一种新型湿式氧化废水处理系统的制作方法

1.本发明属于有机废水处理领域领域，具体地，涉及一种新型湿式氧化废水处理系统。


背景技术：

2.工业有机废水主要来源于医药、化工、纺织和印染等，此类废水通常盐浓度、有机物浓度高，难以直接利用生化的工艺进行处理。针对这种废水通常使用物理化学的方法进行预处理，降低其cod浓度和提高其生化性后再进行生化处理。
3.多数废水处理通常使用催化湿式氧化对废水进行预处理，湿式氧化法是一种处理中高浓度有机废水的方法。其特点是在高温(125～320℃)、高压(0.5～20mpa)条件下，保持废碱液在液体状态，利用空气中的氧，对其中的无机硫化物和各种有机硫化物进行氧化使其生成硫酸盐，同时，将其他的有机物质如酚、烃类等污染物氧化分解成二氧化碳和水，是一种绿色节能环保的有机废水处理方法。
4.主要反应原理如下：
5.1、na2s氧化
6.2s
2-+2o2+h2o
→
s2o
32-+2oh-7.s2o
32-+2o2+2oh-→
2so
42-+h2o
8.2、nahs氧化：
9.hs-+2o2→
hso
4-10.hso
4-+oh-→
so
42-+h2o
11.3、有机物氧化，例如烃类氧化：
12.c
xhy
+(x+y/4)o2→
xco2+(x+y/2)h2o
13.而在实际使用中，我们发现存在如下情况：首先，反应后的产物流经反应器顶部的出口排出，进入预热器中，与反应前的气液混合物换热，而由于空气注入在预热器前段，这种工艺造成废碱原液提前在预热器中反应，造成预热器堵塞问题，而公开的现有技术中，依然还是采用将压缩空气设置在反应器的前端、并置于换热器的前端，并且采用换热器的后端连接反应器的方式，正如专利号；cn114057276a“一种湿式氧化的方法和系统”所公开的，其为2020年申请的专利依然避免不了该问题的产生，因此，本发明基于该技术问题提出新的解决方案；
14.其次，由于na2s、nahs氧化反应需要消耗氢氧根，废碱液中的碱含量不足以满足氢氧根浓度，因此，在升压泵操作前的出水显示酸性，以及出水中cod、硫化物含量均不合格，因此，本方明基于该技术问题提出新的解决方案；
15.第三，在分液罐反应后，直接将液体排入污水池的做法没有控制溶液的酸碱中和程度，排出的污水不经处理存在一定的影响，因此，本方明基于该技术问题提出新的解决方案。


