一种小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置及方法

摘要

本发明公开一种小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置及方法，包括脱硫塔烟气脱硫装置、高氨氮废水预处理装置和烟气洗涤装置，高氨氮废水预处理装置与脱硫塔的烟气入口连通，烟气洗涤装置连接于脱硫塔的浆液出口侧；方法为：对不同浓度的高氨氮废水进行过滤后混合存储；将混合后静置的高氨氮废水泵送至烟气脱硫装置进行脱硫处理，将氨和二氧化硫一同进入到脱硫塔内使该反应完全，生成更稳定的硫酸铵；对脱硫塔内PH值进行在线监控，调整高氨氮废水喷入量，控制最佳脱硫效果。本发明可无害化处理油页岩干馏工艺产生的高氨氮废水，还可利用高氨氮废水进行烟气脱硫，具有很宽的适用性，用于处理高氨氮污水处理，对烟气进行脱硫药剂替代。

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术，具体为一种小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置及方法。

背景技术

油母页岩干馏制油行业属于国家新能源，具有较强的发展前景。国际上，美国页岩油革命促使其原油产量急剧增长，并深刻地影响着国际能源格局。我国作为页岩油储量第三大国，随着勘探和开发技术的不断成熟，未来在页岩油领域必将大有作为。作为常规石油接替的战略性领域，页岩油革命之梦是中国石油工业的一个愿景。需要形成与之配套的环保技术和相应标准规范，实现从工具到工艺、从施工到技术服务的自产化和国产化。

现有技术公开一种页岩油干馏污水处理的方法及系统，包括：顺次连接的预处理单元、生化处理单元和深度处理单元；其中，预处理单元包括：顺次连接的调节池、混合反应池、隔油沉淀池、气浮池；生化处理单元包括：顺次连接的水解酸化池和一级MBR池；深度处理单元包括：顺次连接的高级氧化系统、二级MBR池、纳滤系统。方法包括预处理、生化处理和深度处理。该方法仅能处理浓度低于3500mg/l的氨氮废水，且处理成本高，工艺复杂。

除上述页岩油干馏污水处理的方法及系统外，大多数高氨氮废水污水处理装置都沿用吹脱、汽提、蒸氨等技术手段，但都存在处理成本高，脱氨效率较低，工艺复杂，设备维护量大以及开工运转率不足，且需要将残渣输送到生化厂进行生化处理再进行排放，使得排放地味道重。为了不断满足越来越严苛的国家环保排放标准需求，急需一种更为先进的处理游离氨在10000mg/l～30000mg/l高氨氮废水处理装置。

发明内容

针对现有技术中油页岩地上干馏工艺中产生的废气和废渣处理工艺成本高，工艺复杂的不足，本发明要解决的问题是提供一种不仅可以无害化处理油页岩干馏工艺产生的高氨氮废水，还可以利用高氨氮废水进行烟气脱硫的小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置，包括脱硫塔及烟气脱硫装置，还包括高氨氮废水预处理装置和烟气洗涤装置，其中高氨氮废水预处理装置与脱硫塔的烟气入口连通，烟气洗涤装置连接于脱硫塔的浆液出口侧。

所述高氨氮废水预处理装置包括高氨氮废水罐和高氨氮废水泵，其中高氨氮废水泵安装于高氨氮废水罐和脱硫塔入口之间的管线上。

所述烟气洗涤装置包括脱硫浆液泵、烟气洗涤塔以及烟气洗涤塔底泵，依次安装于脱硫塔出口侧管线上，在脱硫浆液泵与脱硫塔出口之间的管线上设有入口浆液阀，在脱硫浆液泵和烟气洗涤塔之间的管线上设有出口浆液阀。

本发明还具有辅助搅拌装置，包括扰动泵入口阀、扰动泵以及扰动泵出口阀，通过闭合管线依次安装于脱硫塔底部外侧。

本发明还提供一种小颗粒油页岩干馏废水处理方法，包括以下步骤：

1)对小颗粒油页岩干馏工艺中不同生产工艺环节产生的不同浓度的高氨氮废水进行过滤后混合存储，结合储罐内置的旋流器分离废水中固体，保证高氨氮废水固体含量低于0.01％；

