和氨脱出。
净化水水质好。
当污水中氨含量较低,只需脱除硫化氢时。
为进一步简化流程和操作。
可采用单塔加压无侧线抽出流程(见图2-10)。
汽提产生的硫化氢和氨气必须予以回收。
因为焚烧只是将硫化氢氧化为二氢化硫后排放,而二氧化硫是产生酸雨的一个主要原因。
国家有关法规对此有严格的规定。
因此。
提倡使用的汽提装置要同时具备将硫化氢收集处理的能力,一般是将硫化氢送到硫磺同收装置制硫。
脱硫装置操作工(中级)(三)1、问答题如何理解设备故障管理中“修理、改造与更新的原则”?正确答案:修理是在原有设备基础上进行的,较之更新所需费用少,所花时间短,但又能延长设备物理使用寿命,维持设(江南博哥)备现有的技术水平。
改造是采用先进技术对设备进行局部改进,使之改善和提高技术装备素质。
更新是改善和提高技术装备素质的根本措施。
修理不能无限制地进行,为此,设备管理工作不能停止在修理上,而要修理,改造与更新相结合。
2、问答题汽体塔顶部压力变化影响因素有哪些?正确答案:1、进重沸器的蒸汽量、压力变化。
2、处理量变化。
3、侧抽量变化。
4、原料水中硫化氢、氨含量变化。
5、硫化氢排放量变化。
6、塔顶温度的变化。
3、问答题简述V-105液面失灵的操作。
正确答案:1、联系仪表检查处理一次表;2、按排操作人员在现场观察容-105液面防止满罐。
4、单选对硫化氢酸性描述正确的是()。
A.弱酸性B.强酸C.中强碱D.都不是正确答案:A5、问答题简述氨精制停工的步骤。
正确答案:1、将氨气返罐或氨吸收系统;2、停压缩机;3、关换-410出口,容-413/12底部阀;4、关塔-402底部阀。
6、单选循环水紧装置温度一般不会低于()。
A.40℃B.30℃C.生活用水D.气温正确答案:D7、单选汽提塔干塔的原因不正确的是()。
A.塔底液控阀失灵B.塔底液面失控C.蒸汽压力低D.以上都不对正确答案:C8、单选可燃气体报警仪预报警是()。
A.10%B.20%C.30%D.40%正确答案:B9、单选热传导时物体内部分子的相对位置是怎样的?()A.不变B.变化很小C.变化很大C.都不是正确答案:A10、单选循环水紧装置温度一般不会低于()。
A.40℃B.30℃C.生活用水D.气温正确答案:D11、单选空气呼吸器使用前压力必须大于()。
A.20MPaB.25MPaC.30MPaD.5MPa正确答案:A12、问答题出装置检修时,塔和容器在什么条件下才能开启人孔?正确答案:塔和容器需检修时开启人孔:(1)需予先用泵抽尽物料。
2018年08月酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因及应对措施白知成刘畅(中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司炼油厂,辽宁辽阳111003)摘要:酸性水汽提装置是一种污水净化装置,其原料主要是含氨、含硫污水,对污水进行除油、脱气处理,然后进行加热汽提,将污水中的游离氨、硫化氢去除,达到净化水质的目的。
由于处理原料的特殊性,导致酸性水汽提装置深受腐蚀问题的困扰,氨汽提塔再沸器便是装置中比较容易出现腐蚀问题的一个部分。
文章主要对酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因进行了分析,并提出了应对措施,以供参考借鉴。
关键词:酸性水汽提装置;氨汽提塔再沸器;腐蚀;防腐酸性水汽提装置对污水进行净化后,一部分净化水被回收利用,另一部分输送给污水处理厂进行处理,水质合格后排放。
由此可以看出,酸性水汽提装置是一种环保装置,具有节约水资源、减少环境污染的作用。
在资源短缺问题、环境污染问题日益加剧的背景下,酸性水汽提装置得到了越来越多的重视与研究。
1概况某炼油厂的酸性水汽提装置,污水处理效率为每小时200吨,工艺为双塔加压汽提,主要由原料预处理系统、硫化氢汽提系统、氨汽提系统、氨精制系统、生产液氨系统组成。
