高新催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统技术

高新催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统技术

1.本高新技术涉及废水处理设备技术领域,更具体的说是涉及一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统。

背景技术:

2.石油化工行业的催化装置是炼油环节的核心装置,催化装置再生烟气装置的处理目前采用的是钠碱法脱硫技术,即采用氢氧化钠作为吸收剂,在脱离装置中吸收剂和烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钠。
3.目前,该类脱硫技术处理效率高、效果稳定、运行成本低、操作简单,但是,产生的脱硫废水通常只能通过简单的混凝沉淀后直接排放。在排放的废水中含有大量的盐分,其主要成分为硫酸钠,回收价值不高,目前尚无行之有效的零排放或循环利用的处理手段。
4.因此,如何提供一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素:

5.有鉴于此,本高新技术提供了一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,能够对废水继续进行综合处理,实现脱硫废水的资源化循环利用。
6.为了实现上述目的,本高新技术采用如下技术方案:
7.一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,包括超滤装置、一级离子交换装置、电渗析浓缩装置、反渗透装置、二级离子交换装置和双极膜电渗析装置;所述超滤装置的出水口连接所述一级离子交换装置的进水口,所述一级离子交换装置的出水口连接所述电渗析浓缩装置的进水口,所述电渗析浓缩装置的浓水出口连接所述二级离子交换装置的进水口,所述二级离子交换装置的出水口连接所述双极膜电渗析装置的进水口,所述双极膜电渗析装置接通有纯水补水管路,且制得的硫酸和氢氧化钠进行收集;所述电渗析浓缩装置的淡水出口连接所述反渗透装置的进水口,所述反渗透装置的反渗透脱盐淡水出口用于厂区生产生活用水;所述反渗透装置的浓水出口和所述双极膜电渗析装置的双极膜稀盐水重新接入所述电渗析浓缩装置的进水口。
8.本高新技术通过通过超滤装置和一级离子交换装置对废水进行预处理,再通过电渗析浓缩装置对废水进行浓缩,电渗析淡盐水进入反渗透装置,反渗透淡水可直接会用,用于厂区生产生活用水,反渗透浓水返回电渗析装置进水;电渗析浓水经过二级离子交换装置再次处理后,进入双极膜电渗析装置发生电化学反应,产生硫酸和氢氧化钠,最终实现脱硫废水的资源化循环利用。
9.优选的,所述超滤装置采用高分子材料的中空纤维,过滤膜采用pp、pvdf、pvc、pes中的一种或几种制成。
10.采用上述技术方案的有益效果是,过滤膜表面活化层致密,支撑层为海绵状网络结构,故耐压、抗污染、使用寿命长,且能够长期保证产水水质,对胶体、悬浮颗粒、色度、浊
度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力,保证电渗析装置和双极膜电渗析装置的正常运行。
11.优选的,所述电渗析浓缩装置采用平板式结构,且所用的电渗析膜堆的膜材料为pes、pvc、pe、ps、pp中的一种或几种。
12.采用上述技术方案的有益效果是,电渗析是一种利用离子在直流电场下迁移作用的电化学分离过程,广泛应用于带电介质和不带电介质的分离。电渗析是在直流电场作用下,利用阴离子交换膜(a)、阳离子交换膜(c)对溶液中阴、阳离子的选择透过性,使溶液中呈离子状态的溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。硫酸钠溶液在通过电渗析装置时,在隔膜和直流电厂的作用下发生离子选择性交换,输出浓缩后的硫酸钠浓水,同时仍有部分料液中的硫酸钠未进入浓水室,以含硫酸钠的淡盐水形式从料液口输出。
13.优选的,双极膜电渗析装置采用平板式结构,且所用的电渗析膜堆的膜材料为pes、pvc、pe、ps、pp中的一种或几种。
