《关于含硫污水加碱脱氨的措施讨论》
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摘 要：随着石油化工行业的不断提高,加工深度的不断深化,使得在加工过程中产生的各种废水,废气,废渣也不断增多.为了保护环境,必须对其进行严格的治理,使得排放和循环使用达到国家允许排放标准.本文主要就含硫污水的处理办法加以论述.
关键词：含硫污水;净化水;加碱;氨氮
在全球经济迅速发展的21世纪,我国经济也随之稳步的增长,炼油化工行业作为国家经济的一份子,也在迅速发展的当下,获得了巨大的提升.然而,在迅速发展的同时,各种废气,废水也相应的不断增多,这就对环保有了进一步的要求.本文主要就含硫污水的处理办法加以论述,以达到排放指标合格的目的要求.
1含硫污水的来源
炼油厂在加工原油时,会产生大量的含硫污水,由于这些废水中含有各种污染物,如不加以处理就排出,必然会对环境造成严重污染,危害人们的生活健康.因此加以处理后回收至污水处理场,待指标合格后方可排出,才不会污染环境.
2含硫污水汽提工艺介绍
含硫污水汽提工艺是装置外来的含硫污水加以蒸汽汽提,汽提塔顶汽提出硫化氢和氨气,汽提塔底是脱除气相后的污水,称为净化水,统一回收至污水处理厂.本文的含硫污水汽提法采用的是单塔低压汽提工艺,主要是回收硫化氢而不回收氨气,汽提出的氨气和硫化氢作为硫磺回收装置的原料一并燃烧,产出硫磺.
3含硫污水加碱脱氨的工艺原理
含硫污水汽提工艺是一个电离平衡、化学平衡、相平衡共存的复杂体系.控制好这一系列的平衡体系才是处理好含硫污水生成净化水的关键,才能使净化水达到一个良好的品质.然而硫化氢,氨气,水蒸气,都是挥发性物质,单单依靠塔底蒸汽,净化水品质很难达到硫化氢,氨气在指标范围内的预期效果,往往氨氮的含量难以降低.因为在硫化氢,氨气和水蒸气的多元体系中,它们在水中以NH4HS,NH4HCO3存在,这些物质在水中属于弱酸弱碱盐溶液,在水中水解后生成游离的氨气,硫化氢,水蒸气分子.在汽提加热的过程中,这些游离态的氨气,硫化氢,水蒸气分子打破平衡状态形成气态的氨气,硫化氢,水蒸气分子,因而该体系是电离平衡、化学平衡、相平衡共存的复杂体系.即：
NH4++HS-（NH4HS）（NH3+H2S+H2O）液（NH3+H2S+H2O）气①
但这些分子并不是全部都可以从液相转变为气相,它们转变的程度与浓度,溶解度,挥发度等密切相关.NH3的水解反应也影响液相向气相的转变,含硫污水中仍有部分的氨在水中发生离解反应：
NH3+H2ONH4++OH-②
而同时含硫污水中部分的酸同样会发生离解反应,生成H+和酸根离子（SO32-,S2O32-,HSO3-,CN-）,NH4+与其中存在的酸根离子发生反应,形成铵盐.这部分铵盐溶于水中,难以去除,成为了固定氨（NH4+）.而将这部分固定氨转变为游离氨（NH3）,需要反应：
NH4++OH-NH3+H2O③
在上述的反应中,如果反应②与酸的离解反应同时发生,H+与OH-结合成水,致使反应②向右进行,加大了反应的正向移动,即加大了游离氨向固定氨的转变.
这时就需要外界物质的加入来改善这一情况,向汽提塔中注碱就是解決这一问题的手段,向含硫污水中加入碱就是相当于向污水中加入了OH-,这部分多出的OH-是碱在水中离解生成的.由于多出了一部分的OH-,致使反应②向左进行变成了反应③,使NH4+形成了NH3,加大了固定氨向游离氨的转变.
多出的这部分氨就可以通过对汽提塔加以调节,增大蒸汽量的措施去除.在这一措施的实施下,若想加快对氨氮的去除,则对于反应③,即加快反应的正向进行：
NH4++OH-→NH3+H2O④
提高反应④的正反应速率有以下两个方面：
（1）增加反应物的量：
为了去除氨氮,只能增加OH-的量,即向含硫污水中加入一定浓度的碱.
（2）减少生成物的量：
为了去除氨氮,只能减少NH3的量,即向含硫污水中增加一定量的汽提蒸汽.
4含硫污水加碱脱氨对系统的影响
根据上述一系列的反应可以得出,OH-越多,对反应越有利,使反应正向进行的更彻底,但是OH-的浓度并不是越大越好.虽然OH-浓度的增大对脱除氨氮效果明显,但对硫化物的脱除却是不利的.OH-浓度增大：
H2S+NaOHNaHS+H2O
NaHS+NaOHNa2S+H2O
Na+浓度增大,Na2S也随之浓度增大,在固定氨向游离氨的过程中,游离的硫化氢形成了固定硫Na2S,降低了脱硫的效率.所以说对加碱的量是有一定要求的,净化水的指标一个是氨氮,一个是硫化物,所以说控制好一定的注碱量,和适当的系统操作（蒸汽量,塔顶压力,酸性气量等措施）,在保证了氨氮和硫化物的指标合格之后,净化水的PH值在7-9范围之内最好.因为注碱量过大不仅对脱硫造成影响,还对成本有了一定的耗费,及对管线设备造成的腐蚀,外排之后的净化水送回至污水处理厂,也对下游装置的处理加大了负荷,造成了一定的难度.所以,净化水的注碱量应以氨氮浓度达标为原则,现有规定要求净化水的合格标准为：
NH3≤50mg/l;H2S≤20mg/l
而理论上的注碱量就是铵盐中氨氮的量,所以控制好加碱的量才能既对管线设备加以保护,又能使排放的净化水氨氮和硫化物达到标准.
5结语
综上所述,随着国家发展的日益壮大,社会主义市场的迅速发展,社会对能源的需求日益增多,我国的炼油化工行业也获得了非常大的增长.然而随着石油行业的不断增长,负面因素也随之增多,生态环保越来越加以重视,加强对含硫污水排放指标的控制,才能使这个行业保持持续增长,只有不断的创新发展,才能使炼油化工业得到稳步的增长和可持续的发展.
参考文献：
[1]禹晓伟,王百森,黄福泉.硫磺回收联合装置技术问答[M].北京：中国石化出版社,2010.
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