有氨汽提塔、硫化氢汽提塔两个分离设备,因此,有氨汽提塔再沸器、硫化氢汽提塔再沸器。
酸性水汽提装置运行过程中发现,硫化氢汽提塔再沸器从未出现内漏,运行良好。
而氨汽提塔再沸器多次发现内漏,运行效果较差,检查维修发现,其原因在于换热管束发生堵塞,导致管束出现腐蚀,进而造成内漏。
2酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因分析2.1介质中含有腐蚀性组分对于本酸性水汽提装置的氨汽提塔再沸器来说,管程介质主要是经过净化后的水,其主要组分为SO 3-、CL -、NH 4+以及微量NH 3、H 2S 。
经过检查发现,介质中的硫酸盐沉积物是导致换热管束发生堵塞的主要原因。
对结垢物进行取样化验分析,氨汽提塔再沸器换热管束中的堵塞物中,SO 3-含量为每升229.05毫克,CL -含量为每升1495.26毫克。
污水汽提装置操作规程一、污水汽提原理高硫废水是一种硫化氢、氨和二氧化碳等多元水溶液,硫化氢、氨和二氧化碳在水中以NH4SH、NH42S、NH42CO3、NH4HCO3等铵盐形式存在,这些弱酸弱碱的盐在水中水解后分别产生游离态硫氢、氨和二氧化碳分子,它们分别与其中气相中的分子呈平衡,因而该体系是化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂体系。
因此控制化学、电离和相平衡的适宜条件是处理好含硫废水和选择适宜操作条件的关键。
影响上述三个平衡的主要因素是温度和分子比。
由于水解是吸热反应,因而加热可促进水解作用,使游离的硫化氢、氨和二氧化碳分子增加,但这些游离分子是否都能从液相转入气相,这与他们在液相中的浓度,溶解度、挥发度大小以及与溶液中其它分子或离子能否发生反应有关,如二氧化碳在水中的溶解度很小,相对挥发度很大,与其它分子或离子的反应平衡常数很小,因而最容易从液相中转入气相,而氨却不同,它不仅在水中的溶解度很大,而且与硫化氢和二氧化碳的反应平衡常数也大,只有当它在一定条件下达到饱和时,才能使游离的氨分子从液相转入气相。
汽提塔通入水蒸汽起到了加热和降低气相中硫化氢、氨和二氧化碳分压的双重作用,促进它们从液相进入气相,从而达到净化水质的目的。
二、流程我们采用的是蒸汽汽提单塔式流程,一般汽提塔操作压力为0.05Mpa (表),有带回流和不带回流二种流程。
前者酸性气可送往硫回收装置,后者酸性气多排至火炬焚烧。
目前一般采用带回流流程。
见附图,污水汽提装置用来处理催化装置、加氢装置、焦化装置生产过程中产生的高含硫废水,采用单塔低压汽提工艺将废水中的硫化氢及部分氨分离出来送焚烧炉焚烧。
处理后废水送污水处理场进一步处理后达标排放。
本装置处理能力为40m3/h。
三、开工前的准备1、原料水罐R101注满酸性水,R102注满新鲜水;2、管线、容器试压、试漏无异常;3、机泵试运转正常,仪表调校正常;4、操作人员培训合格;5、现场消防器材及应急救援物资就位;6、排水系统通畅,无阻塞;7、焚烧炉提前烘炉,达到备用状态。
装置污水汽提单元工艺技术操作规程(送审稿)(本稿完成日期:2011年11月)目次1 范围 (II)2 规范性引用文件 (II)3 术语和定义 (II)4 工艺原理概述 (III)5 工艺流程叙述 (III)6 设备明细表 (IV)7 主要原材料性质和消耗指标 (VII)8 各馏出口质量指标 (X)9 主要工艺操作指标 (X)10 装置开工 (X)11 装置停工 (X)12 岗位操作法 (X)13 生产异常波动应急处理 (XX)附录A (资料性附录)含硫含氨污水汽提工艺介绍 (24)附录B (规范性附录)CTST型高效塔盘 (28)装置污水汽提单元工艺技术操作规程1 范围本标准规定了污水汽提单元的开工、停工、正常操作、产品质量调节以及事故处理的方法、步骤和要求。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 1.1 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则Q/SHCL 1001 文件的分类与编号Q/SHCL 1002 标准化管理办法3 术语和定义下列定义和术语适用于本标准。
