催化濕式氧化設(shè)計案例

1、催化濕式氧化英國 Pell Frishchmann 公司Pell Frishchmann 公司是享譽英國建筑行業(yè)的工程服務(wù)公司， 公司業(yè)務(wù)涉及包 括建筑業(yè)、運輸業(yè)、水處理、電力和通訊業(yè)各個領(lǐng)域。近 80 年來，公司參與了世界 上許多具有劃時代意義的工程建設(shè)。 Pell Frishchmann 公司的環(huán)保業(yè)務(wù)主要包括污 染土地的研究與修復(fù)、環(huán)境評價、污水處理、地質(zhì)工藝工程等等，公司下屬的生產(chǎn) 工藝部門為各類難降解工業(yè)廢水的處理提供技術(shù)方案的選擇、中試和設(shè)計等業(yè)務(wù)， 生產(chǎn)專門用于處理煉油堿渣、 乙烯堿液及各類高濃度工業(yè)廢水的 BGAO 濕式氧化設(shè) 備等。通過科研人員 15 年的努力，前英國天然氣公

2、司研發(fā)了專門處理高濃度煉油廢堿 渣油的濕式氧化和催化濕式氧化技術(shù) （BGAO ）。這項技術(shù)也常被用在化工和軍事上。 和之前的濕式氧化技術(shù)比較， BGAO 技術(shù)具有效率高、價格低、副反應(yīng)少和設(shè)備占 地面積小的特點。 Pell Frischmann 公司在 2000 年獲得該技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)?，F(xiàn)這項 技術(shù)已被 BP Exploration & production, Exxon Mobil, MOL, 英國國防部（皇家 海軍）、Statoil等多家公司采用。從上世紀(jì)80年代中期開始前英國天然氣公司一直 致力于催化濕式氧化技術(shù)及其催化劑的開發(fā)、設(shè)備的更新和制造上?，F(xiàn) BGAO 設(shè)備 的處理范圍

3、已達(dá)到： 100 L/h 30 m 3/h ，設(shè)備能長期連續(xù)運行。1案例 ：（1）室內(nèi)的連續(xù)運行設(shè)備， 最大的設(shè)備處理能力為 30 m 3/h 。這項工作由英國天然氣 公司在 1985 1995 年之間進(jìn)行。英國天然氣公司還曾經(jīng)和一家公司一起合作 研制了一套處理能力為 60 m 3/h 的設(shè)備。(2) 在 20032004 年間公司曾在歐盟的一家煉油廠安裝了一套帶有催化流化床的 處理廢堿渣油的設(shè)備，設(shè)備于 2005 年安裝完成，設(shè)備的處理效率達(dá)到設(shè)計值。 該煉油廠廢堿渣油的組份變化多端，含有大量的 NaOH 或者鏈烷醇胺，硫化物 含量的變化也很大， 該廠之前曾用自己的濕式氧化設(shè)備處理廢堿渣油，

4、 但效果不 好，最后只能用 BGAO 設(shè)備取而代之。濕式氧化處理后的尾水必須在該廠的污 水處理車間用生化法處理，這樣，COD就必須從原來的300000 mg/L 降到3000 mg/L ，硫化物從 20000 mg/ 降到 2 mg/L 。(3) 曾和英國國防部 (皇家海軍 )簽訂多份合同，在兩年內(nèi)制作了多套小型 BGAO 濕式 氧化設(shè)備安裝在潛水艇和水面艦艇上。(4) 工程名： Earth MOL 。為匈牙利一煉油廠安裝了一套 BGAO 濕式氧化設(shè)備，幫 助他們處理了含有毒有害物質(zhì)的高濃度廢水。 公司現(xiàn)正為匈牙利國家石油公司制 造BGAO 濕式氧化設(shè)備(5) 工程名：British Gas

5、pic，英格蘭北部，處理煉油高濃度含酚和多環(huán)芳香烴廢水。(6) 公司還和 BP Exploration & Production 一起研制了專門處理煉油廢水的連續(xù) 運行的示范設(shè)備。 BGAO 技術(shù)能有效地把廢堿渣油從 300000 以上降到 100 mg/L 以下。如果需要的話，可以把處理效率降低，比方說，可以把廢堿渣油處 理到可以用生化法進(jìn)一步處理，這樣能使設(shè)備的運行成本降低。 BGAO 和常規(guī) 的濕式氧化工藝的原理基本相同， 但工藝條件緩和。 常規(guī)的濕式氧化設(shè)備可以改 裝為 BGAO 設(shè)備，通過改裝，處理能力和處理效率都將大大提高，而運行成本大大降低。2. 設(shè)計參數(shù)BGAO 工藝和