14.采用上述技术方案的有益效果是,双极膜一般由阴离子交换树脂层(a)、阳离子交换膜(c)和中间催化层(bp)组成。在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的水解离成h+和oh-,并且分别通过阳膜和阴膜,作为h+和oh-离子源。硫酸钠浓水溶液在通过双极膜电渗析装置时,在隔膜和直流电场的作用下发生离子选择性交换,分别输出硫酸和氢氧化钠,同时仍然有部分料液中的硫酸钠未进入酸液室和碱液室,以含硫酸钠的淡盐水形式从料液口输出。
15.经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本高新技术公开提供了一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用装置,采用电渗析-反渗透-双极膜电渗析组合技术对钠碱法脱硫废水处理可以产出氢氧化钠和硫酸溶液,氢氧化钠可直接回用作为脱硫吸收剂,硫酸溶液可以直接用于厂区其他用酸处。本高新技术所提供的脱硫废水处理技术,实现了废水零排放和循环利用,在提高资源的利用率同时,降低了脱硫吸收剂成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本高新技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本高新技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本高新技术提供的催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统流程图。
18.图2为本高新技术提供的催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统中电渗析原理示意图。
19.图3为本高新技术提供的催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统中双极膜电渗析原理示意图。
20.其中,各附图标记为:
21.1-超滤装置,2-一级离子交换装置,3-电渗析浓缩装置,4-反渗透装置,5-二级离子交换装置,6-双极膜电渗析装置。
具体实施方式
22.下面将结合本高新技术实施例中的附图,对本高新技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本高新技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本高新技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本高新技术保护的范围。
23.本高新技术实施例公开了一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用装置,包括超滤装置1、一级离子交换装置2、电渗析浓缩装置3、反渗透装置4、二级离子交换装置5和双极膜电渗析装置6;超滤装置1的出水口连接一级离子交换装置2的进水口,一级离子交换装置2的出水口连接电渗析浓缩装置3的进水口,电渗析浓缩装置3的浓水出口连接二级离子交换装置5的进水口,二级离子交换装置5的出水口连接双极膜电渗析装置6的进水口,双极膜电渗析装置6接通有纯水补水管路,且制得的硫酸和氢氧化钠进行收集;电渗析浓缩装置3的淡水出口连接反渗透装置4的进水口,反渗透装置4的反渗透脱盐淡水出口用于厂区生产生活用水;反渗透装置4的浓水出口和双极膜电渗析装置6的双极膜稀盐水重新接入电渗析浓缩装置3的进水口。
24.本高新技术的原水为钠碱法脱硫废水,主要成分为硫酸钠溶液(1-10%wt),但是含有一定的悬浮物及其他杂质,并且具有一定的硬度,为确保电渗析浓缩的稳定性,首先采用超滤装置1除去原水中的悬浮物、胶体等杂质,然后再通过一级离子交换装置2去除硬度,经过精制的原水再通过电渗析装置3进行浓缩,电渗析浓水进入后续工序,电渗析淡盐水进入反渗透深度装置4。反渗透淡水可直接用于厂区生产生活用水,反渗透浓水则返回至电渗析进水。电渗析浓水再次通过二级离子交换系统,将浓水进一步精制后进入双极膜电渗析装置产出硫酸(5~20%wt)和氢氧化钠(4~16%wt),双极膜稀盐水返回至电渗析进水。
25.其中,超滤装置1采用高分子材料的中空纤维,过滤膜采用pp、pvdf、pvc、pes中的一种或几种制成。其表面活化层致密,支撑层为海绵状网络结构,故耐压、抗污染、使用寿命长,且能长期保证产水水质,对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力,保证电渗析装置和双极膜电渗析装置的正常运行。