技术实现要素：

16.为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型湿式氧化废水处理系统及其制备方法。
17.为解决上述技术问题，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
18.本技术的发明提供了一种新型湿式氧化废水处理系统，包括废碱液罐，所述废碱液罐中的有机废液从工厂中不同的管道中收集，有机废液集中流至废碱液罐中，废碱液罐的出液管末端与升压泵相连，废碱液与脱盐水在管道混合器中混合，同时在废碱液罐与升压泵连接管道段设置有可调节式naoh溶液添加器，在所述气液分离器的出口设置有用于实时监控出水ph值的ph在线分析仪，控制输出的溶液呈碱性；
19.所述升压泵的出口管道与预热器相连，所述预热器的后端依次连接空气混合器、反应器，所述空气混合器外接空压机，所述反应器将反应后的气体通过管道又回流至预热器，通过阀门控制预热器中的气液混合物是否再次进入反应器段反应或排向冷却器，与冷却器中的冷却水进行换热，降低气液混合物的温度；
20.所述气液分离器向后接有两条管道，气体部分引入排气罐中，检测合格后排入大气；液体部分送入中和装置，通过调控溶液的ph值，控制排入污水池的溶液ph值在6-9之间。
21.优选地，所述废碱液罐与升压泵之间还设有过滤器，废碱液通过升压泵加压至6.0mpa后向预热器传送。
22.优选地，所述废碱液与空气在反应器中发生氧化反应，反应器顶部控制压力为2.7-3.0mpa、温度为190℃-240℃，反应后的物料经反应器顶部的出口排出，经过回流管道进入预热器中，与反应前的物料混合换热，温度降至190℃。
23.优选地，所述预热器向冷却器排放的物料与冷却水换热后温度降至55℃，排入气液分离器中，气相经气液分离器顶部出口，经压力控制阀、孔板减压后排至放空，再经放空罐顶部放空管排放至大气。液相通过气液分离器底部出口的液位控制阀排出装置。
24.优选地，在启动阶段，所述气液分离器顶部排气管线压力控制阀的设定压力为2.0mpa，此设定值低于反应器底部的蒸汽压力值0.1mpa，所述气液分离器液相出口液位控制阀的液位控制值为50％；在升温阶段，所述气液分离器液位达到50％，且液位控制稳定后，打开反应器底部的蒸汽入口阀门，远程逐步开启蒸汽流量调节阀，控制反应器顶部的温度指示仪表指示的温度上升速度低于50℃/h；在升压反应阶段，所述气液分离器，排气管路上的压力控制阀的压力设定范围为2.7-3.0mpag。
25.优选地，在启动阶段，所述空压机中的压缩空气流量调节阀为空气混合器以及反应器内的系统升压，压力升高速度控制在0.2mpa/min，压力稳定在2.0mpa。
26.优选地，在升压反应阶段，通过控制naoh溶液添加器向废碱液罐与升压泵连接段加入10％的naoh溶液，控制空压机的压缩空气流量至500nm3/h，控制反应器的底部温度为195℃。
27.优选地，在升压反应阶段，控制从气液分离罐排出溶液的ph值大于11。
28.优选地，所述中和装置包括中和罐，用于调控中和罐内溶液的注酸泵、注碱泵，所述注酸泵与50％的硫酸罐相连并控制中和罐溶液的ph值；所述注碱泵与10％的碱液罐相连并控制中和罐溶液的ph值，所述中和装置中还设有用于循环溶液的循环泵。
29.优选地，所述中和罐设有液位高度触点，当中和罐液位处于低液位触点时，循环泵
停止；当中和罐液位处于中间液位触点时，循环泵启动；当中和罐的ph值大于等于9.0注酸泵启动，ph值小于等于8.5注酸泵停止；当中和罐的ph值小于等于6.5碱泵启动，ph值7.0碱泵停止。
30.本发明的有益效果：
31.1、本发明通过将现有的空压机将空气压入预热器前的步骤更改为将空气注入预热器后，并增加空气混合器，利用空气混合器将气体集中排入反应器中反应，避免在预热器中直接进行反应，导致预热器的堵塞；
32.2、本发明克服了废碱液中的碱含量不足以满足氢氧根浓度，不利于后续氧化反应的操作，为此设计在气液分离器的出口设置ph在线分析仪，以保证湿式氧化反应过程氢氧根过量的环境中进行，试试控制注入碱量，既保证了氧化反应的安全性，防止逆反应生成硫化氢，减少安全隐患的产生，保证湿式氧化出水cod小于500mg/l，硫化物小于1mg/l，ph大于11。
33.3、本发明增加中和系统，保证排入污水池的水ph值在6-9之间，减少了排出的污水对环境的影响。
34.4、本发明的方案可以在反应压力为2.7-3.0mpa和入口温度在190-240℃之间，可以减少能源消耗，降低反应压力，降低反应温度，可减少设备投资。
附图说明
35.图1为本发明的系统的示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1
