一種帶消泡功能的煉油堿渣酸化反應(yīng)器及消泡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種帶消泡功能的煉油堿渣酸化反應(yīng)器及消泡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉油廠油品堿洗精制過程中，會產(chǎn)生含高濃度污染物的堿性廢液稱為堿渣，其C0D、硫化物和酚的排放量占煉油廠此類污染物排放量的40%~50%以上。這些堿渣廢液，如果直接排放，會嚴(yán)重污染環(huán)境，并且嚴(yán)重腐蝕設(shè)備。近些年來，隨著國家環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)日趨完備和嚴(yán)格，以及人們對改善環(huán)境質(zhì)量的呼聲越來越高，堿渣處理越來越受到重視。
[0003]目前，普遍使用的堿渣處理方法主要為中和法、生化法和濕式氧化法等，其中中和法一般采用濃硫酸、二氧化硫等酸性物質(zhì)作為酸化試劑對堿渣進(jìn)行酸化處理，降低堿渣堿度，去除堿渣廢水中大部分的硫化物，并回收石油酸，此方法工藝較為簡單，裝置投資低，廢水處理效果明顯，因此中和堿渣處理是一個普遍處理過程。然而，在實際的堿渣酸化處理過程中，由于堿渣中含有大量的易發(fā)泡物質(zhì)，并且酸堿反應(yīng)放出大量的熱有助于泡沫的生成，大量泡沫的存在不利于散熱，阻礙了酸堿反應(yīng)的進(jìn)行，而且會造成攔液泛塔現(xiàn)象，使得排出的尾氣中含有大量的堿渣，影響裝置的穩(wěn)定運行。
[0004]CN201110313313.9公開了一種液態(tài)烴堿渣廢液的綜合處理方法，CN201110313306.9公開了一種高硫含量高COD堿渣廢液的綜合處理方法，其酸化過程均采用S02/N2作為酸化試劑對堿渣進(jìn)行酸化，不僅使堿渣得到充分溫和的酸化，而且加入的N 2可作為吹脫氣將酸化反應(yīng)產(chǎn)生的大量H2S氣體快速吹脫出來，同時加快酸堿反應(yīng)的放熱速率，使酸化反應(yīng)控制在一個相對平穩(wěn)的溫度。然而，為了進(jìn)一步加大氣液返混程度和散熱速率，縮短酸化時間，需要加大酸化氣或吹脫氣的氣量。由于堿渣中含有大量易發(fā)泡物質(zhì)，增大氣量和增強(qiáng)氣液的返混程度均會造成大量氣泡的產(chǎn)生，造成酸化反應(yīng)器中的攔液泛塔現(xiàn)象，使得排出的尾氣中含有大量的堿渣。因此，在保證酸化過程中氣量充足的基礎(chǔ)上，消除大量的氣泡是酸化處理工藝得以實現(xiàn)的現(xiàn)實問題。
[0005]在消泡工程中，一般主要有兩種消泡方式，一種為化學(xué)消泡，即添加消泡劑消泡，另一種為物理消泡，即使用機(jī)械消泡器，或者兩種消泡方式并用。添加消泡劑是目前廣泛使用的一種方法，它是通過在物料中加入一定量適合的消泡劑，改變了物料表面張力，減少或抑制了發(fā)泡，從而達(dá)到消泡目的。消泡劑價格昂貴，使用消泡劑不僅耗費資金，而且會影響產(chǎn)品的性能或污染產(chǎn)品，這種方法成本高效率低。使用機(jī)械消泡器能排除對產(chǎn)品的污染。目前在污水處理、液壓油、制漿造紙、食品等行業(yè)中，大多會用到物理消泡器。老式的消泡器一般配有攪拌器、電機(jī)等組成，多使用消泡漿或高速旋轉(zhuǎn)的壓縮腔將泡沫擊碎，一般都需要很大功率才能起到較好的消泡效果。而在實際生產(chǎn)過程中，這種消泡器的消泡效率較低，所以逐漸被淘汰。簡單易行、能耗低、效果好的消泡器才是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的最佳選擇。CN102442708A公開了一種廢水處理的消泡器，無論氣泡的性質(zhì)和狀態(tài)及層疊狀況如何都能夠有效的消泡。CN102410285A介紹了一種能夠防止大流量液壓油回到油箱時產(chǎn)生氣泡，減少油液污染的超大流量回油消泡器。CN200620095219.5、CN202054838U分別公開了 “一種飛碟式離心消泡器”和“一種消泡裝置”運用于發(fā)酵工業(yè)，其運行負(fù)荷小，消泡效率高。這些消泡器比老式消泡器消泡方式簡單，消泡效率高。但是，這些消泡器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造困難，投資高。而且，由于現(xiàn)有消泡器的局限性，只能應(yīng)用于較少的領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種帶消泡功能的煉油堿渣酸化反應(yīng)器及消泡方法。本發(fā)明在保證充足氣量的同時，能夠快速、高效的消除氣泡，避免了液泛和氣液夾帶現(xiàn)象的產(chǎn)生。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有裝置結(jié)構(gòu)簡單，酸化效率高，消泡效果好等特點。