2)使用滤油网结合水力旋捕油装置，对高氨氮废水中残留的轻质油进行分离收集后回收；

3)通过高氨氮废水泵将混合后静置的浓度高达30000mg/L的高氨氮废水泵送至烟气脱硫装置进行脱硫处理，生成大量离子键的亚硫酸铵和少量硫酸铵；

4)脱硫处理反应后的铵溶液和烟气存在部分未完全反应的氨和二氧化硫，一同进入到脱硫塔内；脱硫塔使用循环喷淋法对未反应的进料进行再次降温，传质过程同时加强反应，使该反应完全；

5)脱硫塔内浆液通过曝气氧化，使亚硫酸铵完全氧化反应为硫酸铵，生成更稳定的硫酸铵，且化学反应平衡右移，提高循环喷淋法反应速率；

6)对脱硫塔内PH值进行在线监控，随PH值降低或提高，调整高氨氮废水喷入量，控制最佳脱硫效果；

7)被固定的离子键硫酸铵溶液被抽出脱硫塔底，送往灰加湿器进行对高温热灰进行二级喷淋。

步骤3)中进行脱硫处理时，针对高氨氮废水浓度过高，达到10000mg/L～30000mg/L时，与高温烟气接触后存在的氨逃逸导致的二次污染的情况，使用传质换热喷淋的方式，即将废水使用多个超细化雾化喷头喷入脱硫塔烟道入口的一个挡板上；含有二氧化硫的烟气与被超细雾化的高氨氮废水产生离子反应，生成离子键的大量亚硫酸铵和少量硫酸铵；高氨氮废水中的游离氨，转化为固定铵。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为小颗粒油页岩干馏污水处理装置装置，由罐区、泵房、工艺管线、阀组和DCS控制系统等部件组成，不仅可以无害化处理油页岩干馏工艺产生的高氨氮废水，还可以利用高氨氮废水进行烟气脱硫，属于环境保护技术，其具有很宽的适用性，即可用于处理高氨氮污水处理，又可用于对烟气进行脱硫药剂替代。

2.本发明将高氨氮废水作为脱硫药剂用于烟气脱硫，可免除高氨氮废水的处理，节约废水处理重复投资；结合了湿法脱硫装置，免除脱硫药剂使用费用，在油母页岩干馏制油相关环保环境保护和废物资源化利用等方面将起到重要作用。

3.本发明可完成油母页岩干馏产生的高氨氮废水处理工艺、烟气脱硫装置，实现“10000mg/L～35000mg/L高氨氮废水无害化处理”、“入口烟气二氧化硫浓度1280ppm湿法脱硫”、“硫铵化肥稀溶液浇渣增肥修复土壤”，整套装置可DCS集中控制全程，满足污染物在线分析数据达标上传。

附图说明

图1为本发明小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置结构示意图。

其中，1为脱硫塔，2为循环喷淋泵，为烟气洗涤塔，4为脱硫浆液泵，5为出口浆液阀，6为入口浆液阀，7为烟气洗涤塔底泵，8为工艺水罐，9为高氨氮废水罐，10为除雾喷淋水泵入口阀，11为除雾器喷淋水泵，12为除雾喷淋水泵出口阀，13为喷淋电动蝶阀，14为烟气在线分析仪，15为高氨氮废水泵，16为扰动泵入口阀，17为扰动泵，18为扰动泵出口阀，19为烟气排气机。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明提供一种小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置，包括脱硫塔及烟气脱硫装置，还包括高氨氮废水预处理装置和烟气洗涤装置，其中废水预处理装置与脱硫塔的烟气入口连通，烟气洗涤装置连接于脱硫塔的浆液出口侧。

高氨氮废水预处理装置包括高氨氮废水罐9和高氨氮废水泵15，其中高氨氮废水泵15安装于高氨氮废水罐9和脱硫塔入口之间的管线上。

烟气洗涤装置包括脱硫浆液泵4、烟气洗涤塔3以及烟气洗涤塔底泵7，依次安装于脱硫塔出口侧管线上，在脱硫浆液泵4与脱硫塔出口之间的管线上设有入口浆液阀6，在脱硫浆液泵4和烟气洗涤塔3之间的管线上设有出口浆液阀5。

本发明还具有辅助搅拌装置，包括扰动泵入口阀16、扰动泵17以及扰动泵出口阀16，通过闭合管线依次安装于脱硫塔底部外侧，用于提高吸收及化学反应效率，降低游离氨逃逸绿的高氨氮废水喷淋雾化及冷却传质反应板。