38.废碱液罐中的有机废液从工厂中不同的管道中收集，废碱液自废碱罐自流进入处理系统中，废碱液与脱盐水在管道混合器中混合，cod降至约77692mg/l，在废碱液罐与升压泵连接段设置有可调节式naoh溶液添加器，从而调控进入反应器中的ph值呈现碱性，从而便于实现后端的氧化反应，在管道中被稀释后的废碱液通过过滤器过滤，经升压泵加压至6.0mpa，将物料被送入预热器中。物料经过预热器后向后端的空气混合器传送，空气混合器中同时传入空压机的压缩空气，然后气液均在反应器中反应，然后反应器中的物料回流至预热器中，在预热器中与反应后的物流换热，被加热到176℃。本方案中，通过调节空气的进入顺序，减少了废碱原液提前在预热器中反应，造成预热器堵塞等问题，延长了预热器的使用寿命，废碱液与空气在反应器中发生氧化反应，氧化反应原理具体为：2s
2-+2o2+h2o
→
s2o
32-+2oh-、s2o
32-+2o2+2oh-→
2so
42-+h2o、hs-+2o2→
hso
4-、hso
4-+oh-→
so
42-+h2o、c
xhy
+(x+y/4)o2→
xco2+(x+y/2)h2o。
39.反应器顶部控制压力及温度为2.7-3.0mpag，190℃-240℃。反应后的物流经反应器顶部的出口排出，进入预热器中，与反应前的气液混合物换热，温度降至约190℃。再经冷
却器中与冷却水换热，温降低至55℃。在启动阶段，1、打开冷却器冷却水入口阀门，打开冷却器顶部的排气阀，直至有冷却水从排气阀处溢出，关闭排气阀，打开冷却水出口阀(开度50％)；2、设定气液分离器顶部排气管线压力控制阀的设定压力为2.0mpa，在此之前，需先检查反应器底部的蒸汽的就地压力值，保证此设定值低于蒸汽压力0.1mpa，设定气液分离器液相出口液位控制阀的液位控制值为50％：3、启动空压机(下文也称空气压缩机)，缓慢开启压缩空气流量调节阀为系统升压，压力升高速度控制在0.2mpa/min，压力稳定在2.0mpa，当流量达到450nm3/h时，切换至自控；4、现场开启升压泵，调节泵出口流量为0.5m3/h。
40.在升温阶段时：1、气液分离器液位达到50％，且液位控制稳定后，打开反应器底部的蒸汽入口阀门，远程逐步开启蒸汽流量调节阀，控制反应器顶部的温度指示仪表指示的温度上升速度低于50℃/h，同时注意管道和设备的震动及冷却器冷却水出口温度；2、反应器顶部的温度计的指示值达到200℃时，保持反应器的蒸汽入口阀开度。
41.在升压反应阶段时：液相通过气液分离器底部出口的液位控制阀排出后，1、气液分离器顶部排气管路上的压力控制阀的压力设定值更改为2.8mpa(数值根据实际调整，保证反应器出口压力达到所湿式氧化装置的运行压力2.7-3.0mpag)；2、打开废碱液的入口阀，使废碱液进入系统，将脱盐水切为10％naoh液(也可以在同等情况下选用其他碱液)；3、提高压缩空气流量至500nm3/h；4、通过调整蒸汽量控制反应器底部的温度在195℃；5、调整10％碱液泵注入量，保证出水ph值始终大于11；6、对反应器反应后的溶液取样，当溶液取样点所取样品的cod值低于500mg/l，硫化物值低于1mg/l，切换阀门，进入冷却器后经气液分离器至中和装置，进行中和处理。处理过程为：1、打开计量泵(注酸泵、注碱泵)出口阀门；2、打开计量泵(注酸泵、注碱泵)进口阀，硫酸罐、碱液罐、中和罐出口阀；3、调整计量泵(注酸泵、注碱泵)行程至适当位置(20％左右)；4、选择操作模式(手动、自动、远程控制)，就地手动操作；5、打开循环泵进口手阀，出口手阀开1/4，启动循环泵；6、远程控制操作:操作面板选择开关手动切至自动模式，装置自动运行，根据ph设定值自动启动酸泵或碱泵。此时需要注意以下几种状态：(1)循环泵启停：当中和罐液位处于低液位触点时，循环泵停止；当中和罐液位处于中间液位触点时，循环泵启动；(2)酸、碱泵启停：
①
当酸、碱罐液位低至低液位触点时，低液位连锁不允许启动注酸、碱泵；
②
ph值大于等于9.0注酸泵启动，ph值小于等于8.5注酸泵停止；
③
ph值小于等于6.5注碱泵启动，ph值7.0注碱泵停止，当循环泵在停止状态下，酸、碱泵不运行。当ph》9或者ph《7，溶液重新进入循环中和状态；当7《ph《9，即可将溶液排入污水池。
42.被气液分离器分离的气相经气液分离器顶部出口，经压力控制阀、孔板减压后排至放空，再经放空罐顶部放空管排放至大气。
