關(guān)于含硫污水加堿脫氨的措施討論

杜鵬

摘?要：隨著石油化工行業(yè)的不斷提高，加工深度的不斷深化，使得在加工過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢水，廢氣，廢渣也不斷增多。為了保護(hù)環(huán)境，必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的治理，使得排放和循環(huán)使用達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)。本文主要就含硫污水的處理辦法加以論述。

關(guān)鍵詞：含硫污水;凈化水;加堿;氨氮

在全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)也隨之穩(wěn)步的增長(zhǎng)，煉油化工行業(yè)作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的一份子，也在迅速發(fā)展的當(dāng)下，獲得了巨大的提升。然而，在迅速發(fā)展的同時(shí)，各種廢氣，廢水也相應(yīng)的不斷增多，這就對(duì)環(huán)保有了進(jìn)一步的要求。本文主要就含硫污水的處理辦法加以論述，以達(dá)到排放指標(biāo)合格的目的要求。

1?含硫污水的來(lái)源

煉油廠在加工原油時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的含硫污水，由于這些廢水中含有各種污染物，如不加以處理就排出，必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人們的生活健康。因此加以處理后回收至污水處理場(chǎng)，待指標(biāo)合格后方可排出，才不會(huì)污染環(huán)境。

2?含硫污水汽提工藝介紹

含硫污水汽提工藝是裝置外來(lái)的含硫污水加以蒸汽汽提，汽提塔頂汽提出硫化氫和氨氣，汽提塔底是脫除氣相后的污水，稱(chēng)為凈化水，統(tǒng)一回收至污水處理廠。本文的含硫污水汽提法采用的是單塔低壓汽提工藝，主要是回收硫化氫而不回收氨氣，汽提出的氨氣和硫化氫作為硫磺回收裝置的原料一并燃燒，產(chǎn)出硫磺。

3?含硫污水加堿脫氨的工藝原理

含硫污水汽提工藝是一個(gè)電離平衡、化學(xué)平衡、相平衡共存的復(fù)雜體系。控制好這一系列的平衡體系才是處理好含硫污水生成凈化水的關(guān)鍵，才能使凈化水達(dá)到一個(gè)良好的品質(zhì)。然而硫化氫，氨氣，水蒸氣，都是揮發(fā)性物質(zhì)，單單依靠塔底蒸汽，凈化水品質(zhì)很難達(dá)到硫化氫，氨氣在指標(biāo)范圍內(nèi)的預(yù)期效果，往往氨氮的含量難以降低。因?yàn)樵诹蚧瘹洌睔夂退魵獾亩嘣w系中，它們?cè)谒幸訬H4HS，NH4HCO3存在，這些物質(zhì)在水中屬于弱酸弱堿鹽溶液，在水中水解后生成游離的氨氣，硫化氫，水蒸氣分子。在汽提加熱的過(guò)程中，這些游離態(tài)的氨氣，硫化氫，水蒸氣分子打破平衡狀態(tài)形成氣態(tài)的氨氣，硫化氫，水蒸氣分子，因而該體系是電離平衡、化學(xué)平衡、相平衡共存的復(fù)雜體系。即：

NH4++HS-（NH4HS）（NH3+H2S+H2O）液（NH3+H2S+H2O）氣①

但這些分子并不是全部都可以從液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，它們轉(zhuǎn)變的程度與濃度，溶解度，揮發(fā)度等密切相關(guān)。NH3的水解反應(yīng)也影響液相向氣相的轉(zhuǎn)變，含硫污水中仍有部分的氨在水中發(fā)生離解反應(yīng)：

NH3+H2ONH4++OH-②

而同時(shí)含硫污水中部分的酸同樣會(huì)發(fā)生離解反應(yīng)，生成H+和酸根離子（SO32-，S2O32-，HSO3-，CN-），NH4+與其中存在的酸根離子發(fā)生反應(yīng)，形成銨鹽。這部分銨鹽溶于水中，難以去除，成為了固定氨（NH4+）。而將這部分固定氨轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氨（NH3），需要反應(yīng)：