6、設(shè)備是根據(jù)相似組份的廢堿渣油的運行參數(shù)設(shè)計的，或者根據(jù)中 試實驗結(jié)果獲取參數(shù)。設(shè)計參數(shù)可以通過處理要求和出水參數(shù)優(yōu)化。廢堿渣油的有 機物和堿的含量、它的pH緩沖能力、HS7S2-和HCO3-/CO32-的平衡以及H2S氣體 的分壓對工藝和設(shè)備的優(yōu)化尤其重要。主要工藝參數(shù)有：溫度、壓力、停留時間、 氣流速度和催化劑用量。典型廢堿渣油的工藝條件如下：反應(yīng)釜溫度： 200 270 0C；壓力3580 大氣壓停留時間： 1060分鐘氣流速度0.05 -2.5 m3 （處理能力1m3/h）4 - 12 m3 （處理能力 10 m3/h）對于特種廢堿渣油，需要定量加酸（H2SO4或者HNO3）或者堿（Na

7、OH ）。工藝控制BGAO 設(shè)備系全自動的，無需專人照看和管理。它主要由反應(yīng)釜、開機設(shè)施、 控制關(guān)機設(shè)施和緊急關(guān)機設(shè)施構(gòu)成。自動進(jìn)料和廢堿渣油監(jiān)控設(shè)施能對處理后尾水 組份的變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，也能對尾氣組分的變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。設(shè)備的大小處理設(shè)備基本和一個車道差不多大，它在運送到用戶之前全部裝配好，并通過 廠內(nèi)檢驗。設(shè)備的大小可按照用戶的要求變化，比方說，如果需要安裝在室內(nèi)，高 度可以減小。一般設(shè)備都安裝在室外的硬質(zhì)地面上運行。3. BGAO 和常規(guī)濕式氧化比較的優(yōu)點BGAO 的主要優(yōu)點如下：(1) BGAO 的操作溫度和壓力都比較低，所以設(shè)備成本和運行成本都比較低。(2) BGAO 的處理效率高

8、。 COD 去除率在標(biāo)準(zhǔn)運行條件下達(dá)到 99% (COD 包括無 機和有機硫化物)。處理后尾水可以回用，灌溉等。(3) 設(shè)備的處理效率可以根據(jù)用戶需要降低，從而使運行成本降低。(4) BGAO 工藝首先氧化廢堿渣油中的硫化物、高分子有機物、芳香烴和帶雙鍵的 有機物，破壞對生物有毒有害物質(zhì)，大大提高處理后尾水的BOD 5/COD 比例，改善尾水的可生化性能。(5) 停留時間比較短，所以設(shè)備的體積大大減小。(6) 氮有機物和氨被轉(zhuǎn)化為 N2 去除(在常規(guī)濕式氧化過程中它們被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽) 。(7) 反應(yīng)條件緩和，所以反應(yīng)釜可以用比較便宜的材料制造，設(shè)備成本較低。4. BGAO 工藝性能典型的運行參

9、數(shù)見圖 13 。 BGAO 設(shè)備在可以一定處理范圍內(nèi)根據(jù)用戶的特殊要求設(shè)計。排放的尾氣組份如下：氮氣(包括空氣中余留下來的氮氣)79%Mol氧氣03Mol二氧化碳18-21Mol水蒸汽飽和(2540 0C)易揮發(fā)性物質(zhì)< 35mg/m總硫<0.1ppm壓力02大氣壓溫度2030 0C圖 1 ：處理廢堿渣油的 BGAO 運行參數(shù)： COD 的去除in圖2 :處理廢堿渣油的BGAO運行參數(shù)：特殊組份10000013«巴遊關(guān)10000圖3 :處理廢堿渣油的BGAO運行參數(shù)：特殊組份o oo1o.Do圖4 :設(shè)備圖紙圖5: BGAO示范設(shè)備圖6 : BGAO廢堿液處理設(shè)備圖7 : BGAO廢堿液處理設(shè)備表1濕式氧化工藝的性能比較指標(biāo)英國BGAO工藝Zimpro(Sieme ns)厶南冋科（日本大阪煤氣）撫順石化研究院瑞士 Loprox工藝(Bertrams )COD 去除率（%）9990 （實僅為75%）80基本不能去除COD80氨氮去除情況8090% 轉(zhuǎn)化為氮氣，1020% 轉(zhuǎn)化為硝酸鹽不能去除氨氮不能去除氨氮不能去除氨氮硫化物去除率（%）99.9999.991.29599溫度（叱）200270150320200300100200壓力（公斤/cm 2）35801020715100235停留時間（分鐘）1060101201012012010120運行成本（元/公斤