43.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，包括废碱液罐，所述废碱液罐中的有机废液从工厂中不同的管道中收集，有机废液集中流至废碱液罐中，废碱液罐的出液管末端与升压泵相连，废碱液与脱盐水在管道混合器中混合，同时在废碱液罐与升压泵连接管道段设置有可调节式naoh溶液添加器，在所述气液分离器的出口设置有用于实时监控出水ph值的ph在线分析仪，控制输出的溶液呈碱性；所述升压泵的出口管道与预热器相连，所述预热器的后端依次连接空气混合器、反应器，所述空气混合器外接空压机，所述反应器将反应后的气体通过管道又回流至预热器，通过阀门控制预热器中的气液混合物是否再次进入反应器段反应或排向冷却器，与冷却器中的冷却水进行换热，降低气液混合物的温度；所述气液分离器向后接有两条管道，气体部分引入排气罐中，检测合格后排入大气；液体部分送入中和装置，通过调控溶液的ph值，控制排入污水池的溶液ph值在6-9之间。2.如权利要求1所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，所述废碱液罐与升压泵之间还设有过滤器，废碱液通过升压泵加压至6.0mpa后向预热器传送。3.如权利要求1所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，所述废碱液与空气在反应器中发生氧化反应，反应器顶部控制压力为2.7-3.0mpa、温度为190℃-240℃，反应后的物料经反应器顶部的出口排出，经过回流管道进入预热器中，与反应前的物料混合换热，温度降至190℃。4.如权利要求1所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，所述预热器向冷却器排放的物料与冷却水换热后温度降至55℃，排入气液分离器中，气相经气液分离器顶部出口，经压力控制阀、孔板减压后排至放空，再经放空罐顶部放空管排放至大气。液相通过气液分离器底部出口的液位控制阀排出装置。5.如权利要求1所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，在启动阶段，所述气液分离器顶部排气管线压力控制阀的设定压力为2.0mpa，此设定值低于反应器底部的蒸汽压力值0.1mpa，所述气液分离器液相出口液位控制阀的液位控制值为50％；在升温阶段，所述气液分离器液位达到50％，且液位控制稳定后，打开反应器底部的蒸汽入口阀门，远程逐步开启蒸汽流量调节阀，控制反应器顶部的温度指示仪表指示的温度上升速度低于50℃/h；在升压反应阶段，所述气液分离器，排气管路上的压力控制阀的压力设定范围为2.7-3.0mpag。6.如权利要求5所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，在启动阶段，所述空压机中的压缩空气流量调节阀为空气混合器以及反应器内的系统升压，压力升高速度控制在0.2mpa/min，压力稳定在2.0mpa。7.如权利要求6所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，在升压反应阶段，通过控制naoh溶液添加器向废碱液罐与升压泵连接段加入10％的naoh溶液，控制空压机的压缩空气流量至500nm3/h，控制反应器的底部温度为195℃。8.如权利要求7所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，在升压反应阶段，控制从气液分离罐排出溶液的ph值大于11。9.如权利要求8所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，所述中和装置包括中和罐，用于调控中和罐内溶液的注酸泵、注碱泵，所述注酸泵与50％的硫酸罐相连并控制中和罐溶液的ph值；所述注碱泵与10％的碱液罐相连并控制中和罐溶液的ph值，所述中
和装置中还设有用于循环溶液的循环泵。10.如权利要求9所述的一种新型湿式氧化废水处理系统，其特征在于，所述中和罐设有液位高度触点，当中和罐液位处于低液位触点时，循环泵停止；当中和罐液位处于中间液位触点时，循环泵启动；当中和罐的ph值大于等于9.0注酸泵启动，ph值小于等于8.5注酸泵停止；当中和罐的ph值小于等于6.5碱泵启动，ph值7.0碱泵停止。

技术总结
本发明公开了一种新型湿式氧化废水处理系统，该系统包括废碱液罐、升压泵、有可调节式NaOH溶液添加器，在所述气液分离器的出口设置有用于实时监控出水pH值的pH在线分析仪；升压泵的出口管道与预热器相连，预热器的后端依次连接空气混合器、反应器，空气混合器外接空压机，预热器还与冷却器相连，冷却器与气液分离器相连，气液分离器向后接有两条管道；液体部分送入中和装置，通过调控溶液的pH值，控制排入污水池的pH值在6-9后排放。采用本方案可以解决预热器堵塞问题、满足反应中氢氧根浓度，实时控制酸碱度减少逆反应产生的安全问题，可以减少能源消耗，降低反应压力，降低反应温度，可减少设备投资。可减少设备投资。可减少设备投资。


技术研发人员：黄曹君 李红光 苏仕阳 李川川 张敏
受保护的技术使用者：福建中景石化有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/22