3.1溶解度指100克溶剂所溶解的溶质克数。
•或单位体积的溶剂所溶解气体的体积数。
3.2饱和蒸汽压指在一定的温度下,液体与其表面上蒸汽处在平衡状态时,此时蒸汽所产生的压力称为气体在此温度下的饱和蒸汽压。
3.3精馏指汽液两相在塔盘上充分接触,同时进行多次平衡汽化和平衡冷凝的传热传质过程。
3.4原料液进入的那层塔板称为加料板,加料板以上的塔段称之为精馏段。
3.5加料板以下的塔段(包括加料板)称之为提馏段。
3.6汽提利用水蒸汽来降低H2S、NH3在汽相中的分压,从而可以降低H2S、NH3在水中的含量,达到净化污水的方法,称之为汽提。
第十三章含硫污水汽提装置第一节装置概况及特点一、装置概况污水汽提装置主要处理常减压蒸馏装置、催化裂化装置(Ⅰ)、催化裂化装置(Ⅱ)、直柴加氢精制装置、催柴加氢精制装置、催化重整装置及溶剂脱沥青装置生产中所产生的高含硫含氨污水。
塔底净化水主要回用于常减压电脱盐、催柴加氢装置。
侧线系统冷凝、分凝出的粗氨气经精制后压缩制成工业液氨送至油品车间。
塔顶酸性气送硫磺回收装置制硫磺。
二、装置组成及规模污水汽提装置(Ⅰ)设计处理含硫污水能力9.6×104t/a,1987年7月开工,2001年4月扩能改造至40×104t/a;污水汽提装置(Ⅱ)设计处理含硫污水能力28×104t/a,1997年9月开工,2000年3月扩能改造至40×104t/a。
三、工艺流程特点1、本装置采用单塔加压侧线抽出技术,即:在单塔内实现对含硫污水中硫化氢、氨的分离。
塔顶产品为酸性气;侧线抽出系统为富氨气,经精制压缩制成工业液氨;塔底产品为净化水。
2、污水汽提塔侧线系统应用变温、变压的“三级分凝”工艺,在最大限度降低氨氮内循环量的同时,实现了对侧线抽出富氨气进一步的浓缩、提纯。
3、氨精制系统采用浓氨水循环洗涤-结晶吸附联合工艺,对提纯后氨气进一步精制脱除硫化氢。
洗涤循环液可返回原料水罐做为进塔原料二次汽提,或者返回氨水罐配氨水送至排水车间化纤污水处理场。
第二节工艺原理及工艺流程说明一、工艺原理含硫污水主要成份是水、氨、硫化氢、酚、二氧化碳等;氨、硫化氢在水中处于化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂动态平衡体系,表达式如下:HS-+NH4+(NH3+H2S)液(NH3+H2S)气根据反应动力学理论,影响一个反应平衡的主要因素是温度、压力,因此,在塔底供热,可使平衡向右移动,同时利用水蒸汽作为汽提介质降低NH3、H2S在气相中的分压,也可使该平衡向右移动,这两者都能降低NH3、H2S在水中的溶解度,使NH3、H2S从水中分离出来。
含硫污水进塔分两路,一路为热进料,经与一级分凝液、侧线抽出气体及塔底净化水换热后,进塔温度可达150℃左右,此温度已超过硫氢化氨电离反应和水解反应的拐点温度(110℃),NH3、H2S以游离的分子态存在于热料中,汽提塔内操作压力比进料管线内压力低,热进料入塔后在减压闪蒸和塔顶抽出作用下,NH3、H2S 由液相转入气相。
另一路为冷进料,含硫污水被循环水冷却后,温度约30℃,冷进料自塔顶入塔,保证汽提塔顶部温度低于45℃。
冷进料与向上移动的气相NH3、H2S呈逆向流动,将NH3、H2S吸收到液相并向下移动。
在下行过程中受到上升气流的汽提作用……。
在低温和一定压力的条件下,由于H2S相对挥发度比NH3大,而NH3的溶解度比H2S大,最终上升气流中NH3绝大部分被吸收,从而在塔顶取得纯度高的酸性气。
吸收了NH3的冷进料与闪蒸后的热进料,向塔的中下部移动。