26.电渗析浓缩装置3或双极膜电渗析装置6均采用平板式结构,且所用的电渗析膜堆的膜材料为pes、pvc、pe、ps、pp中的一种或几种。电渗析是一种利用离子在直流电场下迁移作用的电化学分离过程,广泛应用于带电介质和不带电介质的分离。电渗析是在直流电场作用下,利用阴离子交换膜(a)、阳离子交换膜(c)对溶液中阴、阳离子的选择透过性,使溶液中呈离子状态的溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。
27.电渗析浓缩装置3采用平板式结构,设备组成包括膜、隔板、锁紧装置、供配电装置;膜基材选择范围包括pes、pvc、pe、ps、pp中的一种或几种。
28.含硫酸钠盐废水电渗析装置工作原理如附图2所示。
29.硫酸钠溶液在通过电渗析浓缩装置3时,在隔膜和直流电场的作用下发生离子选择性交换,输出浓缩后的硫酸钠浓水,同时仍然有部分料液中的硫酸钠未进入浓水室,以含硫酸钠的淡盐水形式从料液口输出。
30.双极膜一般由阴离子交换树脂层(a)、阳离子交换膜(c)和中间催化层(bp)组成。在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的水解离成h+和oh-,并且分别通过阳膜和阴膜,作为h+和oh-离子源。
31.双极膜电渗析装置6采用平板式结构,设备组成包括膜、隔板、锁紧装置、供配电装置;膜基材选择范围包括pes、pvc、pe、ps、pp中的一种或几种。
32.含硫酸钠盐废水双极膜电渗析装置6的工作原理如附图3所示。
33.硫酸钠浓水溶液在通过双极膜电渗析装置6时,在隔膜和直流电场的作用下发生离子选择性交换,分别输出硫酸和氢氧化钠,同时仍然有部分料液中的硫酸钠未进入酸液室和碱液室,以含硫酸钠的淡盐水形式从料液口输出。
34.本高新技术公开的一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统是工作过程包括以下步骤:
35.s1、采用超滤装置去除原水中的悬浮物、胶体等杂质,得到初制原水;
36.s2、将步骤s1得到的初制原水通过一级离子交换装置去除硬度,得到精制原水;
37.s3、将步骤s2得到的精制原水通过电渗析浓缩装置进行浓缩,电渗析浓水5-25%wt进入二级离子交换装置,电渗析淡盐水0.5-5%wt进入反渗透装置深度脱盐;
38.s4、反渗透淡水可直接用于厂区生产生活用水,反渗透浓水则返回至电渗析浓缩装置;
39.s5、电渗析浓水通过二级离子交换装置,将浓水进一步精制后进入双极膜电渗析装置产出硫酸和氢氧化钠,双极膜稀盐水返回至电渗析浓缩装置。
40.本高新技术公开的实施例1:
41.参照附图1,本实施例中25l/h钠碱法脱硫废水原水中含5.4%硫酸钠,25mg/l的ca2+,10mg/l的mg2+,50mg/l的ss;
42.采用超滤装置将原水进行初级预处理,除去原水中的绝大部分ss,处理后的初制原水中ss含量小于0.5mg/l;
43.再用一级离子交换装置除去原水中的ca2+、mg2+,得到精制原水,精制原水中的ca2+、mg2+总量小于0.5mg/l;
44.采用电渗析装置对精制原水进行浓缩,电渗析产出的电渗析浓水(含15%的硫酸钠);
45.将电渗析浓水通过二级离子交换装置进一步除杂得到精制浓水,电渗析产出的稀盐水进入反渗透系统进一步处理;
46.电渗析稀盐水通过反渗透系统产出淡水,并将产生反渗透浓水(含5.4%的硫酸钠)返回电渗析装置二次浓缩;
47.精制浓水进入双极膜电渗析装置得到硫酸溶液(9.8%wt)和氢氧化钠溶液(8%wt);
48.双极膜电渗析装置同时需要进行补充纯水,并产生双极膜稀盐水(含5.4%的硫酸钠),双极膜稀盐水返回至电渗析装置进行浓缩。
49.实施例1采用电渗析-反渗透-双极膜电渗析组合技术对钠碱法脱硫废水处理,可以产出氢氧化钠和硫酸溶液,氢氧化钠可直接回用作为脱硫吸收剂,硫酸溶液可以直接用于厂区其他用酸处,实现了废水零排放和循环利用,在提高资源的利用率的同时,降低了脱硫吸收剂成本。
50.实施例2:
51.参照附图1,本实施例中50l/h钠碱法脱硫废水原水中含2.5%硫酸钠,35mg/l的
ca2+,15mg/l的mg2+,40mg/l的ss;
52.采用超滤装置将原水进行初级预处理,除去原水中的绝大部分ss,处理后的初制原水中ss含量小于0.5mg/l;
53.再用一级离子交换树脂系统除去原水中的ca2+、mg2+,得到精制原水,精制原水中的ca2+、mg2+总量小于0.5mg/l;