NH4++OH-NH3+H2O③

在上述的反應(yīng)中，如果反應(yīng)②與酸的離解反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，H+與OH-結(jié)合成水，致使反應(yīng)②向右進(jìn)行，加大了反應(yīng)的正向移動(dòng)，即加大了游離氨向固定氨的轉(zhuǎn)變。

這時(shí)就需要外界物質(zhì)的加入來(lái)改善這一情況，向汽提塔中注堿就是解決這一問(wèn)題的手段，向含硫污水中加入堿就是相當(dāng)于向污水中加入了OH-，這部分多出的OH-是堿在水中離解生成的。由于多出了一部分的OH-，致使反應(yīng)②向左進(jìn)行變成了反應(yīng)③，使NH4+形成了NH3，加大了固定氨向游離氨的轉(zhuǎn)變。

多出的這部分氨就可以通過(guò)對(duì)汽提塔加以調(diào)節(jié)，增大蒸汽量的措施去除。在這一措施的實(shí)施下，若想加快對(duì)氨氮的去除，則對(duì)于反應(yīng)③，即加快反應(yīng)的正向進(jìn)行：

NH4++OH-→NH3+H2O④

提高反應(yīng)④的正反應(yīng)速率有以下兩個(gè)方面：

（1）增加反應(yīng)物的量：

為了去除氨氮，只能增加OH-的量，即向含硫污水中加入一定濃度的堿。

（2）減少生成物的量：

為了去除氨氮，只能減少NH3的量，即向含硫污水中增加一定量的汽提蒸汽。

4?含硫污水加堿脫氨對(duì)系統(tǒng)的影響

根據(jù)上述一系列的反應(yīng)可以得出，OH-越多，對(duì)反應(yīng)越有利，使反應(yīng)正向進(jìn)行的更徹底，但是OH-的濃度并不是越大越好。雖然OH-濃度的增大對(duì)脫除氨氮效果明顯，但對(duì)硫化物的脫除卻是不利的。OH-濃度增大：

H2S+NaOHNaHS+H2O

NaHS+NaOHNa2S+H2O

Na+濃度增大，Na2S也隨之濃度增大，在固定氨向游離氨的過(guò)程中，游離的硫化氫形成了固定硫Na2S，降低了脫硫的效率。所以說(shuō)對(duì)加堿的量是有一定要求的，凈化水的指標(biāo)一個(gè)是氨氮，一個(gè)是硫化物，所以說(shuō)控制好一定的注堿量，和適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)操作（蒸汽量，塔頂壓力，酸性氣量等措施），在保證了氨氮和硫化物的指標(biāo)合格之后，凈化水的PH值在7-9范圍之內(nèi)最好。因?yàn)樽A量過(guò)大不僅對(duì)脫硫造成影響，還對(duì)成本有了一定的耗費(fèi)，及對(duì)管線(xiàn)設(shè)備造成的腐蝕，外排之后的凈化水送回至污水處理廠，也對(duì)下游裝置的處理加大了負(fù)荷，造成了一定的難度。所以，凈化水的注堿量應(yīng)以氨氮濃度達(dá)標(biāo)為原則，現(xiàn)有規(guī)定要求凈化水的合格標(biāo)準(zhǔn)為：

NH3≤50mg/l;H2S≤20mg/l

而理論上的注堿量就是銨鹽中氨氮的量，所以控制好加堿的量才能既對(duì)管線(xiàn)設(shè)備加以保護(hù)，又能使排放的凈化水氨氮和硫化物達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

5?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)家發(fā)展的日益壯大，社會(huì)主義市場(chǎng)的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)能源的需求日益增多，我國(guó)的煉油化工行業(yè)也獲得了非常大的增長(zhǎng)。然而隨著石油行業(yè)的不斷增長(zhǎng)，負(fù)面因素也隨之增多，生態(tài)環(huán)保越來(lái)越加以重視，加強(qiáng)對(duì)含硫污水排放指標(biāo)的控制，才能使這個(gè)行業(yè)保持持續(xù)增長(zhǎng)，只有不斷的創(chuàng)新發(fā)展，才能使煉油化工業(yè)得到穩(wěn)步的增長(zhǎng)和可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹曉偉，王百森，黃福泉.硫磺回收聯(lián)合裝置技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2010.