此时,液相中NH3、H2S反复受到自塔下部上升的高温气流的汽提作用,同时配以合适侧线抽出量,结果在汽提塔中部形成的高浓度气氨(氨峰)被抽至侧线系统,最终,在塔底得到合乎要求的净化水。
二、工艺流程说明本装置分四个系统。
(一)原料水脱气、脱油系统进装置的含硫污水首先经过V301脱气罐减压闪蒸,把液相中的烃类脱至低压瓦斯管网,然后经除油器V302至V303/A,V303/A与V303/B用倒“U”型管连结,控制V303/A罐维持在较高的恒定液面,进入V303/A罐的含硫污水经喷头的分流作用,减缓进罐流速,减轻对罐内液面的冲击,利于含硫污水沉降脱油。
由于油的比重较水小,当V303/A罐油层至一定厚度时,油从脱油口脱至污油罐回收。
经过脱油后的含硫污水,作为汽提塔的进料。
含硫污水罐中挥发出的有害气体经水封罐水封净化水洗涤后送至硫磺回收装置烟囱排放。
(二)汽提系统经过脱气脱油后的含硫污水经过P301升压后分两路,一路经E301冷却,作为冷进料从塔顶入塔;另一路经E305与分一冷凝液、E304与净化水、E306与侧线抽出气、E303/A、B、C 与净化水换热,作为热进料从第三十七层塔盘处入塔。
塔底供入1.0Mpa蒸汽,侧线从第十八层抽出后,经E306与含硫污水换热后进入V307,再经E307冷却后入V308,最后经E308冷却入V309,从V309出来的高纯度氨气送至氨精制系统。
塔顶酸性气经V304分液罐分液后至硫磺回收装置或火炬系统。
塔底净化水与E303/ABC、E304含硫污水换热后,经E309循环水冷却去常减压装置电脱盐。
(三)氨精制系统自汽提系统来的氨气进入氨精制塔T302,用高浓度的氨水循环洗涤,以除去杂质硫化氢。
氨精制塔的温度由液氨循环罐V315或液氨贮罐V317补入的液氨蒸发降温,以维持氨精制塔在较低温度下运行。
精制塔顶氨气进入氨后精制器311内从浓氨水中鼓泡通过,同样氨后精制器操作温度由液氨循环罐V315或液氨贮罐V317补入液氨蒸发降温维持。
精制后的氨气经精脱硫罐V331/A吸附精脱硫、分液罐分液后,至氨压机压缩。
被压缩的氨气进入氨油分离器脱出氨气中的少量油相,经氨冷凝器冷凝成液氨,液氨自流入液氨循环罐V315,再自流到液氨贮罐V317/AB贮存。
液氨定期用氨汽化罐压送至油品车间。
(四)氨水系统自三级分凝器顶部来的氨气,在氨水混合器与软化水充分混合,经氨水冷却器E310冷却至40℃左右进入氨水罐,经氨水循环泵P303连续循环,实现对氨气连续循环吸收,氨水浓度配至10%,送排水车间化纤污水处理场。
第三节原料及产品主要技术指标原料及产品主要技术指标第四节装置物料平衡及主要操作条件一、物料平衡(一)污水汽提(Ⅰ)物料平衡(二)污水汽提(Ⅱ)物料平衡二、主要工艺操作条件第五节主要工艺参数操作分析1、塔底供热合理供热是搞好汽提塔平稳操作的基础,供热是否合理,对安全生产、产品质量、装置能耗影响很大。
供热过量致使汽提塔超温、超压,塔顶酸性气质量下降,蒸汽单耗增加,严重时可造成冲塔或塔顶酸性气管线堵塞;供热不足,汽提塔中部温度偏低,侧线抽出气相中硫化氢含量增加,塔底净化水不合格,严重时可造成侧线系统结晶堵塞。
蒸汽单耗是衡量供热是否合理的重要依据。
蒸汽单耗的影响因素主要有冷热料比、侧线抽出比、氨内循环比及含硫污水浓度。
在净化水质量合格,汽提塔操作平稳前提下,冷热进料比、侧线抽出比、氨循环比越小,含硫污水综合浓度越低,汽提塔蒸汽单耗越低。
2、侧线抽出比侧线抽出比:侧线抽出量与污水处理量之比值。
侧线抽出比是汽提塔操作中极重要变量之一,它对产品质量影响很大。
侧线抽出比小,净化水质量达不到要求;抽出比大则氨氮内循环量增加,造成进塔含硫污水浓度增加,增加了汽提塔的负荷。
另外抽出比大,还会导致大量H2S 带往侧线系统,降低了侧线氨气纯度,增大了氨精制系统脱硫负担。