54.采用电渗析装置对精制原水进行浓缩,电渗析产出的电渗析浓水(含10%的硫酸钠);
55.将电渗析浓水通过二级离子交换装置进一步除杂得到精制浓水,电渗析产出的稀盐水进入反渗透系统进一步处理;
56.电渗析稀盐水通过反渗透系统产出淡水,并将产生反渗透浓水(含2.5%的硫酸钠)返回电渗析装置二次浓缩;
57.精制浓水进入双极膜电渗析装置得到硫酸溶液(7.35%wt)和氢氧化钠溶液(6%wt);
58.双极膜电渗析装置同时需要进行补充纯水,并产生双极膜稀盐水(含2.5%的硫酸钠),双极膜稀盐水返回至电渗析装置进行浓缩。
59.实施例2采用电渗析-反渗透-双极膜电渗析组合技术对钠碱法脱硫废水处理,可以产出氢氧化钠和硫酸溶液,氢氧化钠可直接回用作为脱硫吸收剂,硫酸溶液可以直接用于厂区其他用酸处,实现了废水零排放和循环利用,在提高资源的利用率的同时,降低了脱硫吸收剂成本。
60.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
61.对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本高新技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本高新技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本高新技术将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征:
1.一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,其特征在于,包括超滤装置(1)、一级离子交换装置(2)、电渗析浓缩装置(3)、反渗透装置(4)、二级离子交换装置(5)和双极膜电渗析装置(6);所述超滤装置(1)的出水口连接所述一级离子交换装置(2)的进水口,所述一级离子交换装置(2)的出水口连接所述电渗析浓缩装置(3)的进水口,所述电渗析浓缩装置(3)的浓水出口连接所述二级离子交换装置(5)的进水口,所述二级离子交换装置(5)的出水口连接所述双极膜电渗析装置(6)的进水口,所述双极膜电渗析装置(6)接通有纯水补水管路,且制得的硫酸和氢氧化钠进行收集;所述电渗析浓缩装置(3)的淡盐水出口连接所述反渗透装置(4)的进水口,所述反渗透装置(4)的反渗透脱盐淡水出口用于厂区生产生活用水;所述反渗透装置(4)的浓水出口和所述双极膜电渗析装置(6)的双极膜稀盐水重新接入所述电渗析浓缩装置(3)的进水口。2.根据权利要求1所述的一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,其特征在于,所述超滤装置(1)采用高分子材料的中空纤维,过滤膜采用pp、pvdf、pvc、pes中的一种制成。3.根据权利要求1所述的一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,其特征在于,所述电渗析浓缩装置(3)采用平板式结构,且所用的电渗析膜堆的膜材料为pes、pvc、pe、ps、pp中的一种。4.根据权利要求1所述的一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,其特征在于,所述双极膜电渗析装置(6)采用平板式结构,且所用的电渗析膜堆的膜材料为pes、pvc、pe、ps、pp中的一种。
技术总结
本高新技术公开了一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,超滤装置的出水口连接一级离子交换装置的进水口,一级离子交换装置的出水口连接电渗析浓缩装置的进水口,电渗析浓缩装置的浓水出口连接二级离子交换装置的进水口,二级离子交换装置的出水口连接双极膜电渗析装置的进水口,制得的硫酸和氢氧化钠;电渗析浓缩装置的淡水出口连接反渗透装置的进水口,反渗透装置的反渗透脱盐淡水出口用于厂区生产生活用水;反渗透装置的浓水出口和双极膜电渗析装置的双极膜稀盐水重新接入电渗析浓缩装置的进水口。本高新技术提供了一种催化裂化湿法脱硫废水循环利用系统,能够对废水继续进行综合处理,实现脱硫废水的资源化循环利用。用。用。

技术开发人、权利持有人:林峰 刘鹏程

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