本发明的工作过程及原理如下：

烟气通过烟气排气机19送往脱硫塔1，脱硫塔1安装有单法兰液位计，可把塔内的液位显示出来，脱硫塔1通过循环喷淋泵2循环洗涤吸收烟气中的二氧化硫。工艺水罐8可通过除雾喷淋泵11为设于脱硫塔1内的除雾器提供冲洗水，脱硫塔1内吸收反应后的浆液通过脱硫浆液泵4送往烟气洗涤塔3后经烟气洗涤塔底泵7加压输送至浇渣工段。

高氨氮废水罐9内的高氨氮废水经高氨氮废水泵15送往脱硫塔1的烟气入口进行脱硫液加入。烟气与脱硫药剂接触后反应，再与循环喷淋泵2向脱硫塔1内输送的循环喷淋物流逆向接触，生成固定离子键铵盐稀溶液回到塔内。烟气经过脱硫后，经除雾器进行两级除雾，达到排放指标排放大气。

塔内浆液循环由扰动泵17进行搅拌混合，提高均匀度。排放的烟气，通过在线分析仪14进行数据监控，数据传至环境监督局。

本发明装置可将油母页岩干馏产生的氨氮含量10000mg/L～30000mg/L的高氨氮废水进行处理，使烟气脱硫入口二氧化硫含量小于1280mg/m

本发明还提供一种小颗粒油页岩干馏废水处理方法，包括以下步骤：

1)对小颗粒油页岩干馏工艺中不同生产工艺环节产生的不同浓度的高氨氮废水进行.过滤后混合存储，结合储罐内置的旋流器分离废水中固体，保证高氨氮废水固体含量低于0.01％，为后续雾化，提高反应效提供可能；

2)使用滤油网结合水力旋捕油装置(设于高氨氮废水罐9中，为现有技术)，对高氨氮废水中残留的轻质油进行分离收集后回收；

3)通过高氨氮废水泵15将混合后静置的浓度高达30000mg/L的高氨氮废水泵送至烟气脱硫装置进行脱硫处理，生成离子键的大量亚硫酸铵和少量硫酸铵；

4)脱硫处理反应后的铵溶液和烟气存在部分未完全反应的氨和二氧化硫，一同进入到脱硫塔内；脱硫塔使用循环喷淋法对未反应的进料进行再次降温，传质过程同时加强反应，使该反应完全；

5)脱硫塔内浆液通过曝气氧化，使亚硫酸铵完全氧化反应为硫酸铵，生成更稳定的硫酸铵，且化学反应平衡右移，提高循环喷淋法反应速率；

6)对脱硫塔内PH值进行在线监控，随PH值降低或提高，调整高氨氮废水喷入量，控制最佳脱硫效果；

7)被固定的离子键硫酸铵，在低于200℃下无法释放出游离态氨气，呈现无味淡黄色状态；离子键硫溶液被抽出脱硫塔底，送往灰加湿器进行对高温热灰进行二级喷淋。因为页岩灰经过780℃高温煅烧，其灰渣中有机质完全分解释放。这些灰渣回填矿山后肥力不足，植被无法生长。经过发明此工艺过程，这些被混入灰渣中的铵有效提高了灰渣肥力，促进土壤植被和生态修复。

步骤3)中进行脱硫处理时，针对高氨氮废水浓度过高，达到10000mg/L～30000mg/L时，与高温烟气接触后存在的氨逃逸导致的二次污染的情况，使用传质换热喷淋的方式，即将废水使用多达36个超细化雾化喷头喷入脱硫塔烟道入口的一个挡板上；含有二氧化硫的烟气与被超细雾化的高氨氮废水产生离子反应，生成离子键的大量亚硫酸铵和少量硫酸铵；较低温度的挡板同时提高了反应效率，降低了氨逃逸率；高氨氮废水中的游离氨，瞬间转化为固定铵。

含有二氧化硫的烟气与被超细雾化的高氨氮废水产生离子反应，生成离子键的大量亚硫酸铵和少量硫酸铵；较低温度的挡板同时提高了反应效率，降低了氨逃逸率；高氨氮废水中的游离氨，瞬间转化为固定铵。

本发明可完成油母页岩干馏产生的高氨氮废水处理工艺、烟气脱硫装置，实现“10000mg/L～35000mg/L高氨氮废水无害化处理”、“入口烟气二氧化硫浓度1280ppm湿法脱硫”、“硫铵化肥稀溶液浇渣增肥修复土壤”，整套装置可DCS集中控制全程，满足污染物在线分析数据达标上传。