3、塔顶H2S排放率正常操作必须及时将汽提塔上部H2S从塔顶排出,尽量减少H2S带往侧线系统,影响NH3气质量,增加精制系统操作难度;同时可防止侧线系统NH4HS结晶堵塞管线。
因汽提塔顶采用压控,H2S能否及时彻底地从塔顶排出主要取决于塔中、上部的温度分布。
实践证明,三十层温度≯140℃、二十四层温度≯146℃、填料段温度≮120℃、塔顶温度≯45℃的塔系温度分布条件下,既能保证含硫污水中H2S及时彻底从塔顶排出,又能防止汽提塔冲塔。
4、原料水除油轻污油随进塔含硫污水进入到汽提塔内,易引起塔上部低温区温度波动,造成冲塔及侧线系统异常波动,影响到汽提塔平稳操作。
5、氨氮内循环量氨氮内循环量直接影响到汽提塔氨负荷。
氨循环量大,不仅增加蒸汽单耗,还会引起汽提塔操作紊乱,净化水质量不合格。
影响氨氮内循环量的因素有:侧线抽出量、三级分凝条件及氨精制系统退液量。
6、氨精制塔温度精制塔的主要任务是让H2S与NH3反应生成NH4HS结晶固定在液相中,由于该反应为放热反应,降低操作温度有利于反应向生成NH4HS方向进行。
当操作温度控制≯0℃时,该反应较彻底,有利于把NH3中的H2S尽可能地保留在液相中。
7、氨精制塔塔压精制塔压要基本维持恒定,严防大范围波动,否则易导致氨液循环泵P302抽空,实际操作中要求掌握合适的补液氨量及补液氨速度。
8、氨后精制器温度氨后精制器内保持有一定量浓氨水,降低氨后精制器温度进一步洗涤NH3气中的H2S。
第六节装置消耗指标及能耗一、装置动力消耗(一)污水汽提(Ⅰ)(Ⅱ)水消耗量(二)电力消耗量(三)1.0Mpa 蒸汽消耗量二、装置能耗污水汽提(Ⅰ)(Ⅱ)能耗第七节装置开、停工及主要步骤一、装置开工(一)开工准备1、对装置进行全面质量大检查。
2、检查流程是否正确,盲板是否拆除,人孔法兰是否把紧,管线是否畅通。
3、所有的仪表自动控制阀是否灵活好用,现场阀位开度与操作室内仪表盘指示是否一致。
4、检查所有消防器材是否齐全,是否在指定地点。
5、安全阀是否按规定标准定压,铅封是否完好,压力表安装是否到位。
6、安全设施准备齐全好用。
7、水、电、气、风、瓦斯系统保证供应,满足工艺要求。
8、开工前的一切准备工作严格按方案进行,指标按卡片执行。
9、开工步骤按开工统筹时间进行。
(二)开工及贯通吹扫注意事项1、在开工过程中,各岗位始终要把安全放在第一位,严格执行各项安全规定。
2、开工前,严格检查开工流程。
3、开工过程中要做到H2S不泄漏,含H2S污水不乱排,不堵管线,不损坏设备。
4、吹扫时,认真检查各段吹扫流程是否畅通,逐段吹扫。
5、扫线时不得将管线内杂物吹入塔、容器、泵体。
6、吹扫介质走控制阀付线,防止杂物进入控制阀内。
7、吹扫各管线、容器、塔、换热器、控制阀时低点要排凝,高点要放空。
(三)开工主要步骤A、贯通吹扫流程1、原料水线及低压瓦斯线1.0MPa蒸汽V303/A、BT301→E303→E306→E304→E305→V302 V301 催化装置(Ⅰ)、常减压装置E301 加氢精制、溶剂脱沥青、连续催化重整装置火炬线2、净化水线、B1.0MPa蒸汽 T301 E303 电脱盐3、侧线系统原料水线1.0MPa蒸汽 T301→E306→V307→E307→V308→E308→V309→T302前放空E310→V3104、酸性线及火炬线火炬线1.0MPa蒸汽 T301→ V304 →V303/A催化装置(Ⅰ)烟囱5、精制系统V332 V311 T302氨压机房北蒸汽 T302 V311(1.4MPaN2)E311 V315 V317 V318V303注:蒸汽吹扫后在用氮气置换。
B、气密、试压1、汽提塔、侧线系统、进塔原料水线、净化水系统、酸性气线都以汽提塔蒸汽为气源,逐段试压检查。
2、循环水系统通入循环水检查,不漏即可。
3、氨精制系统,由氨压机房北阀组给氮气,对T302、V311、V332、V331逐段试压,试验压力为0.2MPa;液氨线、气氨线用1.4MPa氮气试压。