[0007]本發(fā)明帶消泡功能的煉油堿渣酸化方法，其酸化反應(yīng)器包括一個用于盛液體的密閉塔體，塔體內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒底部設(shè)置有自吸式管式氣體分布器，管式氣體分布器下端連接有中空軸，中空軸下端連接有電機(jī)，可以使中空軸和管式氣體分布器轉(zhuǎn)動，而進(jìn)氣管保持靜止，中空軸與進(jìn)氣管間通過一個密封腔連接；所述塔體外圍設(shè)置吸泡管，吸泡管一端與高于導(dǎo)流筒的塔體塔壁密封連接，另一端與進(jìn)氣管密封相連，當(dāng)塔內(nèi)有氣泡產(chǎn)生時，在自吸式管式氣體分布器的作用下，氣泡從反應(yīng)器上端經(jīng)由吸泡管和進(jìn)氣管返回反應(yīng)塔中。
[0008]所述酸化反應(yīng)器可以采用常規(guī)的柱形反應(yīng)塔(反應(yīng)塔塔徑為下段塔體的內(nèi)徑，下同)，優(yōu)選采用上端內(nèi)徑大于下段內(nèi)徑的柱形反應(yīng)塔，吸泡管入口與上端內(nèi)徑較大的塔壁相連接；更優(yōu)選采用上端設(shè)置成錐形的反應(yīng)塔，吸泡管與上端錐形塔壁的錐面相連接。反應(yīng)器塔體的側(cè)壁連接有液體輸入管路、酸化劑輸入管路和切油管路，塔體的底部設(shè)有與中空軸連接開孔，開口處采用密封連接，反應(yīng)塔的頂端和底部分別設(shè)有廢氣排放管路和排液管路。
[0009]所述管式氣體分布器為一兩端封口的管式結(jié)構(gòu)，封口處均勾分布大小均一的小孔，孔徑為2~20mm。管式氣體分布器中點垂直連接中空軸且與中空軸內(nèi)部聯(lián)通，直徑小于酸化反應(yīng)器塔體直徑，大于導(dǎo)流筒直徑，設(shè)置在導(dǎo)流筒下側(cè)，并與整個導(dǎo)流筒和塔體同軸。
[0010]所述酸化反應(yīng)器塔體的高度與直徑比為8~20 ;導(dǎo)流筒與塔體的直徑比為0.6-0.8 ;導(dǎo)流筒的高度與塔體的高度比為0.5-0.9 ;導(dǎo)流筒的下沿到塔體底端的間隙高度與導(dǎo)流筒的直徑比為1:2.5-1.2:1。所述導(dǎo)流筒可設(shè)置為多段，優(yōu)選設(shè)置成2~5段，每段間隔 10~20mm。
[0011]所述吸泡管均勻分布在塔體外圍，原則上吸泡管越多消泡效果越好，吸泡管總的截面積應(yīng)不大于進(jìn)氣管的截面積；吸泡管上設(shè)置切斷閥。
[0012]所述酸化試劑輸入管一端水平深入酸化反應(yīng)塔內(nèi)部，并彎曲90°后管口垂直向下，其管口下沿高度大于導(dǎo)流筒上沿高度的1.2倍，另一端與進(jìn)酸栗連接；所述切油管一端與酸化反應(yīng)器塔體連接，其高度高于導(dǎo)流筒上沿，具體高度根據(jù)煉油堿渣含油量確定。
[0013]上述酸化反應(yīng)器是通過以下步驟實現(xiàn)在煉油堿渣酸化過程中的消泡功能:
堿渣通過液體輸入管路進(jìn)入酸化反應(yīng)器，然后通入酸化試劑和吹脫氣進(jìn)行酸化處理，首先打開電機(jī)，電機(jī)帶動管式氣體分布器進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于臨界吸氣轉(zhuǎn)速時，氣體經(jīng)過進(jìn)氣管道自吸入管式氣體分布器，再通過管式氣體分布器進(jìn)入導(dǎo)流筒與酸化反應(yīng)器塔體間隙內(nèi)，由于導(dǎo)流筒內(nèi)外存在密度差，堿渣在酸化反應(yīng)器內(nèi)導(dǎo)流筒內(nèi)外進(jìn)行自循環(huán)流動；隨著酸化反應(yīng)的進(jìn)行會產(chǎn)生大量氣泡，當(dāng)氣泡淹沒消泡管進(jìn)口時，由于消泡管與高速旋轉(zhuǎn)的管式氣體分布器相連通，在消泡管入口形成負(fù)壓導(dǎo)致消泡管入口周圍的泡沫被吸入到消泡管內(nèi)，并通過消泡管并入進(jìn)氣管路，最終重新回到酸化反應(yīng)器中。
[0014]所述煉油堿渣是催化汽油、催化柴油堿洗精制過程產(chǎn)生的高含硫高COD堿渣廢液，或者是催化汽油堿渣、催化柴油堿渣、液態(tài)烴堿渣等的混合堿渣廢液。控制酸化反應(yīng)器中堿渣廢液的液位高于導(dǎo)流筒高度1.1-1.5倍，并低于消泡管進(jìn)口高度。